Paprosky type 3B acetabulum defects: typical pattern or multiple variants?



Cite item

Full Text

Abstract

Aims of the study: To identify the main types of damage to the anatomical structures of the acetabulum and their combinations in patients with 3B types of defects as per the Paprosky classification based on data from a three-dimensional reconstruction of the pelvis and determination of the degree of diversity of this type of defects.

 

Materials and Methods: The study included 132 patients with type 3B acetabulum defects who underwent revision total hip arthroplasty. A three-dimensional reconstruction of the pelvis was performed based on computed tomography. The safety of the supporting structures of the acetabulum was assessed. The structures of the acetabulum were assessed according to three degrees of integrity: anatomical integrity, partial integrity/lytic destruction, and complete lack of support/complete defect. The analysis of the diversity in the types of defects was carried out using the Shannon index.

 

Results: Five main categories of damage to the acetabulum were identified. The most common defects were those with a combination of complete absence of the anterior column and the medial wall. According to the Shannon diversity index, Paprosky defect 3B demonstrated moderate diversity (H=1,465). The normalized Shannon index was 0.91 (H/Hmax), which means that with the 5 defect categories presented, we are dealing with a diversity close to the maximum possible.

 

Conclusion: Mandatory three-dimensional visualization for extensive acetabular defects gives the surgeon a more informative picture of the lost and preserved supporting elements. This, in turn, allows to choose the reliable reconstruction option and prepare for surgery in a timely manner. The existing defect classifications require further development due to the possibility of a three-dimensional defect assessment. At the same time, classifications that take into account the three-dimensional configuration of the defect should be clear, convenient and should not complicate the practical work of the surgeon.

 

Keywords: revision total hip arthrroplasty, acetabulum defects, Paprosky classification, three-dimensional visualization, Shannon index.

Full Text

Дефекты вертлужной области 3B типа по Paprosky: типичная картина или разнообразие вариантов?

 

Введение

 

На сегодняшний день по данным ряда регистров продолжает сохраняться тенденция к увеличению количества операций ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава (РЭ ТБС), кроме того, прогностические модели предсказывают дальнейший рост числа данных вмешательств [1]. По данным локального регистра НМИЦ ТО им. Р.Р Вредена в случаях РЭ ТБС отмечается увеличение доли использования сложных и дорогостоящих вертлужных имплантатов, что косвенно подтверждает достаточно частую встречаемость тяжелых костных дефектов области вертлужной впадины [2]. В этих условиях правильная предоперационная оценка тяжести костного дефекта приобретает еще более важную значимость, так как это определяет выбор тактики лечения, что в конечном итоге влияет на результаты РЕ ТБС.

 

Для оценки костных дефектов вертлужной впадины были предложены различные классификации [3-6]. Данные системы направлены на решение ряда задач: от универсального языка для специалистов, описывающего степень разрушения области скелета до инструктирования врача в выборе алгоритма хирургической реконструкции. Чаще всего в публикациях для унификации дефектов вертлужной впадины используется классификация Paprosky [7]. Классификация Paprosky основана на оценке 4 рентгенологических признаков: миграция центра ротации бедренного компонента, остеолиз седалищной кости, лизис «фигуры слезы», нарушение линии Kohler. Наиболее обширные и сложные для лечения дефекты по классификации Paprosky описаны категорией 3В типа. Вместе с тем варианты лечения данного типа дефекта представлены целым спектром серийных и индивидуальных конструкций. Вариативность технических решений замещения костных дефектов в рамках одного типа дефекта подчеркивает имеющееся несовершенство классификации Paprosky.

 

Обоснованием недостатков классификаций, описанных в литературе, является то, что правильная оценка всех анатомических особенностей костного дефекта, в особенности в случаях тяжелых дефектов, на основании только лишь рентген снимков является достаточно затруднительной. В данной ситуации хорошим инструментом с точки зрения визуализации костного дефекта является технология трехмерной реконструкции области дефекта вертлужной впадины, создаваемой на основании данных компьютерной томографии (КТ). Использование данной опции в дополнение к рентгенологическому исследованию может в значительной степени повлиять на восприятие хирургом тяжести костного дефекта, а также на выбор хирургической тактики на предоперационном этапе [8, 9].

 

Отсутствие единого подхода для лечения одной из наиболее тяжелой категории дефектов 3B типа по классификации Paprosky, а также опыт рутинного использования технологии трехмерной реконструкции на предоперационном этапе предопределило цели данного исследования: выделение основных видов повреждений анатомических структур вертлужной впадины и их комбинаций у пациентов с 3B типами дефектов по классификации Paprosky на основании данных трехмерной реконструкции таза  и определение степени разнородности данного типа дефектов.

 

 

Материалы и методы

Критерии включения пациентов в исследование: наличие по данным рентгенограмм дефекта вертлужной области 3B типа по Paprosky, наличие перед операцией КТ. Всего в исследование вошло 132 пациента, которым в нашей клинике одним хирургом были выполнены ревизионные операции с заменой вертлужного компонента с 2016 по 2023 годы. Исходные характеристики пациентов представлены таблице 1.

Таблица 1.

Исходные характеристики пациентов

 

При лечении данной группы пациентов использовался широкий ряд методик, имплантатов и их комбинаций, в частности, гигантские чашки, серийные аугменты, антипротрузионные конструкции, кап-кейджи, разные варианты индивидуальных решений для реконструкции вертлужной области. Анализ эффективности примененных методов лечения не входил в задачи текущего исследования. На основе КТ выполнялась трехмерная реконструкция таза. Оценивались сохранность опорных структур вертлужной области: крыла подвздошной кости, передней колонны, задней колонны, медиальной стенки, седалищной кости. Структуры вертлужной области оценивались по трем степеням целостности: анатомическая сохранность, частичная сохранность/литическое разрушение и полное отсутствие опорности/полный дефект. Пациенты с нарушением целостности тазового кольца, как непредставленные в оригинальной классификации Paprosky, исключались.

 

Статистический анализ

Для оценки разнородности типов дефектов применялась описательная статистика и нормализованный индекс Шеннона с использованием программного продукта Past 4.16.

 

Результаты

 

Характерные виды повреждений

 

При анализе структуры дефектов вертлужной области 3B типа по Paprosky у пациентов с показанием к ревизии вертлужного компонента было обнаружено, что изолированные дефекты отдельных опорных элементов вертлужной впадины практически не встречались и сочетались либо с полными дефектами других опорных структур, либо с литическими разрушениями костной ткани разной степени выраженности. Поэтому изолированные дефекты опорных элементов были объединены в группы с дефектами с частичным разрушением опорных элементов. Поскольку рассматривались дефекты с высоким смещением центра ротации, все они имели дефект крыла подвздошной кости разной степени выраженности.

 

Таким образом, были выделены 5 групп повреждений:

  1. Литические дефекты с частичным разрушением опорных элементов вертлужной области.
  2. Полные дефекты передней колонны с полным или частичным сохранением медиальной стенки и задней колонны.
  3. Полные дефекты медиальной стенки с полным или частичным сохранением передней и задней колонны.
  4. Комбинация полных дефектов медиальной стенки и передней колонны с полным или частичным сохранением задней колонны.
  5. Комбинация полных дефектов задней колонны и медиальной стенки с частичным или полным сохранением передней колонны.

Таблица 2.

Характерные категории дефекта 3B типа по Paprosky.

Верхний ряд – рентгенограммы пациентов, средний ряд – трехмерная реконструкция области дефекта этих же пациентов, нижний ряд – описание дефекта.

 

Статистическая оценка разнородности дефектов

 

Данные статистической обработки в нашей группе наблюдения говорят о том, что наиболее часто встречаемой категорией внутри дефектов 3B типа по Paprosky являлись дефекты с комбинацией полного отсутствия передней колонны и медиальной стенки. Самая распространенная категория ("медиальная стенка + передняя колонна") встречается почти в 7 раз чаще, чем самая редкая ("передняя колонна"). Разброс данных умеренный - стандартное отклонение (13. 12) и размах (37) указывают на заметные различия между категориями, но они не являются чрезмерными. И хотя среднее значение (26.4) и медиана (24) близки, данные не равномерно распределены. Доли разных категорий в пределах 3В типа по Paprosky представлены на рисунке 1. Индекс разнородности Шеннона указывает на то, что дефект 3B по Paprosky демонстрирует умеренное разнообразие (H=1,465). Кроме того, нормализованный индекс Шеннона составил 0,91 (H/Hmax), что означает, что при 5 представленных категориях дефектов, мы имеем дело с разнообразием близким к максимально возможному. То есть, дефекты, классифицируемые как 3B типа по Paprosky сложно считать одним видом дефектов.

 

Рисунок 1. Структура разных категорий разрушения вертлужной области при дефектах 3B типа по Paprosky.

 

Обсуждение

 

Классификации дефектов вертлужной области в ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава появились как попытка структурировать ситуации, с которыми могут столкнуться хирурги, и предложить соответствующие варианты решений. Однако, постоянно увеличение количества классификаций и непрекращающиеся попытки создавать их новые модификации указывает на то, что предложенные варианты не охватывают всех возможных типов повреждений, в особенности, когда речь идет об обширных дефектах [10].

 

Классификацией, получившей наибольшее распространение, в настоящее время является классификация Paprosky [11]. Ее отличает логичность, понятные критерии, относительная простота и возможность использовать для определения типа дефекта стандартные рентгенограммы, которые по умолчанию выполняются в рамках предоперационной подготовки. Тем не менее, с накоплением опыта стало понятно, что и она не описывает всех вариантов дефектов [12]. Еще одно ограничение этой классификации в том, что плоскостное изображение на рентгенограмме не способно отразить всех нюансов трехмерной структуры.

 

Распространение КТ и трехмерной визуализации существенно увеличивает информативность предоперационных данных и позволяет получать более корректное представление о типе дефекта [13, 14]. В связи с этим стали появляться классификации дефектов, основанные на количественной оценке плотности кости и трехмерной реконструкции вертлужной области [15-18]. Для их использования требуется специальное программное обеспечение и навыки его использования, что не всегда может быть доступно практикующим хирургам. Пока трехмерным классификациям только предстоит доказать свою практическую применимость. Но уже сейчас понятно, что их распространенность и применимость будет определяться удобством и простотой использования так, как это было с классификацией Paprosky.

 

Вместе с тем, что в ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава расширяется применение трехмерной визуализации, публикации, оценивающие методики и результаты лечения обширных дефектов, продолжают применять классификацию Paprosky. Однако, можно заметить, что, говоря о дефектах 3B типа, исследователи могут описывать разные варианты реконструкции в рамках одного и того же типа дефекта [19, 20].

 

Как показали полученные нами данные, 3B дефекты по Paprosky могут представлять собой достаточно разные категории дефектов. Помимо определения типа дефекта, трехмерная визуализация позволяет определить такой важный параметр как ограниченность дефекта [21]. Поэтому оценка сохранившихся опорных элементов посредством трехмерного моделирования таза и вертлужной области имеет важное значение [22].

 

Выделение различных вариантов дефектов в рамках тяжелых дефектов вертлужной впадины имеет важное практическое значение. Это позволяет заранее определить необходимость использования типов конструкций, в том числе и индивидуальных, а значит и получить дополнительное время на их планирование и изготовление, либо определить конфигурацию серийно выпускаемых ревизионных конструкций.

Так, литические изменения в вертлужной области и изолированные дефекты передней колонны с точки зрения реконструкции, несмотря на обширность дефекта, требуют восстановления рима и могут быть восстановлены с использованием костной пластики, аугментов и стандартных полусферических компонентов.

 

Дефекты медиальной стенки и комбинации дефекта медиальной стенки с дефектом передней колонны требуют антипротрузионных конструкций для стабильности вертлужного компонента, при чем для указанной комбинации дефектов может потребоваться широкая линейка типов и размеров стандартных кейджей. Полные дефекты задней колонны, наиболее тяжелые с точки зрения биомеханической стабильности имплантата, при реконструкции нуждаются в обеспечении первичной фиксации высокой степени надежности, что не всегда могут предложить стандартные ревизионные имплантаты.

 

Кроме того, понимание приблизительного процентного соотношения различных типов дефектов вертлужной впадины поможет правильно распределить финансовую нагрузку на учреждение.

 

Заключение

 

Обязательное трехмерное моделирование при обширных дефектах вертлужной области дает хирургу более информативную картину о потерянных и сохранившихся опорных элементах. Это, в свою очередь, позволяет выбрать оптимальный надежный вариант реконструкции и своевременно подготовиться к операции. Имеющиеся классификации дефектов требуют доработки или пересмотра в связи с возможностью трехмерной оценки дефекта. Вместе с тем классификации, учитывающие трехмерную конфигурацию дефекта, должны быть понятны, удобны и не должны усложнять практическую деятельность хирурга.

×

About the authors

Anton Nikolayevich Kovalenko

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: dr.ankovalenko@ya.ru
ORCID iD: 0000-0003-4536-6834

Cand. Sci. (Med.), orthopedic surgeon, researcher

Россия, St. Petersburg, Russian Federation

Rashid Murtuzalievich Tikhilov

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: rtikhilov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0733-2414

Dr. Sci. (Med.), corresponding member of the  Russian Academy of Sciences, Professor, Director

St. Petersburg, Russian Federation

Alisagib A. Dzhavadov

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: alisagib.dzhavadov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6745-4707

Cand. Sci. (Med.)

Россия, St. Petersburg

Igor I. Shubnyakov

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: shubnyakov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0218-3106

Cand. Sci. (Med.), orthopedic surgeon, researcher

Россия, St. Petersburg

Artem Vital'evich Sankin

Scandinavia clinic

Email: sankinmd@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-6183-1367

врач-травматолог-ортопед

St. Petersburg, Russian Federation.

Anastasiia Sergeevna Vasiukova

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: henek358@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-5187-4575

clinical resident

St. Petersburg, Russian Federation

References

  1. Schwartz A.M., Farley K.X., Guild G.N., Bradbury T.L Jr. Projections and Epidemiology of Revision Hip and Knee Arthroplasty in the United States to 2030. J Arthroplasty. 2020 Jun;35(6S):S79-S85. https://doi.org/10.1016/j.arth.2020.02.030.
  2. Шубняков И.И. Ревизионное эндопротезирование тазобедренного сустава – что нас ждет? Травматология и ортопедия России. 2025;31(2). https://doi.org/10.17816/2311-2905-17697
  3. Shubnyakov I.I. Revision hip arthroplasty – what awaits us? Traumatology and Orthopedics of Russia. 2025;31(2). (In Russ.). https://doi.org/10.17816/2311-2905-17697.
  4. Paprosky W.G., Perona P.G., Lawrence J.M. Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty. 1994 Feb;9(1):33-44. https://doi.org/10.1016/0883-5403(94)90135-x.
  5. D'Antonio J.A., Capello W.N., Borden L.S., Bargar W.L., Bierbaum B.F., Boettcher W.G., Steinberg M.E., Stulberg S.D., Wedge J.H. Classification and management of acetabular abnormalities in total hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 1989 Jun;(243):126-137. PMID: 2721052.
  6. Gross A.E., Allan D.G., Catre M., Garbuz D.S., Stockley I. Bone grafts in hip replacement surgery. The pelvic side. Orthop Clin North Am. 1993 Oct;24(4):679-695. PMID: 8414434.
  7. Saleh K.J., Holtzman J., Gafni ASaleh L., Jaroszynski G., Wong P., Woodgate I., Davis A., Gross A.E. Development, test reliability and validation of a classification for revision hip arthroplasty. J Orthop Res. 2001 Jan;19(1):50-56. https://doi.org/10.1016/S0736-0266(00)00021-8.
  8. Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Денисов А.О. Классификации дефектов вертлужной впадины: дают ли они объективную картину сложности ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава? Травматология и ортопедия России. 2019;25(1):122-141. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-1-122-141.
  9. Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Denisov A.O. Classifications of acetabular defects: do they provide an objective picture of the complexity of revision hip arthroplasty? Traumatology and Orthopedics of Russia. 2019;25(1):122-141. (In Russ.). https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-1-122-141.
  10. Коваленко А.Н., Шубняков И.И., Джавадов А.А. Роль трехмерной визуализации при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава. Гений ортопедии. 2020;26(3):364-369. https://doi.org/10.18019/1028-4427-2020-26-3-364-369.
  11. Kovalenko A.N., Shubnyakov I.I., Djavadov A.A. The role of three-dimensional visualization in revision hip arthroplasty. Genius of Orthopedics. 2020;26(3):364-369. (In Russ.). https://doi.org/10.18019/1028-4427-2020-26-3-364-369.
  12. Денисов А.О., Тихилов Р.М., Коваленко А.Н. Целесообразность трехмерной визуализации при определении тяжести костных дефектов в области вертлужной впадины. Кафедра травматологии и ортопедии. 2023;2(52):16-22. https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-16-22.
  13. Denisov A.O., Tikhilov R.M., Kovalenko A.N. The feasibility of three-dimensional visualization in determining the severity of acetabular bone defects. Department of Traumatology and Orthopedics. 2023;2(52):16-22. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-16-22.
  14. Loppini M., Guazzoni E., Gambaro F.M., La Camera F., Morenghi E., Grappiolo G. A new classification to characterize and predict treatment of acetabular bone defects. Arch Orthop Trauma Surg. 2024 Jul;144(7):2975-2981. https://doi.org/10.1007/s00402-024-05327-0.
  15. Sanghavi S.A., Paprosky W.G., Sheth N.P. Evaluation and Management of Acetabular Bone Loss in Revision Total Hip Arthroplasty: A 10-year Update. J Am Acad Orthop Surg. 2024 May 15;32(10):e466-e475. https://doi.org/10.5435/JAAOS-D-23-00645.
  16. Meynen A., Vles G., Roussot M., Van Eemeren A., Wafa H., Mulier M., Scheys L. Advanced quantitative 3D imaging improves the reliability of the classification of acetabular defects. Arch Orthop Trauma Surg. 2023 Mar;143(3):1611-1617. https://doi.org/10.1007/s00402-022-04372-x.
  17. Aprato A., Olivero M., Iannizzi G., Bistolfi A., Sabatini L., Masse A. Pelvic discontinuity in acetabular revisions: does CT scan overestimate it? A comparative study of diagnostic accuracy of 3D-modeling and traditional 3D CT scan. Musculoskelet Surg. 2020 Aug;104(2):171-177. https://doi.org/10.1007/s12306-019-00608-z.
  18. Marongiu G., Campacci A., Capone A. Quantitative Assessment of Acetabular Defects in Revision Hip Arthroplasty Based on 3D Modeling: The Area Increase Ratio (AIR) Method. Bioengineering (Basel). 2024 Mar 30;11(4):341. https://doi.org/10.3390/bioengineering11040341.
  19. Zhang J., Hu Y., Ying H., Mao Y., Zhu Z., Li H. Reliability and validity test of a novel three-dimensional acetabular bone defect classification system aided with additive manufacturing. BMC Musculoskelet Disord. 2022 May 9;23(1):432. https://doi.org/10.1186/s12891-022-05365-y.
  20. Schierjott R.A., Hettich G., Graichen H., Jansson V., Rudert M., Traina F., Weber P., Grupp T.M. Quantitative assessment of acetabular bone defects: A study of 50 computed tomography data sets. PLoS One. 2019 Oct 17;14(10):e0222511. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222511.
  21. Jones S.A., Parker J., Horner M. Can a reconstruction algorithm in major acetabular bone loss be successful in revision hip arthroplasty? Bone Joint J. 2024 May 1;106-B(5 Supple B):47-53. https://doi.org/10.1302/0301-620X.106B5.BJJ-2023-0809.R1.
  22. Musil D., Trnka T., Klouda J., Pertlíček J., Held M., Stehlík J. Výsledky ревизий acetabulární компоненты TEP kyčle с дефектами Paprosky 3a и 3b pomocí trabecular metal tantalových implantátů 2–10 лет после операции [Outcomes of Revisions of the Acetabular Component of THA with Paprosky Type 3a and 3b Defects Using Tantalum Trabecular Metal Implants 2-10 Years Postoperatively]. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2020;87(6):387-395. PMID: 33408003.
  23. Денисов А.О., Тихилов Р.М., Коваленко А.Н. Целесообразность трехмерной визуализации при определении тяжести костных дефектов в области вертлужной впадины. Кафедра травматологии и ортопедии. 2023;2(52):16-22. https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-16-22.
  24. Denisov A.O., Tikhilov R.M., Kovalenko A.N. The feasibility of three-dimensional visualization in determining the severity of acetabular bone defects. Department of Traumatology and Orthopedics. 2023;2(52):16-22. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/2226-2016-2023-2-16-22.
  25. Коваленко А.Н., Шубняков И.И., Джавадов А.А. Роль трехмерной визуализации при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава. Гений ортопедии. 2020;26(3):364-369. https://doi.org/10.18019/1028-4427-2020-26-3-364-369.
  26. Kovalenko A.N., Shubnyakov I.I., Djavadov A.A. The role of three-dimensional visualization in revision hip arthroplasty. Genius of Orthopedics. 2020;26(3):364-369. (In Russ.). https://doi.org/10.18019/1028-4427-2020-26-3-364-369.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 82474 от 10.12.2021.


This website uses cookies

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

About Cookies