Evaluación con sensores del equilibrio de la brecha en la artroplastia unicompartimental de rodilla con rodamiento móvil

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo para medir la fuerza de contacto del espacio y el equilibrio del espacio en la artroplastia unicompartimental de rodilla (UKA) con rodamiento móvil. Junto con los datos clínicos y radiográficos, esperamos determinar el rango normal de la fuerza de contacto y establecer el umbral del equilibrio de la brecha.

Resumen

El procedimiento más importante de la artroplastia unicompartimental de rodilla (UKA) con soporte móvil es equilibrar la flexión de la rodilla y el espacio de extensión. Convencionalmente, el equilibrio estaba determinado por la evaluación subjetiva de taponar el indicador de sensación. Dado que dependía principalmente de la experiencia de los cirujanos, la precisión siempre estuvo en duda. En los últimos 10 años, se han introducido sensores de presión para guiar el equilibrio del espacio en la artroplastia total de rodilla (TKA). Sin embargo, la técnica del sensor se introdujo en UKA muy recientemente. A continuación se muestra nuestra evaluación sensorial del equilibrio de la brecha en 20 casos de UKA por un cirujano experimentado. El sensor era una matriz de sensor de fuerza diseñada a medida de acuerdo con la forma de la prueba tibial de UKA de rodamiento móvil. Los resultados clínicos postoperatorios y los resultados radiográficos se registraron para su posterior comparación. Nuestro objetivo es utilizar este método para evaluar más de 200 casos de UKA por parte de varios cirujanos para, en última instancia, estandarizar el resultado de equilibrio de brechas.

Introducción

El UKA con rodamiento móvil es actualmente uno de los métodos de tratamiento más exitosos para la osteoartritis anteromedial (AMOA) de la rodilla¹. El equilibrio del espacio de flexión y extensión durante la operación es la clave para el éxito de una UKA ^2,3. La sobrecarga del espacio puede agravar el desgaste del rodamiento móvil. Además, la elevada fuerza de contacto del espacio podría provocar deformidad postoperatoria en valgo y degeneración del compartimento lateral⁴. Por lo tanto, lograr una estanqueidad óptima de la brecha, así como un equilibrio aceptable de la brecha en UKA, es una parte importante de la curva de aprendizaje⁵. De acuerdo con el manual^{de técnica quirúrgica} UKA 6, el cirujano debe usar el medidor de sensibilidad para insertar y taponar el espacio articular para "sentir" la fuerza de contacto. Al evaluar la fuerza requerida para insertar y retirar el inserto, el cirujano podría estimar si el equilibrio del espacio es aceptable. Por lo tanto, el juicio dependía principalmente de la experiencia del cirujano.

En los últimos años, la medición digital del equilibrio del espacio intraoperatorio entre el espacio medial y lateral ha sido ampliamente reportada en la artroplastia total de rodilla (ATR)^7,8,9. También se han formulado recomendaciones para el umbral del equilibrio de la brecha⁷. Sin embargo, la técnica del sensor se introdujo en UKA muy recientemente sin un objetivo de equilibrio de espacios bien reconocido.

El año pasado, se introdujo un sensor de fuerza especialmente diseñado para medir la fuerza de contacto del espacio de la junta durante el UKA de rodamiento móvil⁵. En el presente protocolo de investigación, se demuestra el método de medición de la fuerza del espacio guiado por sensores. Además, se incluye una serie de casos de 20 pacientes que habían realizado UKA con rodamiento móvil para evaluar la fuerza de contacto del espacio y el equilibrio del espacio. El objetivo final de este protocolo es determinar el rango normal de la fuerza de contacto y establecer el umbral de equilibrio de espacio en UKA de rodamiento móvil.

Protocolo

Este estudio fue aprobado por el comité de ética humana del Hospital de la Amistad China-Japón (número de aprobación 2020-50-k28).

1. Preparación y esterilización del sensor de fuerza

1. Use cinta adhesiva resistente a la abrasión para fijar el sensor de fuerza en la superficie superior de la prueba tibial antes de la esterilización.
2. Empaque y esterilice el sensor de fuerza mediante esterilización a baja temperatura con plasma de gas de peróxido de hidrógeno (Figura 1).
   NOTA: El sensor debe fijarse en la prueba tibial para evitar el efecto de la fuerza de cizallamiento.

2. Procedimiento de UKA de rodamiento móvil

1. Realizar el procedimiento de operación de UKA de rodamiento móvil de acuerdo con la instrucción quirúrgica estándar⁶ o la técnica de alineación cinemática introducida por Zhang et ^al.10.
2. Detenga el procedimiento cuando todos los cortes de hueso estén terminados y el equilibrio del espacio se confirme manualmente.

3. Instalación del sensor de fuerza

1. Instale primero el sensor de fuerza junto con el rastro tibial y luego instale el componente femoral.
2. Asegúrese de que el sensor, la línea USB y la computadora portátil estén conectados correctamente. Después de eso, inserte la galga de espesores en el espacio del componente y coloque la articulación de la rodilla en una flexión profunda de 120° como punto de inicio de la medición. (Figura 2).
   NOTA: Utilice un transportador esterilizado para asegurarse de la precisión del ángulo de flexión de la rodilla.

4. Medición y registro de datos brutos de la fuerza de contacto

1. Registre los datos brutos del valor de la fuerza utilizando un programa informático desarrollado para este sensor.
2. Primero, preste atención al lado derecho de la interfaz de operación (Figura 3) y configure la frecuencia de grabación a 10 Hz y el tiempo de grabación a 5 s. A continuación, haga clic en el botón de retroalimentación de datos cuando la rodilla se coloque en un ángulo de flexión de 120°.
3. Cuando finalice el proceso de grabación, vuelva a hacer clic en el botón Retroalimentación de datos cuando la flexión de la rodilla sea de 90°, luego de 60°, 45°, 20° y 0° (Figura 3).
   NOTA: El programa informático guarda los datos sin procesar en archivos .txt y se necesita una gestión adicional para adquirir el valor de la fuerza.

5. Gestión de datos brutos

1. Introduzca el archivo .txt en una hoja de cálculo (tabla digital) para la conversión de datos sin procesar. Calcule el valor promedio de 50 registros como la fuerza de contacto.
   NOTA: El programa también puede mostrar la distribución de la fuerza de contacto.

6. Observaciones clínicas y radiográficas

1. Registre los datos demográficos del paciente, como la edad, el sexo, el diagnóstico y la puntuación de la Sociedad Americana de la Rodilla (AKSS).
2. Tomar radiografías de la extremidad inferior anteroposterior, lateral y de cuerpo entero que soporta peso antes de la operación y dentro de 1 semana después de la operación.
3. Mida la alineación en varo/valgo de la prótesis femoral y tibial (Figura 4-1), la alineación en flexión/extensión de la prótesis femoral y la pendiente tibial posterior (Figura 4-2).
4. Mida el ángulo cadera-rodilla-tobillo en las radiografías de cuerpo entero de las extremidades inferiores tanto antes como después de la operación. Medir la continuidad de la prótesis (Figura 4-3) y el ángulo de convergencia/divergencia, es decir, el eje de la prótesis femoral con respecto a la superficie de la prótesis tibial (Figura 4-4).
5. Asegúrese de que estos datos estén integrados y puedan analizarse en el futuro.
   NOTA: El método de medición radiográfica de los ángulos ^6,11 se muestra en la Figura 4.

Resultados

Datos demográficos de la cohorte
Los primeros 20 pacientes que se sometieron a UKA con soporte móvil se inscribieron en el Hospital de la Amistad China-Japón entre marzo y junio de 2021. Todas las cirugías fueron realizadas por un médico senior con más de 2,000 casos de experiencia en UKA. Los datos demográficos junto con los de prótesis se muestran en la Tabla 1. La edad osciló entre los 58 y los 82 años, y los diagnósticos fueron todos AM...

Discusión

Este estudio proporcionó un protocolo detallado de la tecnología de sensores para evaluar la fuerza de contacto y el equilibrio del espacio articular en UKA de rodamiento móvil. Esperamos establecer un objetivo de fuerza de contacto estándar, así como una diferencia de equilibrio de espacio, lo que permitiría a los cirujanos ortopédicos determinar el grosor del rodamiento y el equilibrio del espacio más fácilmente en el futuro.

La sobrecarga del espac...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Oxford UKA	Zimmer/Biomet		For the catalog numbers refer to Oxford Partial Knee Microplasty Instrumentation (femoral component, tibial component, meniscus bearing)
Teflon Tape	3M		Abrasion resistant adhesive tape widely used in biomechanical experiments
Verasense	OrthoSensor	Verasense	TKA sensor
Excel	Microsoft		digital table software
STERRAD 100S sterilization system	Johnson&Johnson	STERRAD 100S	Low-temperature sterilizing with hydrogen peroxide gas plasma
UKA force sensor	Qingrui Boyuan	in house	Co-designed and produced by Qingrui Boyuan Technology
Computer program for recording raw data	Qingrui Boyuan	in house	Co-designed and produced by Qingrui Boyuan Technology
Protractor	Shanghai M&G Stationery Inc.	any	Sterilized in the sterilization system
USB line	Lenovo		any
Laptop	Lenovo		any basic configuration