In vitro Aplicação de um sensor sem fio no equilíbrio do gap de flexo-extensão na artroplastia unicompartimental do joelho

Resumo

Este protocolo apresenta um estudo cadavérico de um sensor sem fio utilizado em artroplastia unicompartimental medial do joelho. O protocolo inclui a instalação de um medidor de ângulo, osteotomia padronizada de artroplastia unicompartimental do joelho de Oxford, avaliação preliminar do equilíbrio flexo-extensão e aplicação do sensor para medir a pressão do gap flexo-extensão.

Resumo

A artroplastia unicompartimental do joelho (AUJ) é um tratamento eficaz para a osteoartrite anteromedial (AAMOA) em estágio terminal. A chave para a AUJ é o equilíbrio do gap de flexo-extensão, que está intimamente relacionado a complicações pós-operatórias, como luxação do rolamento, desgaste do rolamento e progressão da artrite. A avaliação tradicional do equilíbrio do gap é realizada pela detecção indireta da tensão do ligamento colateral medial por um gap gauge. Depende da sensação e experiência do cirurgião, o que é impreciso e difícil para iniciantes. Para avaliar com precisão o equilíbrio flexo-extensão da UKA, desenvolvemos uma combinação de sensores sem fio que consiste em uma base metálica, um sensor de pressão e um bloco de almofada. Após a osteotomia, a inserção de uma combinação de sensores sem fio permite a medição em tempo real da pressão intra-articular. Ele quantifica com precisão os parâmetros de equilíbrio do gap de flexo-extensão para guiar a trituração adicional do fêmur e a osteotomia da tíbia, para melhorar a precisão do equilíbrio do gap. Realizamos um experimento in vitro com a combinação de sensores sem fio. os resultados mostraram que houve uma diferença de 11,3 N após a aplicação do método tradicional de equilíbrio flexo-extensão gap, realizado por um especialista experiente.

Introdução

A osteoartrite do joelho (OA) é uma carga global¹, para a qual a estratégia de tratamento stepwise é atualmente adotada. Para OA unicompartimental terminal de OA de joelho unicompartimental (AUJ) é uma escolha eficaz, com sobrevida em 10 anos superior a 90%². A AUJ medial apenas substitui o compartimento medial severamente desgastado e preserva o compartimento lateral natural, o ligamento colateral medial (LCM) e o ligamento cruzado³. O princípio é tornar o gap de flexão e o gap de extensão aproximadamente os mesmos por osteotomia tibial e trituração femoral, e restaurar a tensão do LCM após o implante da prótese e sustentação⁴. Comparada à artroplastia total do joelho, a AUJ apresenta maior dificuldade cirúrgica e exigências técnicas. A principal fonte é o equilíbrio adequado dos ligamentos em toda a amplitude de movimento do joelho³.

Tradicionalmente, após a osteotomia preliminar, o cirurgião insere um gap gauge no espaço articular e determina indiretamente se os gaps de flexão e extensão são iguais ao sentir a tensão do LCM. No entanto, a definição e a sensação de equilíbrio dificilmente são as mesmas, mesmo para cirurgiões experientes. Para iniciantes, é mais difícil entender a exigência de equilíbrio. O desequilíbrio do gap flexo-extensor pode levar a uma série de complicações^5,6, resultando em aumento da taxa de revisão.

Com o avanço da tecnologia, alguns pesquisadores têm tentado aplicar tensores à AUJ ^7,8. No entanto, essas pesquisas são todas sobre o UKA de rolamento fixo, e o tensor pode danificar o LCM quando usado.

O surgimento dos sensores não só atende à demanda por exibir a pressão no gap articular do joelho, mas vários sensores frequentemente apresentam menor risco de lesão do LCM devido ao seu pequeno^tamanho9,10. Além disso, os sensores usados atualmente são todos de transmissão com fio, o que pode interferir com o funcionamento asséptico e não é conveniente o suficiente para usar.

A fim de medir com precisão os parâmetros de equilíbrio do gap flexo-extensão, desenvolvemos uma combinação de sensores sem fio para UKA, que consiste em uma base metálica, um sensor sem fio com três sondas de pressão nas laterais frontal, medial e lateral, e um bloco de almofada. A combinação de sensores mede e exibe a pressão no espaço articular em tempo real para ajudar os cirurgiões a avaliar com precisão se o objetivo de equilíbrio foi alcançado.

Protocolo

O protocolo foi aprovado pelo Comitê de Ética do Hospital Xuanwu (processo número: 2021-224) e foi conduzido de acordo com a Declaração de Helsinque. Consentimento informado foi obtido dos parentes mais próximos para uso dos cadáveres.

1. Instalação do dispositivo de medição angular

1. Ligue o interruptor do medidor do ângulo do fêmur e da tíbia. Abra o software de medição de ângulo no computador tablet, digitalize os códigos QR dos dois dispositivos de medição e clique em Conexão Bluetooth.
2. Coloque os dois instrumentos de medição angular na mesa horizontal, clique no botão Calibração para calibrar e amarre-os com alças 10 cm acima e abaixo do joelho para medir o ângulo de flexão do joelho em tempo real (Figura 1).

2. Osteotomia padronizada Oxford UKA

1. Colocar um cadáver em decúbito dorsal com os membros inferiores cobertos de flexão e abdução sobre a parte externa da mesa cirúrgica.
2. Abra a cavidade articular pela abordagem parapatelar medial com bisturi. Fazer um corte 3 cm distal à linha articular ao longo do ápice da borda medial da patela, terminando distalmente a 1 cm medial à tuberosidade tibial. Certifique-se de que a profundidade da incisão atinja a cavidade articular.
3. Remova osteófitos do côndilo femoral medial, fossa intercondilar e tíbia anterior usando um rongeur.
4. Inserir colheres de tamanho femoral de diferentes tamanhos para fisgar o côndilo femoral posterior e, quando a extremidade da colher estiver a cerca de 1 mm de distância da superfície da cartilagem, o tamanho da prótese femoral correspondente à colher é adequado.
5. Selecione uma braçadeira G de 3 mm. Conecte a braçadeira G, a guia da serra tibial e a colher de dimensionamento femoral. Certifique-se de que a diáfise do guia esteja paralela ao longo eixo da tíbia, tanto no plano coronal quanto no plano sagital, e que o jugo do tornozelo aponte para a espinha ilíaca anterossuperior ipsilateral.
6. Faça cortes verticais e horizontais na tíbia. Use a serra recíproca para fazer um corte de serra tibial vertical. Certifique-se de que o corte é apenas medial ao ápice da coluna tibial medial. Avançar a serra verticalmente para baixo até que ela fique apoiada na superfície da guia da serra.
7. Retire o calço da guia de ressecção tibial e insira o calço 0 ranhurado. Use a lâmina de serra oscilante para excisar o platô. Retire o calço ranhurado, alavanque o platô com um osteótomo largo e remova-o com o joelho em extensão.
8. Faça um orifício no côndilo femoral distal. Certifique-se de que o orifício esteja situado 1 cm anterior à borda anterior da fossa intercondilar e alinhado com sua parede medial.
9. Insira a haste intramedular no orifício. Conectar a broca femoral com a haste intramedular. Realizar a perfuração femoral com o auxílio do guia de broca femoral.
10. Instale a guia de ressecção posterior e insira-a no orifício perfurado. Certifique-se de que a lâmina de serra oscilante seja guiada pela face inferior da guia de ressecção posterior e realize a osteotomia do côndilo femoral posterior. Remova a guia e o fragmento ósseo.
11. Excisar o menisco medial. Deixe um pequeno manguito do menisco para proteger o LCM. Remova completamente o corno posterior.
12. Insira uma torneira femoral 0. Fixe o moinho esférico na torneira e realize a fresagem do fêmur distal.

3. Avaliação preliminar do gap flexo-extensão

1. Insira um ensaio femoral. Avaliar gap de flexo-extensão por gap gauge.
2. Use dispositivos de medição de ângulo para monitorar o ângulo de flexão. Definir o equilíbrio adequado do gap de flexo-extensão inserindo o gap gauge no espaço articular com leve resistência, e a tensão percebida como quase igual quando o joelho está na posição de flexão a 20° (gap de extensão) e 110° (gap de flexão). Se os gaps não forem iguais, triture o fêmur de acordo com o valor da diferença entre os gaps de flexão e extensão até que sejam iguais.

4. Aplicação da combinação de sensores para medir a pressão de flexão e extensão

1. Remova o interruptor de alimentação por indução magnética do sensor. Abra o software de medição de pressão no computador tablet, digitalize o código QR do sensor e entre na interface de medição.
2. Clique no botão Conectar dispositivo ; O sensor será calibrado automaticamente após a conexão bem-sucedida.
3. Selecione o bloco de almofada de espessura apropriado de acordo com a especificação do medidor. Coloque o sensor na base metálica e instale o bloco de almofada no sensor (Figura 2).
4. Clique em Começar a trabalhar no computador tablet. Insira a combinação de sensores sem fio no compartimento medial e encaixe a base metálica na superfície da osteotomia tibial (Figura 3).
5. Medir a pressão de flexão e extensão a 110° (Figura 4A,B) e 20° (Figura 4C, D) de flexão do joelho. Calcule os valores médios separadamente para três medições consecutivas.

Resultados

Este estudo in vitro foi realizado em um cadáver feminino de 60 anos. Com a prótese femoral tamanho S e 3 mm com o alvo, após a realização do trituramento femoral e osteotomia tibial, o cirurgião utilizou o gap gauge para avaliar preliminarmente a tensão do gap de flexo-extensão e acreditou que o equilíbrio estava alcançado.

Após a instalação do teste femoral, o sensor sem fio foi inserido no espaço articular medial, e a pressão intra-articular foi medida três vezes a ...

Discussão

UKA com suporte móvel é um tratamento eficaz para KOA anteromedial. Tem como vantagens menor trauma, recuperação rápida e manutenção da propriocepção normal do joelho^11,12,13. A chave para o UKA é o equilíbrio flexo-extensão; ou seja, tornar o gap de flexão e o gap de extensão o mais iguais possível com a premissa de restaurar a tensão do LCM¹⁴. O desequilíbrio pode levar à luxação do ...

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
angle measuring device	AIQIAO(SHANGHAI) MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD.	20203010141	angle measuring device of femur,angle measuring device of tibia
Oxford Partial Knee System	Biomet UK LTD.	20173130347	Oxford UKA
Wireless sensor combination	AIQIAO(SHANGHAI) MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD.	20212010325	a metal base,  a wireless sensor with three pressure probes, and a cushion block