In vitro Application d’un capteur sans fil dans l’équilibre de l’écart de flexion-extension de l’arthroplastie unicompartimentale du genou

Résumé

Ce protocole présente une étude cadavérique d’un capteur sans fil utilisé dans l’arthroplastie médiale unicompartimentale du genou. Le protocole comprend l’installation d’un dispositif de mesure d’angle, l’ostéotomie standardisée d’arthroplastie unicompartimentale du genou d’Oxford, l’évaluation préliminaire de l’équilibre flexion-extension et l’application du capteur pour mesurer la pression de l’écart flexion-extension.

Résumé

L’arthroplastie unicompartimentale du genou (UKA) est un traitement efficace de l’arthrose antéromédiale terminale (AMOA). La clé de l’UKA est l’équilibre de l’écart flexion-extension, qui est étroitement lié aux complications postopératoires telles que la luxation des roulements, l’usure des roulements et la progression de l’arthrite. L’évaluation traditionnelle de l’équilibre de l’écart est réalisée en détectant indirectement la tension du ligament collatéral médian par une jauge d’écart. Il repose sur la sensation et l’expérience du chirurgien, ce qui est imprécis et difficile pour les débutants. Pour évaluer avec précision l’équilibre de l’écart de flexion-extension de UKA, nous avons développé une combinaison de capteurs sans fil composée d’une base métallique, d’un capteur de pression et d’un bloc de coussin. Après ostéotomie, l’insertion d’une combinaison de capteurs sans fil permet la mesure en temps réel de la pression intra-articulaire. Il quantifie avec précision les paramètres d’équilibre de l’écart de flexion-extension pour guider davantage le broyage du fémur et l’ostéotomie du tibia, afin d’améliorer la précision de l’équilibre de l’écart. Nous avons mené une expérience in vitro avec la combinaison de capteurs sans fil. les résultats ont montré qu’il y avait une différence de 11,3 N après l’application de la méthode traditionnelle d’équilibre de l’écart flexion-extension effectuée par un expert expérimenté.

Introduction

L’arthrose du genou (KOA) est un fardeau mondial¹, pour lequel la stratégie de traitement par étapes est actuellement adoptée. Pour le KOA unicompartimental en phase terminale, l’arthroplastie unicompartimentale du genou (UKA) est un choix efficace, avec un taux de survie à 10 ans de plus de 90%². L’UKA médial ne remplace que le compartiment médial sévèrement usé et préserve le compartiment latéral naturel, le ligament collatéral médial (LCM) et le ligament croisé³. Le principe est de rendre l’écart de flexion et l’écart d’extension approximativement les mêmes par ostéotomie tibiale et broyage fémoral, et de restaurer la tension du LCM après implantation de la prothèse et du roulement⁴. Par rapport à l’arthroplastie totale du genou, UKA a une plus grande difficulté chirurgicale et des exigences techniques. La source principale est le bon équilibre des ligaments dans toute l’amplitude de mouvement du genou³.

Traditionnellement, après une ostéotomie préliminaire, le chirurgien insère une jauge d’écart dans l’espace articulaire et détermine indirectement si les espaces de flexion et d’extension sont égaux en ressentant la tension du LCM. Cependant, la définition et la sensation d’équilibre ne sont guère les mêmes, même pour les chirurgiens expérimentés. Pour les débutants, il est plus difficile de saisir l’exigence d’équilibre. Le déséquilibre de l’écart flexion-extension peut entraîner une série de complications^5,6, entraînant une augmentation du taux de révision.

Avec l’avancement de la technologie, certains chercheurs ont essayé d’appliquer des tenseurs à UKA ^7,8. Cependant, ces recherches portent toutes sur l’UKA à palier fixe, et le tenseur peut endommager le MCL lorsqu’il est utilisé.

L’émergence de capteurs répond non seulement à la demande d’affichage de la pression dans l’espace articulaire du genou, mais divers capteurs présentent souvent moins de risques de dommages au LCM en raison de leur petite taille ^9,10. De plus, les capteurs actuellement utilisés sont tous des transmissions filaires, ce qui peut interférer avec le fonctionnement aseptique et n’est pas assez pratique à utiliser.

Afin de mesurer avec précision les paramètres d’équilibre de l’écart de flexion-extension, nous avons développé une combinaison de capteurs sans fil pour UKA, qui se compose d’une base métallique, d’un capteur sans fil avec trois sondes de pression sur les côtés avant, médian et latéral, et d’un bloc coussin. La combinaison de capteurs mesure et affiche la pression dans l’espace articulaire en temps réel pour aider les chirurgiens à évaluer avec précision si l’objectif d’équilibre a été atteint.

Protocole

Le protocole a été approuvé par le Comité d’éthique de l’hôpital Xuanwu (numéro de subvention : 2021-224) et a été mené conformément à la Déclaration d’Helsinki. Le consentement éclairé a été obtenu des plus proches parents pour utiliser les cadavres.

1. Installation du dispositif de mesure d’angle

1. Allumez l’interrupteur de l’appareil de mesure de l’angle du fémur et du tibia. Ouvrez le logiciel de mesure d’angle sur la tablette, scannez les codes QR des deux appareils de mesure, puis cliquez sur Connexion Bluetooth.
2. Placez les deux instruments de mesure d’angle sur la table horizontale, cliquez sur le bouton Calibration pour calibrer et attachez-les avec des sangles à 10 cm au-dessus et au-dessous du genou pour mesurer l’angle de flexion du genou en temps réel (Figure 1).

2. Ostéotomie standardisée Oxford UKA

1. Placez un cadavre en décubitus dorsal avec les membres inférieurs drapés en flexion et abduction sur l’extérieur de la table d’opération.
2. Ouvrez la cavité articulaire par l’approche parapatellaire médiale avec un scalpel. Faire une coupe de 3 cm distale à la ligne articulaire le long de l’apex du bord médial de la rotule, se terminant distalement à 1 cm médiale à la tubérosité tibiale. Assurez-vous que la profondeur de l’incision atteint la cavité articulaire.
3. Enlevez les ostéophytes du condyle fémoral médial, de la fosse intercondylienne et du tibia antérieur à l’aide d’un rongeur.
4. Insérez différentes tailles de cuillères de dimensionnement fémoral pour accrocher le condyle fémoral postérieur, et lorsque l’extrémité de la cuillère est à environ 1 mm de la surface du cartilage, la taille de la prothèse fémorale correspondant à la cuillère convient.
5. Sélectionnez une pince G de 3 mm. Connectez la pince G, le guide de scie tibiale et la cuillère de dimensionnement fémoral ensemble. Assurez-vous que la tige du guide est parallèle à l’axe long du tibia dans les plans coronal et sagittal, et que l’étrier de la cheville pointe vers l’épine iliaque antérieure supérieure ipsilatérale.
6. Faites des coupes verticales et horizontales sur le tibia. Utilisez la scie alternative pour couper une scie tibiale verticale. Assurez-vous que la coupure est juste médiale à l’apex de la colonne tibiale médiale. Avancez la scie verticalement jusqu’à ce qu’elle repose sur la surface du guide de scie.
7. Retirez la cale du guide de résection tibiale et insérez la cale 0 fendue. Utilisez la lame de scie oscillante pour exciser le plateau. Retirez la cale fendue, levez le plateau vers le haut avec un large ostéotome et retirez-la avec le genou en extension.
8. Faites un trou dans le condyle fémoral distal. Assurez-vous que le trou est situé à 1 cm en avant du bord antérieur de l’encoche intercondylienne et en ligne avec sa paroi médiale.
9. Insérez la tige intramédullaire dans le trou. Connectez le guide de forage fémoral à la tige intramédullaire. Effectuer un forage fémoral à l’aide du guide de forage fémoral.
10. Installez le guide de résection postérieur et insérez-le dans le trou percé. Assurez-vous que la lame de scie oscillante est guidée par la face inférieure du guide de résection postérieure et effectuez l’ostéotomie du condyle fémoral postérieur. Retirez le guide et le fragment d’os.
11. Excise le ménisque médial. Laissez un petit brassard du ménisque pour protéger le LCM. Retirez complètement la corne postérieure.
12. Insérez un robinet fémoral 0. Fixez le moulin sphérique sur le robinet et effectuez le broyage fémoral distal.

3. Évaluation préliminaire de l’écart de flexion-extension

1. Insérez un essai fémoral. Évaluer l’écart de flexion-extension par jauge d’écart.
2. Utilisez des appareils de mesure d’angle pour surveiller l’angle de flexion. Définissez l’équilibre approprié de l’écart flexion-extension en insérant la jauge d’écart dans l’espace articulaire avec une légère résistance, et la tension perçue comme presque égale lorsque le genou est en position de flexion à 20° (espace d’extension) et 110° (écart de flexion). Si les espaces ne sont pas égaux, broyer le fémur en fonction de la valeur de différence entre les espaces de flexion et d’extension jusqu’à ce qu’ils soient égaux.

4. Application d’une combinaison de capteurs pour mesurer la pression de flexion et d’extension

1. Retirez l’interrupteur d’alimentation à induction magnétique du capteur. Ouvrez le logiciel de mesure de pression sur la tablette, scannez le code QR du capteur et accédez à l’interface de mesure.
2. Cliquez sur le bouton Connecter le périphérique ; Le capteur sera automatiquement étalonné après une connexion réussie.
3. Sélectionnez le bloc de coussin d’épaisseur approprié en fonction des spécifications de la jauge. Placez le capteur sur la base métallique et installez le bloc de coussin sur le capteur (Figure 2).
4. Cliquez sur Commencer à travailler sur la tablette. Insérez la combinaison de capteurs sans fil dans le compartiment médial et ajustez la base métallique à la surface de l’ostéotomie tibiale (Figure 3).
5. Mesurer la pression de flexion et d’extension de l’intervalle à 110° (Figure 4A,B) et 20° (Figure 4C, D) de flexion du genou. Calculez les valeurs moyennes séparément pour trois mesures consécutives.

Résultats

Cette étude in vitro a été réalisée sur un cadavre féminin de 60 ans. Avec la prothèse fémorale de taille S et 3 mm portant la cible, après avoir effectué un broyage fémoral et une ostéotomie tibiale, le chirurgien a utilisé la jauge d’écart pour évaluer la tension de l’intervalle flexion-extension préliminaire et a cru que l’équilibre était atteint.

Après l’installation de l’essai fémoral, le capteur sans fil a été inséré dans l’espace articulaire ...

Discussion

L’UKA à port mobile est un traitement efficace pour le KOA antéromédial. Il présente les avantages de réduire les traumatismes, de récupérer rapidement et de maintenir une proprioception normale^{du genou 11,12,13}. La clé de l’UKA est l’équilibre flexion-extension; c’est-à-dire rendre l’écart de flexion et l’écart d’extension aussi égaux que possible sur la prémisse de la restauration de la tension MCL<...

matériels

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