Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics175610.17816/2311-2905-1756CLINICAL STUDIESКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯClinical studiesResearch ArticleTreatment of Extension Knee Contractures with Ilizarov Apparatus Versus Orthopedic Hexapod Ortho-SUV FrameСравнительная оценка результатов использования аппарата Илизарова и ортопедического гексапода Орто-СУВ при лечении разгибательных контрактур коленного суставаhttps://orcid.org/0000-0003-4369-9619RokhoevSaigidula A.РохоевСайгидула Абдурахманович
Russian Federation

аспирант, врач травматолог-ортопед

09saga@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5127-5088ChugaevDmitrii V.ЧугаевДмитрий Валерьевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.)

канд. мед. наук

dr.chugaev@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3705-3280SolominLeonid N.СоломинЛеонид Николаевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.), Professor

д-р мед. наук, профессор

solomin.leonid@gmail.comVreden National Medical Research Center of Traumatology and OrthopedicsФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена» Минздрава России27042022280620222827192203202207042022Copyright ©; 2022, Rokhoev S.A., Chugaev D.V., Solomin L.N.Copyright ©; 2022, Рохоев С.А., Чугаев Д.В., Соломин Л.Н.Copyright ©; 2022, Rokhoev S., Chugaev D., Solomin L.2022Rokhoev S.A., Chugaev D.V., Solomin L.N.Рохоев С.А., Чугаев Д.В., Соломин Л.Н.Rokhoev S., Chugaev D., Solomin L.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journal.rniito.org/jour/article/view/1756

Background. In case if it is impossible to eliminate the knee contracture by soft tissue release, external fixation is 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.

Aim of the study — to evaluate the effectiveness of orthopedic hexapod for the treatment of patients with knee extension contractures in comparison with the Ilizarov apparatus.

Methods. We analyzed 64 cases of combined treatment of extension knee contractures, which were divided into two groups. In the 1st group (31 patients) in addition to the soft tissue release, the orthopedic hexapod Ortho-SUV Frame (OSF) was used. In the 2nd group (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 mon. after frame dismantling.

Results. Comparing the total external fixation period, as well as the time needed for ROM restoration, no significant difference between groups was found (р>0.05). When using the orthopedic hexapod, in comparison with the Ilizarov apparatus, fewer flexion-extension cycles were required. When assessing the amplitude of movements in 12 mon. in the first group, excellent results were found in 27 patients and good results in 4. In the second group, in all 33 patients good ROM was evaluated. On average, the ROM in the 1st group was 20º more than in the 2nd group. The knee function in 12 mon. was 16 points higher on the KSS in the 1st group, 5 points higher on the Lysholm scale, and 15 points higher on the LEFS scale than in the 2nd group. When analyzing the frequency of complications, no significant differences were found (р>0.05).

Conclusions. The results obtained indicate the effectiveness of the orthopedic hexapod in the treatment of patients with knee extension contractures.

Актуальность. При невозможности одномоментно устранить контрактуру коленного сустава путем мягкотканного релиза дополнительно используются аппараты внешней фиксации (АВФ), наиболее часто — аппарат Илизарова с одноосевым шарниром. Также могут применяться ортопедические гексаподы, которые, в отличие от аппарата Илизарова, способны воспроизвести кинематику движений в коленном суставе.

Цель исследования — оценить эффективность применения ортопедического гексапода для лечения пациентов с разгибательными контрактурами коленного сустава в сравнении с использованием аппарата Илизарова.

Материал и методы. Проанализировано 64 случая комбинированного лечения разгибательных контрактур коленного сустава, сформировавшихся вследствие внесуставных переломов бедренной кости. Пациенты были разделены на две группы. В первой группе при лечении 31 пациента в дополнение к мягкотканному релизу применяли ортопедический гексапод Орто-СУВ. Во второй группе при лечении 33 пациентов использовали аппарат Илизарова с одноосевым шарниром. При сравнительном анализе между группами оценивали количество циклов сгибания-разгибания; время, необходимое на их выполнение; общее время восстановления движений в АВФ. Функциональные результаты оценивали по амплитуде движений в коленном суставе и специализированным шкалам-опросникам KSS, Lysholm, LEFS по прошествии 2 дней, а также через 6 и 12 мес. с момента демонтажа АВФ.

Результаты. При сравнении общей длительности использования АВФ, а также времени, необходимого для разработки движений, значимой разницы не выявлено (р>0,05). При использовании ортопедического гексапода потребовалось выполнение меньшего количества циклов сгибания-разгибания по сравнению с применением аппарата Илизарова. При оценке амплитуды движений через 12 мес. в первой группе отличные результаты получены в 27 случаях и хорошие — в 4 случаях. Во второй группе во всех 33 случаях была отмечена хорошая амплитуда движений. В среднем амплитуда движений в первой группе была на 20º выше, чем во второй группе. Оценка функции коленного сустава через 12 мес. по шкале KSS в первой группе была выше на 16 баллов, по шкале Lysholm — на 5 баллов, по шкале LEFS — на 15 баллов, чем во второй группе. При анализе частоты осложнений значимые различия не были выявлены (р>0,05).

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют об эффективности использования ортопедического гексапода при лечении пациентов с разгибательными контрактурами коленного сустава.

knee joint stiffnessknee joint contracturequadricepsplastyexternal fixationIlizarov apparatusorthopedic hexapodколенный суставконтрактураартролизтенолизмиолизквадрицепспластикааппараты внешней фиксацииаппарат Илизароваортопедический гексаподАпагуни 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]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Ortopedics of Russia]. 2005;(1):38-39. (In Russian).Gomes J.L., 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: 10.1007/s00402-009-0938-1.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. Grimailo N.S. [Algorithm of operative treatment of distal femur fractures]. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Meditsina. Farmatsiya []. 2013;23(18(161)):45-48 (In Russian).Razaq M.N.U., Muhammad T., Ahmed A., Adeel, Ahmad S., Ahmad S., Sultan S. Outcomes Of Distal Femur Fracture Treated With Dynamic Condylar Screw. J Ayub Med Coll Abbottabad. 2016;28(2):259-261.Fitzsimmons S.E., Vazquez E.A., Bronson M.J. How to treat the stiff total knee arthroplasty?: a systematic review. Clin Orthop Relat Res. 2010;468(4):1096-1106. doi: 10.1007/s11999-010-1230-y.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 (Bristol, Avon). 2016;33:103-110. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2016.02.017.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.Ebrahimzadeh 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. 2010;68(6):1471-1475. doi: 10.1097/TA.0b013e3181bdcdec.Oliveira V.G., D’Elia L.F., Tirico L.E., Gobbi R.G., Pecora J.R., Camanho G.L. et al. Judet quadricepsplasty in the treatment of posttraumatic knee rigidity: long-term outcomes of 45 cases. J Trauma Acute Care Surg. 2012;72(2):E77-80. doi: 10.1097/ta.0b013e3182159e0a.Pujol N., Boisrenoult P., Beaufils P. Post-traumatic knee stiffness: surgical techniques. Orthop Traumatol Surg Res. 2015;101(1 Suppl):S179-186. doi: 10.1016/j.otsr.2014.06.026.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.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]. Ortopediya, Travmatologiya i Protezirovanie [Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics]. 2010;(3):31-34. (In Russian).Барков А.В., Барков А.А. Способ капсулопластики при устранении стойких разгибательных контрактур коленного сустава. Ортопедия, травматология и протезирование. 2013;(2):25-27. Barkov A.V., Barkov A.A. [Method of capsuloplasty in the elimination of persistent extensor contractures of the knee joint]. Ortopediya, Travmatologiya i Protezirovanie. [Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics]. 2013;(2):25-27. (In Russian).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.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.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.Khan L., Ahmad S., Qadir I., Zaman A. U., Aziz A. Functional outcome of judet’s quadriceptoplasty in posttraumatic stiff knees. Prof Med J. 2021;28(12):1783-1787. doi: 10.29309/TPMJ/2021.28.12.3938.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);115-117. Plakseichuk 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]. Prakticheskaya meditsina [Practical Medicine]. 2014;2(4);115-117. (In Russian).Tuncay İ., Solomin L. Joint contracture management with external fixators. In: Advanced Techniques in Limb Reconstruction Surgery. Springer-Verlag: Springer Berlin Heidelberg; 2015. p. 191-221. doi: 10.1007/978-3-642-55026-3_11.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.Liu Y., Shi P., Li J., Li H., Dong S. Treatment of traumatic knee stiffness with Ilizarov stretcher. Res Square. (Preprint). Available from: https://www.researchsquare.com/article/rs-21353/v1. doi: 10.21203/rs.3.rs-21353/v1.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.Postolka B., Schütz P., Fucentese S.F., Freeman M.A.R., Pinskerova V., List R. et al. Tibio-femoral kinematics of the healthy knee joint throughout complete cycles of gait activities. J Biomech. 2020;110:109915. doi: 10.1016/j.jbiomech.2020.109915.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. p. 7-19.Соломин Л.Н., Корчагин К.Л., Утехин А.И. Разработка оптимальной компоновки аппарата Орто-СУВ для разработки движений в коленном суставе. Травматология и ортопедия России. 2009;4(54):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]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2009;4(54):21-26. (In Russian).Massobrio M., Mora R. Hexapod External Fixator Systems: Principles and Current Practice in Orthopaedic Surgery. Rome: Springer Nature; 2021. 313 p.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. doi: 10.21823/2311-2905-2021-27-1-185-197. 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]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2021;27(1):185-197. doi: 10.21823/2311-2905-2021-27-1-185-197. (In Russian).Solomin L.N. Hexapod External Fixators in Articular Stiffness Treatment. In: Hexapod External Fixator Systems. Ed. by Massobrio M., Mora R. Springer, Cham; 2021. р. 199-238. doi: 10.1007/978-3-030-40667-7_10.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).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. doi: 10.1302/0301-620x.82b7.10590.Соломин Л.Н. Метод унифицированного обозначения чрескостного остеосинтеза. В кн.: Основы чрескостного остеосинтеза. Под. ред. Л.Н. Соломина. Москва: БИНОМ; 2014. Т.1. С. 45-55. Solomin L.N. [Method of Unified Designation of External Fixation]. In: Osnovy chreskostnogo osteosinteza [The Basic Principles of External Skeletal Fixation]. Ed. by L.N. Solomin. Moscow: BINOM; 2014. Vol.1. p. 45-55. (In Russian).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. doi: 10.17513/spno.31521. Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31521. 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 obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education]. 2022;(2):12. doi: 10.17513/spno.31521. Available from: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31521. (In Russian).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.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.Kettelkamp D.B., Chao E.Y. A method for quantitative analysis of medial and lateral compression forces at the knee during standing. Clin Orthop Relat Res. 1972;83: 202-213. doi: 10.1097/00003086-197203000-00037.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.