Treatment of extension knee contractures with Ilizarov apparatus versus orthopedic hexapod Ortho-SUV Frame



Cite item

Abstract

Abstract

Relevance. If it is impossible to eliminate the knee joint contracture by soft tissue release, external fixation are additionally used. Most often, the Ilizarov apparatus with a uniaxial hinge is used for this purpose. Orthopedic hexapods, unlike the Ilizarov frame, are able to reproduce the kinematics of movements in the knee joint.

Purpose. To evaluate the effectiveness of the clinical use of an orthopedic hexapod for the treatment of patients with extension contractures of the knee joint in comparison with the use of the Ilizarov apparatus.

Methods.  We analyzed 64 cases of combined treatment of extension knee joint contractures, which were divided into two groups. In the main group, in the treatment of 31 patients, in addition to the soft tissue release, the orthopedic hexapod Ortho-SUV Frame (OSF) was used. In the comparison group, in the treatment of 33 patients, the Ilizarov apparatus with an uniaxial hinge was used. In a comparative analysis between groups, the number of flexion-extension cycles, the time required to complete them, and the time needed for complete knee range of motion (ROM) restoration were evaluated. Functional results were assessed using specialized scales-questionnaires KSS, Lysholm, LEFS in 2 days, 6 and 12 months after frame dismantling.

Results. When comparing the total external fixation period, as well as the time needed for ROM restoration, no significant difference was found (P>0.05). When using an orthopedic hexapod, in comparison with the use of the Ilizarov apparatus, fewer flexion-extension cycles were required. When assessing the amplitude of movements in 12 months in the main group, excellent results were found in 28 cases and good results in 4 cases. In the comparison group, in all 33 cases a good ROM was evaluated. On average, the ROM in the main group was 20º more than in the comparison group. The function of the knee joint in 12 months was 16 points higher on the KSS scale in the main group, 5 points higher on the Lysholm scale, and 15 points higher on the LEFS scale than in the comparison group. When analyzing the frequency of complications, no significant differences were found (P>0.05).

Conclusion. The results obtained indicate the effectiveness of the use of an orthopedic hexapod in the treatment of patients with extensor contractures of the knee joint.

Full Text

Актуальность

Формирование разгибательной контрактуры коленного сустава после перелома бедренной кости отмечается в 20-38% случаев [1, 2, 3, 4]. Возникшее ограничение сгибания в коленном суставе в значительной степени ухудшает качество жизни пациентов [5, 6, 7]. Наиболее часто для устранения разгибательных контрактур используется «квадрицепспластика» - мягкотканное вмешательство, направленное на устранение рубцов и спаек с восстановлением скользящих свойств четырехглавой мышцы [8, 9, 10, 11]. Однако при длительно существующих контрактурах возникают стойкие вторичные изменения в мягких тканях, их сокращение и частичное рубцовое перерождение [12, 13]. В подобных случаях попытки одномоментного устранения контрактуры с целью достижения необходимой амплитуды движений, опасны повреждением сухожилия четырехглавой мышцы (ЧГМ), отрывным переломом надколенника или бугристости большеберцовой кости [14, 15, 16, 17]. Во избежание данных осложнений мягкотканный этап операции дополняют применением аппарата внешней фиксации (АВФ), наиболее часто – аппарата Илизарова [18, 19, 20, 21]. Известно, что одноосевой шарнирный механизм не позволяет воспроизвести кинематику движений в коленном суставе [22, 23, 24]. Однако это возможно при использовании ортопедических гексаподов [25, 26, 27, 28]. Исходя из этого, целью настоящего исследования было оценить эффективность клинического применения ортопедического гексапода для лечения пациентов с разгибательными контрактурами коленного сустава в сравнении с использованием аппарата Илизарова.

 

Материалы и методы:

Дизайн исследования

Ретро,- проспективное когортное нерандомизированное исследование.

Пациенты

Все пациенты, включенные в исследование, проходили лечение в ФГБУ «НМИЦ ТО им. Р.Р. Вредена» в период с 2003 по 2021гг. Проанализировано 64 случая комбинированного (мягкотканый релиз и АВФ) лечения разгибательных контрактур коленного сустава сформировавшихся в результате перелома бедренной кости.

 Основную группу составили 31 пациент, у которых после мягкотканного этапа операции для лечения контрактуры был использован ортопедический гексапод Орто-СУВ [29]. Из них 19 пациентов проанализированы ретроспективно и 12 проспективно. В группу сравнения вошли 33 пациента, у которых после мягкотканного релиза применялся аппарат Илизарова с одноосевой шарнирной системой. Обе группы были сопоставимы по полу, возрасту, давности существования контрактуры, локализации перелома, а также дооперационной амплитуде движений (p˃0,05) (Табл. №1).

Таблица №1

Характеристика пациентов в обеих группах

Показатель

 

Основная

(Орто-СУВ)

Сравнения

(Илизаров)

Количество пациентов, n

31

33

Возраст, n

33 [18;55]

35 [19;57]

Пол м/ж, n

21 (67,8%) / 10 (32,2%)

20 (60,6%) /13 (39,9%)

Локализация

перелома

с/3-10 (32,3%)

н/3-21 (67,7%)

с/3-14 (42,4%)

н/3-19 (57,6%)

Длительность существования

контрактуры

2 года-12 (38,7%)

3 года -15 (48,3%)

4 года -4 (12,9%)

2 года -15 (45,4%)

3 года -15 (45,4%)

4 года -3 (9,09%)

Амплитуда движений до операции, в градусах

20 [15;35]

30 [20;35]

Медиана [нижний;верхний квартили], количество (процентное соотношение)

 

Хирургическая техника

В обеих группах первым этапом выполняли квадрицепс пластику по типу Томпсона, модифицированную S.B. Hanh et. al.  [30]. Через линейный разрез по передне-латеральной поверхности осуществляли доступ к головкам, сухожилию ЧГМ и надколеннику (рис. 1а). Освобождали от рубцов полость сустава и связку надколенника от фиброзно-измененной клетчатки Гоффа, после чего мобилизовали прямую мышцу бедра, на всем протяжении до верхней трети бедра. Промежуточная мышца как правило представляла собой гипотрофичный рубцово-перерожденный тяж, который всегда иссекали. Если после мягкотканного этапа операции необходимая амплитуда не была достигнута (рис. 1b) приступали к наложению АВФ на коленный сустав.

  

a

b

Рис. 1. Мягкотканный этап операции: a - внешний вид после релиза; b - интраоперационно максимально достигнут угол сгибания 65°

Figure. 1. Soft tissue procedure: a – after soft tissue release; b - maximal flexion 65°

 

В обеих группах при наложении АВФ, использовались две опоры на бедре (сектор и кольцо) и одна кольцевая опора на голени. Чрескостные элементы, спицы и стержни-шурупы, вводили в проекции т.н. «Рекомендуемых Позиций - РП» [31].

Была использована компоновка гексапода Орто-СУВ, специально разработанная для лечения контрактур коленного сустава [32]. Ее особенностями являлось то, что базовая опора установлена в сагиттальной плоскости под углом 60° к анатомической оси бедренной кости, а мобильная под углом 120° к анатомической оси большеберцовой кости. Для фиксации страты №1 использован дополнительный выносной сектор (Рис. 2а).

На следующие сутки после операции выполняли рентгенографию коленного сустава в 2-х проекциях. В программе графического редактора Adobe Photoshop 2020 (Adobe Systems, Inc.) на боковую рентгенограмму накладывали специально разработанный шаблон (Рис. 2b) с отмеченными мгновенными центрами вращения коленного сустава и углами ротации. При расчете в компьютерной программе SUV-Software v.7.2 задавали дистракцию 5-7 мм и, с использованием программной опции «многоэтапная коррекция», проводили расчет сгибания до угла 120° с интервалами по 10° (Рис. 2c). Также при расчете добавляли внутреннюю ротацию большеберцовой кости при углах сгибания 10, 30, 60, 90 и 120 градусов. Был выбран темп сгибания 2,5° в сутки за 4 приема, вследствие чего программа рассчитывала изменение длин страт для выполнения 10° сгибания за 4 дня.

Дистракцию начинали с 3-7 суток, после чего следовал период пассивно-активной разработки движений. Пассивно-активная разработка движений включала выполнение циклов пассивного сгибания-разгибания голени с использованием ортопедического гексапода. При этом активные упражнения начинали после выполнения первого полного цикла пассивных сгибания-разгибания при помощи ортопедического гексапода. Для разработки активных движений страты №№ 2, 4 и 6 временно открепляли от мобильной опоры. Вновь закрепив страты пациентам, в качестве упражнений, рекомендовали касаться пальцами руки кончиков пальцев ноги и поднимать вес нижней конечности в начале помощи троса, в последующем без него. Активные упражнения для сгибателей голени выполнялись ежедневно в течении 30-40 минут с интервалом 5-6 часов. Циклы повторяли до тех пор, пока амплитуда активных движений в коленном суставе не достигнет угла 90º. Начальный темп сгибания в зависимости от болевого синдрома мог быть ускорен или замедлен. Как правило, темп сгибания-разгибания для каждого последующего цикла был больше предыдущего.

Для предотвращения феномена рикошета (снижения амплитуды движений вследствие ретракции мягких тканей) в послеоперационном периоде, по достижению активной амплитуды движений 70º-80º, посуточно чередовали фиксацию коленного сустава на ночь в положении максимального возможного сгибания и разгибания. Демонтаж АВФ выполняли после того, как пациент самостоятельно мог согнуть коленный сустав до угла сгибания 90°.

 

 

a

b

  

c

d

   

Рис. 2. Применение ортопедического гексапода Орто-СУВ: a – фотография до начала разработки движений; b – специально разработанный шаблон с отмеченными мгновенными центрами вращения и величинами ротации; c – расчет движений в компьютерной программе; d – фотография при максимально достигнутом сгибании

Figure 2. Usage of Ortho-SUV Frame (OSF) hexapod: a - after frame applying; b - the template, in wich accordance the movements in the knee joint were modelled; c – OSF software window; d – maximal flexion achieved

 

В группе сравнения («аппарат Илизарова») компоновки включали базовую опору, установленную в проекции нижней трети бедра и мобильную опору, установленную в проекции верхней трети голени (Рис. 3а). Во фронтальной плоскости опоры ориентировали перпендикулярно общей механической оси. В сагиттальной плоскости базовую и мобильную опоры ориентировали перпендикулярно анатомическим осям бедренной и большеберцовой костей. Осевые шарниры устанавливали под ЭОП-контролем в проекции оси «сгибания-разгибания» коленного сустава [33]. Пассивные движения осуществляли при помощи поворотных шарниров (Рис. 3с).

Послеоперационное ведение не отличалось от использованного в основной группе. Для выполнения активных упражнений осевые шарниры разъединяли.

После демонтажа АВФ пациенты обеих групп продолжали комплексное реабилитационное лечение, которое включало проведение лечебной физкультуры, низкочастотной магнитотерапии, массажа и механотерапии.

  

а

b

  

c

d

Рис. 3. Использование аппарата Илизарова: а - внешний вид после наложения аппарата; б - рентгенограммы коленного сустава в процессе лечения; в – схема установки осевых и поворотных шарниров; г - фотография во время разработки движений. Дальнейшему сгибанию препятствует столкновение колец и поворотных шарниров

Figere 3. Usage of Ilizarov apparatus; a - after frame applying; b - X-ray during treatment; c – axial and swivel hinges; d – ring-to-ring collision

 

Сравнение результатов

При сравнительном анализе между группами оценивали длительность периода разработки движений (ПРД) в АВФ, количество циклов сгибания-разгибания и время потраченное на их выполнение (продолжительность цикла), амплитуду движений в суставе. Конечные результаты амплитуды движений оценивали как: отличные при 110° и более, хорошие при 90°-109°, удовлетворительные при 60°-89° и неудовлетворительные при 60° и менее. Для оценки связи осложнений с результатами лечения использовали классификацию J. Caton (1991) [34]. Также для оценки функции коленного сустава и нижней конечности в целом использовались шкалы-опросники KSS, Lysholm и LEFS. Оценку проводили на следующих этапах: до операции, на 2 сутки после демонтажа АВФ, через 6 и 12 месяцев с момента демонтажа АВФ. У 12 проспективных пациентов из основной группы дополнительно оценка была проведена на сроке 3 и 9 месяцев после демонтажа АВФ.

 

Статистический анализ

Регистрацию полученных данных осуществляли в электронных таблицах «Microsoft Excel». Статистический анализ данных проводили с использованием программного обеспечения Statistica v.10. Анализ нормальности распределения проводили с использованием критерия Шапиро-Уилка. Большая часть массива данных была распределена ненормально, поэтому использовались непараметрические методы статистического анализа. Для оценки количественных параметров в двух независимых группах применяли U-критерий Манна-Уитни. Как и принято при использовании непараметрических методов, количественные данные представляли в виде медиан, нижних и верхних квартилей. Для вычисления связи между количественными параметрами использовали коэффициент корреляции Спирмена. Сопоставление частотных характеристик номинальных данных выполняли при помощи критерия Хи-квадрат (с поправкой Йетса для малых когорт) и критерий Фишера. Оценка зависимых выборок в одной и той же группе и изучение показателей в динамике после оперативного лечения выполнялась с использованием критерия Вилкоксона и критерия Фридмана.

 

Результаты

При сравнении периода разработки движений и периода использования АВФ в обеих группах не было выявлено статистически значимого различия (P˃0,05) (табл. №2).

Таблица №2

Временные характеристики обеих групп

Показатель

Орто-СУВ

Илизарова

Латентный период

3 [2;4]

3[2;3]

Период дистракции

4 [3;4]

5[4;5]

Период разработки движений

99 [91;107]

110 [88;119]

Период использования АВФ

108 [99;120]

109 [98;114]

Примечание: в таблице представлены медианы, нижние и верхние квартили

 

В основной группе, где применялся ортопедический гексапод Орто-СУВ, угол активного сгибания 90° был достигнут в 5 (16,2%) случаях за 4 цикла, в 26 (83,3%) случаях за 5 циклов и в 2 (6,4%) случаях за 6 циклов. В сравниваемой группе, в 12 (36,4%) случаях для достижения активного угла сгибания 90° потребовалось выполнение 6 циклов и 21 (63,6%) случае 7 циклов сгибания-разгибания (табл. №3) (рис. 4). При сравнении продолжительности циклов выявлено статистически значимое различие при первом, втором и третьем цикле (P≤0,05). Как видно из таблицы №3, на первые три цикла в сравниваемой группе было потрачено меньше времени, чем в основной группе. По окончанию 4 цикла средняя продолжительность в обеих группах сравнялась (P˃0,05), при этом средняя активная амплитуда движений в основной группе оставалась статистически значимо большей (P˂0,05), чем в группе сравнения. По окончанию 5 цикла средний показатель потраченного времени в основной группе был меньше (P˂0,05), а средняя активная амплитуда движений также была статистически значимо больше, чем в группе сравнения (P˂0,05).

Таблица №3

Количественные данные циклов сгибания-разгибания обеих групп

№ цикла

Орто-СУВ

Илизарова

Значение P

N

ПЦ

АДС

N

ПЦ

АДС

ПЦ

АДС

1

31 (100%)

39 [37;41]

40 [25;50]

33 (100%)

32 [30;34]

30 [20;35]

P˂0,05

P˂0,05

2

31 (100%)

28 [26;30]

55 [45;60]

33 (100%)

25 [22;26]

45 [40;45]

P˂0,05

P˂0,05

3

31 (100%)

19 [16;23]

65 [55;70]

33 (100%)

17 [16;18]

55 [50;60]

P˂0,05

P˂0,05

4

31 (100%)

11 [9;13]

80 [70;85]

33 (100%)

11 [10;13]

65 [60;70]

P˃0,05

P˂0,05

5

26 (83,8%)

4 [4;5]

92 [90;95]

33 (100%)

7 [6;8]

75 [75;85]

P˂0,05

P˂0,05

6

2 (6,4%)

2,5 [2;3]

92 [90;95]

33 (100%)

5 [3;7]     

85 [85;90]

-

-

7

-

-

-

21 (63,6%)

3 [3;4]

90 [90;90]

-

-

Примечание: в таблице представлены медианы, нижние и верхние квартили; N - количество пациентов, ПЦ - продолжительность цикла в сутках, АДС – амплитуда движений в суставе

 

  

Рис. 4. Средние значения (медианы) длительности циклов «сгибание-разгибание» и амплитуды активных движений при наличии аппарата

Figure 4. Medians of duration «flexion-extension» cycles and active range of motions in presence of frame

 

Максимально достигнутый угол сгибания при использовании ортопедического гексапода составил в среднем 115°, что на 25° больше, чем в группе сравнения, где максимальный угол сгибания в среднем был равен 90° (P˂0,05) (табл. 4). При сравнении, амплитуда движений на 2 сутки после демонтажа АВФ, а также по прошествию 6 и 12 месяцев с момента демонтажа АВФ, была статистически значимо меньше в группе, где использовался аппарат Илизарова (P˂0,05) (табл. №4, рис. 5). По прошествии 12 месяцев с момента демонтажа АВФ, в основной группе отличная амплитуда движений была зарегистрирована у 28 (90,3%) пациентов и хорошая у 4 (9,7%) пациентов. В группе сравнения во всех 33 (100%) случаях амплитуда движений была отмечена как хорошая.

В основной группе, при корреляционном анализе была выявлена прямая, сильная связь максимально достигнутого сгибания в АВФ с амплитудой движений достигнутой по прошествию 12 месяцев (P˂0,05, r = 0,877). В группе сравнения отмечена прямая, умеренная связь (P˂0,05, r = 0,715).

Таблица №4

Данные амплитуды движений коленного сустава в различные сроки

Амплитуда движений

Орто-СУВ

Илизарова

Значение P

До операции

20 [15;35]

30 [20;35]

P˃0,05

После релиза

55 [50;70]

60 [55;70]

P˃0,05

Максимальное сгибание в АВФ

115 [110;115]

90 [90;90]

P˂0,05

На 2 сутки после демонтажа

90 [90;95]

90 [90;90]

P˂0,05

По прошествию 6 месяцев

105 [100;110]

95 [90;95]

P˂0,05

По прошествию 12 месяцев

115 [110;120]

95 [90;95]

P˂0,05

Примечание: в таблице представлены медианы, нижние и верхние квартили

 

 

Рис. 5. Средние значения (медианы) амплитуды движений в коленном суставе на различных сроках лечения

Fig. 5. Mean values (medians) of the range of motion in the knee joint at various periods of treatment

 

Средние бальные значения по шкалам KSS и Lysholm на 2 сутки после демонтажа АВФ были статистически значимо меньше в сравниваемой группе (P˂0,05), при этом по шкале LEFS значимая разница не наблюдалась (P˃0,05). По прошествии 6 и 12 месяцев с момента демонтажа АВФ средние бальные значения по шкалам KSS, Lysholm и LEFS были статистически значимо меньше в сравниваемой группе (P˂0,05) (табл. №5) (рис.6).

По прошествию 12 месяцев в основной группе по шкале KSS отличные результаты отмечены у всех пациентов. В группе сравнения отличная функция сустава отмечена у 10 (30,3%) пациентов и хорошая у 23 (69,7%) пациентов. По шкале Lysholm в основной группе отличная функция наблюдалась в 29 (93,5%) случаях, хорошая функция была отмечена у 2 (6,4%) пациентов. В группе сравнения по шкале Lysholm отличные результаты были зарегистрированы у 9 (27,2%) пациентов, у 24 (72,8%) пациентов функция была отмечена как хорошая. По шкале LEFS в основной группе во всех случаях отмечено незначительное ограничение функции нижней конечности. В группе сравнения аналогичный результат отмечен у 15 (45,4%) пациентов и в 18 (54,6%) случаях отмечено умеренное ограничение функции.

Таблица №5

Результаты оценки функции по шкалам в различные сроки

Срок наблюдения

Шкалы

KSS

Lysholm

LEFS

Орто-СУВ

Илизарова

Орто-СУВ

Илизарова

Орто-СУВ

Илизарова

До операции

58 [48;62]

60 [54;63]

47 [44;53]

50 [42;55]

28 [24;30]

27 [24;31]

P˃0,05

P˃0,05

P˃0,05

На 2 сутки после демонтажа

74 [71;76]

68 [67;70]

81 [76;81]

77 [75;81]

50 [48;54]

51 [47;53]

P˂0,05

P˂0,05

P˃0,05

Спустя 6 месяцев

85 [82;86]

78 [76;81]

88 [88;91]

86 [79;86]

66 [64;70]

58 [57;61]

P˂0,05

P˂0,05

P˂0,05

Спустя 12 месяцев

95 [94;97]

79 [77;83]

95 [92;99]

90 [86;91]

74 [72;75]

59 [58;64]

P˂0,05

P˂0,05

P˂0,05

 

 

Рис. 6. Средние бальные значения при оценке функции по шкалам KSS, Lysholm и LEFS.

Figure 6. Mean scores when evaluating function on the KSS, Lysholm, and LEFS scales.

 

Данные динамики средней амплитуды движений и средней суммы баллов, отмеченных у проспективных пациентов основной группы представлены в таблице №6. При оценке динамики средней амплитуды движений в основной группе, с момента операции отмечается ее увеличение и достижение отличных результатов по прошествии 9 месяцев с момента демонтажа АВФ. При оценке динамики изменения средних баллов по шкале KSS спустя 6 месяцев после демонтажа АВФ отмечается отличная функция коленного сустава. По шкале Lysholm отличная функция коленного сустава отмечается по прошествии 9 месяцев с момента демонтажа АВФ. По шкале LEFS ограничение функции нижней конечности, как незначительное отмечено по прошествии 6 месяцев с момента демонтажа АВФ.

Таблица №6

Динамика изменения средней амплитуды движений и баллов шкалам 

Срок наблюдения

Амплитуда движений

KSS

Lysholm

LEFS

До операции

28,7±10,5

57,8±5,3

52±8,1

27±3,7

После релиза

57±11,9

-

-

-

После демонтажа АВФ

94,5±2,5

74,2±2,8

78,5±3,04

51,2±4,47

По прошествии 3 месяцев

100±3,6

80,3±2,1

84,3±1,8

58,3±1,9

По прошествии 6 месяцев

108,3±5,3

84,1±2,32

89,5±2,1

66,7±3,2

По прошествии 9 месяцев

115,8±3,5

93,3±1,6

97±2,08

71,2±1,6

По прошествии 12 месяцев

118,7±5,2

95,4±1,5

98,08±1,8

73,5±1,83

 

В основной группе осложнения были отмечены у 14 (45,1%) пациентов, из которых у 12 (38,7%) пациентов было отмечено поверхностное воспаление мягких тканей вокруг чрескостных элементов (1 категория). Для его купирования прибегали к местному применению антимикробной мази «Левомеколь» и перорального приема антибиотиков. У 1 (3,2%) пациентки в послеоперационном периоде произошел ограниченный некроз кожи (2 категория), из-за чего разработка движений была временно приостановлена для проведения некроэктомии. После вторичного заживления раны разработка была продолжена. Еще у 1 (3,2%) пациента разработка была приостановлена из-за инфицирования в области оперативного вмешательства (2 категория), по поводу которого была выполнена ревизия, санация и дренирование инфекционного очага. В результате гнойно-воспалительный процесс был купирован, а разработка продолжена.

В сравниваемой группе осложнения были отмечены у 17 (51,4%) пациентов, из которых у 16 (48,4%) было отмечено воспаление мягких тканей вокруг чрескостных элементов (1 категория), которое было купировано консервативными методами. В 1 (3%) случае по причине падения пациента произошел перелом чрескостного элемента, что потребовало его перепроведения (2 категория) после этого разработка движений была продолжена. При сравнительном анализе осложнений в обеих группах статистически значимая разница не наблюдалась (P˃0,05).

Обсуждение

В основной группе («ортопедический гексапод») максимальное пассивное сгибание, достигаемое при помощи АВФ, в среднем на 25° было больше, чем в группе сравнения («аппарат Илизарова») (Табл. №4). Несмотря на то, что АВФ был демонтирован по достижению 90° активного сгибания, продолжение реабилитации позволяло достичь той же амплитуды, что была достигнута в АВФ уже к 9 месяцу после его демонтажа (Табл. №6).

В сравниваемой группе максимальное сгибание в АВФ не превышало 90°-95°, так как при этих углах длина резьбового стержня на поворотном шарнире заканчивалась (Рис. 3d). В группе сравнения АВФ также был демонтирован по достижению 90° активного сгибания. Однако, несмотря на продолжение реабилитационного лечения амплитуда движений оставалась такой же или превышала не более 5° (Табл. №4). При сравнении амплитуда движений по прошествии 12 месяцев в основной группе была в среднем на 20° больше, чем в сравниваемой. Таким образом, можно предположить, что более высокие показатели амплитуды движений в основной группе напрямую связанны с более высоким показателем максимального сгибания достигнутого в АВФ.

При анализе литературы мы не обнаружили работ, посвященных использованию ортопедического гексапода для лечения разгибательных контрактур коленного сустава. Для сравнения нам удалось обнаружить только две работы, где сообщается о лечении разгибательной контрактуры при помощи мягкотканого релиза в дополнении с использованием аппарата Илизарова [21, 22].

Так, D.H. Lee, c соавторами сообщают о лечении 10 пациентов с разгибательными контрактурами коленного сустава у которых дооперационная амплитуда движений в среднем была равна 25° (5°-35°) [21]. В результате лечения средняя величина амплитуды движений отмеченная авторами при «последних наблюдениях» (без указания точного срока наблюдения) составила 93° (85°-105°) [21]. При этом, авторы отмечали, что амплитуда движений в итоге была такая же как на момент демонтажа АВФ или выше, у всех кроме 1 пациента. Полученные авторами средние значения амплитуды движений схожи с результатами, полученными нами в группе сравнения на сроке 12 месяцев с момента демонтажа АВФ.

Liu Y. с соавторами сообщили о комбинации мягкотканого релиза с применением аппарата Илизарова для лечения 36 пациентов с разгибательными контрактурами коленных суставов. Амплитуда движений до операции в среднем была равна 13,8° (8°-19°). В результате лечения амплитуда движений в среднем составила 102,9° (78°-115°), при этом срок оценки результата также не был указан [22]. При сравнении в основной группе нашего исследования показатель средней амплитуды движений выше, чем у Liu Y. и соавторов, но в сравниваемой группе этот же показатель меньше. Более высокие показатели у Liu Y. с соавторами, вероятно, связанны с применением специальных пружинных толкательных шарниров, фиксируемых к опорам по передней стороне, что позволяло им достичь большего угла сгибания в АВФ.  

При анализе циклов сгибания-разгибания (Табл. 3), выявлено, что в основной группе после каждого цикла амплитуда активных движений была больше, чем в группе сравнения. При этом, в группе сравнения для выполнения первых трех циклов было потрачено меньше времени, чем в основной. Для достижения активной амплитуды движений 90° в основной группе потребовалось выполнить меньшее количество циклов, чем в группе сравнения. Вероятно поэтому средние величины периода разработки движений и периода использования АВФ значимо не различались.

Количество дней, потраченных на выполнение 1-го, 2-го и 3-го циклов сгибания-разгибания в основной группе было значимо больше по причине того, что чем больший угол сгибания достигался в АВФ, тем больше времени для этого требовалось. Однако к четвертому циклу данный показатель сравнялся. На выполнение 5-го цикла в основной группе потребовалось уже меньше времени, чем в сравниваемой. При этом пять пациентов из основной группы после 4-го цикла уже достигли активного сгибания 90°. Шестые циклы не могли быть сравнены из-за большой разницы в количестве пациентов (2 в основной группе и 33 в сравниваемой). Выполнение шести циклов 2-м пациентам из основной группы потребовалось вследствие временной приостановки разработки движений из-за возникших осложнений. В группе сравнения у 12 пациентов после шестого цикла необходимая амплитуда была достигнута. Остальные пациенты достигли угла активного сгибания 90° после 7-го цикла. При достижении большего угла сгибания в АВФ происходит большее растяжение четырехглавой мышцы и как следствие лучшая функция. Вероятно поэтому в основной группе понадобилось выполнение меньшего количество циклов для достижения активной амплитуды 90° (Табл. 4).  

При сравнении с данными обеих групп нашего исследования (Табл. №2), можно отметить, что D.H. Lee с соавторами, более длительно использовали АВФ (в среднем 125 дней). При этом никакого описания выполнения циклов сгибания-разгибания и оценки по функциональным шкалам авторами представлено не было [21].

В работе в работе Liu Y. и соавторов не было предоставлено описания особенностей проведения циклов сгибания-разгибания, за исключением упоминания о том, что амплитуда активных движений 60° была достигнута в среднем за 28,5±4,28 дней. Эти данные свидетельствуют о более высоких временных и функциональных характеристиках, нежели характеристики первого цикла обеих групп нашего исследования. При этом, необходимо отметить, что значения амплитуды достигнутой после мягкотканного этапа операции у Liu Y., и соавторов была выше, чем в обеих группах нашего исследования. Данные о периоде использования аппарата Илизарова авторами не были предоставлены [22].

С момента демонтажа АВФ в обеих группах отмечалось увеличение средних баллов по функциональным шкалам KSS и Lysholm, однако в сравниваемой группе средние баллы были значимо меньше. По данным заполнения пациентами опросников и осмотра врача в рамках ответов на вопросы представленные в шкале KSS, были определены причины, меньшей величины средней суммы баллов в группе сравнения. Разница в основном была обусловлена меньшей амплитудой движений и признаками перерастяжения капсульно-связочных структур коленного сустава. Функция нижней конечности по шкале LEFS на момент демонтажа АВФ в обеих группах не отличалась. Однако по прошествии 6 и 12 месяцев разница была значимо ниже в группе сравнения, что, вероятно, связанно с причинами, указанными выше.

Нами была получена большая частота осложнений в обеих группах по сравнению с данными D.H. Lee., где авторы указывали, что воспаление мягких тканей вокруг чрескостных элементов (1 категория осложнений) отмечалось у 2 (20%) из 10 пациентов. Возможно, это связано с недостоверной статистикой ввиду малого количества наблюдений.

 

Заключение

Разработка движений в коленном суставе с использованием ортопедического гексапода позволяет достичь большего угла сгибания и требует выполнения меньшего количества циклов сгибания-разгибания. Однако при сравнении периода разработки движений и общего времени использования АВФ, не имеет значимых преимуществ перед аппаратом Илизарова. Показатели функции коленного сустава при использовании ортопедического гексапода выше, чем при использовании аппарата Илизарова, что обусловлено способностью гексапода обеспечить большую амплитуду движений в соответствии с его естественной кинематикой. Полученные результаты исследования позволяют заключить, что применение ортопедического гексапода для разработки движений является эффективным методом лечения разгибательных контрактур коленного сустава и данный метод может быть более широко использован в клинической практике.

×

About the authors

Saigidula A Rokhoev

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg, Russian Federation

Author for correspondence.
Email: 09saga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4369-9619

Аспирант, врач травматолог-ортопед

Russian Federation, Улица Академика Байкова дом 8

Dmitrii V Chugaev

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg, Russian Federation

Email: dr.chugaev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5127-5088

Researcher of the department of treatment of Injuries and their consequences

Russian Federation, Улица Академика Байкова дом 8

Leonid N Solomin

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg, Russian Federation

Email: solomin.leonid@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3705-3280
Russian Federation, Улица Академика Байкова дом 8

References

  1. Апагуни, А. Э. Ошибки и осложнения оперативного лечения диафизарных переломов бедренной кости. Травматология и ортопедия России. 2005;(1):38-39. Apaguni, A. Je. [Mistakes and complications of surgical treatment of diaphyseal fractures of the femur]. Travmatologija i ortopedija Rossii. 2005;(1):38-39. (In Russian).
  2. Gomes J.L.E., Ruthner R.P., Moreira L. Femoral pseudoarthrosis and knee stiffness: long-term results of a one-stage surgical approach. Arch Orthop Trauma Surg. 2010;130(2):277-283. doi.org/10.1007/s00402-009-0938-1
  3. Гримайло, Н. С. Алгоритм оперативного лечения переломов дистального отдела бедренной кости. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2013;23(18(161)):45-48. Grimajlo, N. S. [Algorithm of operative treatment of distal femur fractures]. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: Medicina. Farmacija. 2013;23(18(161)):45-48 (In Russian).
  4. Razaq M.N., Muhammad T., Ahmed A., Adeel M., Ahmad S., Ahmad S., Sultan S. Outcomes of distal femur fracture treated with dynamic condylar screw. JAMC. 2016;28(2):259-261.
  5. Fitzsimmons, S. E., Vazquez, E. A., Bronson, M. J. How to treat the stiff total knee arthroplasty?: a systematic review. CLIN ORTHOP. 2010;468(4):1096-1106.
  6. Attias, M., Chevalley, O., Bonnefoy-Mazure, A., De Coulon, G., Cheze, L., & Armand, S. Effects of contracture on gait kinematics: a systematic review. Clin Biomech. 2016;33:103-110.
  7. Ding B.T.K., Khan S.A. The judet quadricepsplasty for elderly traumatic knee extension contracture: a case report and review of the literature. Biomedicine (Taipei). 2019;9(3):21. doi: 10.1051/bmdcn/2019090321.
  8. Ebbrahimzadeh, M. H., Birjandi-Nejad, A., Ghorbani, S., & Khorasani, M. R. A modified Thompson quadricepsplasty for extension contracture resulting from femoral and periarticular knee fractures. J Trauma Acute Care Surg. 2010;68(6):1471-1475.
  9. Oliveira, V. G., D'Elia, L. F., Tirico, L. E. P., Gobbi, R. G., Pecora, J. R., Camanho, G. L., Demange, M. K. Judet quadricepsplasty in the treatment of posttraumatic knee rigidity: long-term outcomes of 45 cases. J Trauma Acute Care Surg. 2012;72(2):77-80.
  10. Pujol, N., Boisrenoult, P., Beaufils, P. Post-traumatic knee stiffness: surgical techniques. OTSR. 2015;101(1):179-186.
  11. Persico F., Vargas O., Fletscher G., Zuluaga M. Treatment of extraarticular knee extension contracture secondary to prolonged external fixation by a modified Judet quadricepsplasty technique. Strategies Trauma Limb Reconstr. 2018;13(1):19-24. doi: 10.1007/s11751-017-0302-x.
  12. Ирисметов, М. Э. Хирургическое лечение стойких разгибательных контрактур коленного сустава. Ортопедия, травматология и протезирование. 2010;(3):31-34. Irismetov, M. E. [Surgical treatment of persistent extension contractures of the knee joint]. Ortopedija, travmatologija i protezirovanie. 2010;(3):31-34. (In Russian).
  13. Барков А. В., Барков А. А. Способ капсулопластики при устранении стойких разгибательных контрактур коленного сустава. Ортопедия, травматология и протезирование. 2013;(2);25-27. 13. Barkov A. V., Barkov A. A. [Method of capsuloplasty in the elimination of persistent extensor contractures of the knee joint]. Ortopedija, travmatologija i protezirovanie. 2013;(2);25-27. (In Russian)
  14. Kundu Z., Sangwan S., Guliani G., Siwach R., Kamboj P., Singh R. Thompson’s quadricepsplasty for stiff knee. Indian J Orthop. 2007;41(4):390-394. doi: 10.4103/0019-5413.37004.
  15. Hahn S.B., Choi Y.R., Kang H.J., Lee S.H. Prognostic factors and long-term outcomes following a modified Thompson’s quadricepsplasty for severely stiff knees. J Bone Joint Surg Br. 2010;92(2):217-221. doi: 10.1302/0301-620X.92B2.22936.
  16. Mousavi H, Mir B, Safaei A. Evaluation of Thompson's quadricepsplasty results in patients with knee stiffness resulted from femoral fracture. J Res Med Sci. 2017;22:50. doi: 10.4103/1735-1995.205237
  17. Khan, L., Ahmad, S., Qadir, I., Zaman, A. U., Aziz, A. Functional outcome of judet’s quadriceptoplasty in posttraumatic stiff knees. The Professional Medical Journal. 2021;28(12):1783-1787.
  18. Плаксейчук, Ю. А., Салихов, Р. З., Соловьев, В. В. Опыт применения дистракционных аппаратов в хирургическом лечении спастических контрактур коленного сустава. Практическая медицина. 2014; 2(4 (80));115-117. Plaksejchuk, Ju. A., Salihov, R. Z., Solov'ev, V. V. [Experience in the use of distraction devices in the surgical treatment of spastic contractures of the knee joint]. Prakticheskaja medicina. 2014; 2(4(80));115-117. (In Russian).
  19. Tuncay, İ., Solomin, L. Joint contracture management with external fixators. In Advanced Techniques in Limb Reconstruction Surgery. Springer, Berlin, Heidelberg. 2015. pp. 191-221 doi.org/10.1007/978-3-642-55026-3_11
  20. Lee D.H., Kim T.H., Jung S.J., Cha E.J., Bin S.I. Modified judet quadricepsplasty and Ilizarov frame application for stiff knee after femur fractures. J Orthop Trauma. 2010;24(11):709-715. doi: 10.1097/BOT.0b013e3181c80bb9.
  21. Liu, Y., Shi, P., Li, J., Li, H., Dong, S. Treatment of traumatic knee stiffness with Ilizarov stretcher. Res Sq. 2020;(1); p17.
  22. Sommers M.B., Fitzpatrick D.C., Kahn K.M., Marsh J.L., Bottlang M. Hinged external fixation of the knee: intrinsic factors influencing passive joint motion. J Orthop Trauma. 2004;18(3):163-169. doi: 10.1097/00005131-200403000-00007.
  23. Postolka, B., Schütz, P., Fucentese, S. F., Freeman, M. A., Pinskerova, V., List, R., & Taylor, W. R. Tibio-femoral kinematics of the healthy knee joint throughout complete cycles of gait activities. J Biomech. 2020:110, 109915. doi.org/10.1016/j.jbiomech.2020.109915
  24. Coles, L. G., Gheduzzi, S., Miles, A. W., & Gill, H. S. Kinematics of the natural and replaced knee. In Total Knee Arthroplasty. Ed By. E. C. Rodríguez-Merchán S. Oussedik. London: Springer; 2015. pp. 7-19.
  25. Соломин, Л. Н., Корчагин, К. Л., & Утехин, А. И. (2009). Разработка оптимальной компоновки аппарата Орто-СУВ для разработки движений в коленном суставе. Травматология и ортопедия России. 2009:4(59);21-26 Solomin L.N, Korchagin K.L, Utekhin A.I. Investigation of the Ortho-SUV frame optimal assembly for working out motions in the knee joint. Travmatologija i ortopedija Rossii. 2009:4(59);21-26 (In Russian)
  26. Massobrio M., Mora R. Hexapod External Fixator Systems: Principles and Current Practice in Orthopaedic Surgery. Rome. Springer Nature, 2021. P. 313.
  27. Рохоев, С. А., Соломин, Л. Н. Использование метода чрескостного остеосинтеза при лечении контрактур коленного сустава у взрослых пациентов: обзор литературы. Травматология и ортопедия России. 2021;27(1);185-197. Rokhoev S.A., Solomin L.N. Usage of the method of external fixation in the treatment of adult patients with knee joint stiffness: literature review. Travmatologija i ortopedija Rossii. 2021;27(1);185-197.
  28. Solomin, L. N. [Hexapod External Fixators in Articular Stiffness Treatment] In: Hexapod External Fixator Systems. Ed. By Massobrio M., Mora R. Springer, Cham. 2021 (pp. 199-238). doi.org/10.1007/978-3-030-40667-7_10
  29. Соломин Л.Н., Утехин А.И., Виленский В.А. Орто-СУВ аппарат: чрескостный аппарат, работа которого основана на компьютерной навигации. Гений ортопедии. 2011;(2):148-156. Solomin L.N., Vilenskiy V.A., Utekhin A.I. [Ortho-SUV frame: external fixator working on the basis of computer navigation]. Genij Ortopedii. 2011;(2):161-169. (In Russian).
  30. Hahn, S. B., Lee, W. S., & Han, D. Y. A modified Thompson quadricepsplasty for the stiff knee. J Bone Joint Surg Br. 2000;82(7);992-995.
  31. Соломин Л.Н. Метод унифицированного обозначения чрескостного остеосинтеза. В кн.: Основы чрескостного остеосинтеза. Под. ред. Л.Н. Соломина. М.:БИНОМ; 2014. Т.1. С. 45-55. Solomin L.N. [Method of Unified Designation of External Fixation] In: Osnovy chreskostnogo osteosinteza [Fundamentals of transosseous osteosynthesis]. Ed. By L.N. Solomin. Moscow: BINOM; 2014. Vol.1. pp. 45-55. (In Russian).
  32. Рохоев С.А., Соломин Л.Н., Старчик Д.А., Демин А.С. Усовершенствование компоновок ортопедического гексапода Орто-СУВ, используемых для лечения пациентов с контрактурами коленного сустава (экспериментальное исследование). Современные проблемы науки и образования. 2022; (2):12. Rokhoev S.A., Solomin L.N., Starchik D.A., Demin A.S. [Improvement of the Ortho-SUV orthopedic hexapod arrangements used for the treatment of patients with knee joint stiffness (experimental study)] Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2022; (2):12 doi: 10.17513/spno.31521 URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31521
  33. Hollister A.M., Jatana S., Singh A.K., Sullivan W.W., Lupichuk A.G. The axes of rotation of the knee. Clin Orthop Relat Res. 1993;(290):259-268.
  34. Caton J. Traitement des inégalités de longueur des membres inférieurs et des sujets de petite taille chez l’enfant et l’adolescent. Rev Chir Orthop. 1991;77 (Suppl. I):31-80.

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) Rokhoev S.A., Chugaev D.V., Solomin L.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies