Функциональные результаты одностороннего тотального эндопротезирования тазобедренных суставов

Мартыненко Д.В., Волошин В.П., Скворцов Д.В.
МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского
Кафедра ортопедии-травматологии и артрологии РУДН

Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава на современном этапе является наиболее эффективным методом восстановления функциональной активности оперированной конечности. Однако результаты этой операции зависят от ряда биологических, биомеханических и технических факторов. В современной литературе сформировалось два основных направления изучения результатов тотального эндопротезирования:

-изучение длительности эксплуатации эндопротеза в организме или выживаемости эндопротеза [2];

-изучение изменений клинической картины заболевания тазобедренного сустава после его эндопротезирования.

На современном этапе акценты большинства исследований смещены в сторону изучения выживаемости эндопротезов, что объясняется активным внедрением в практику эндопротезирования новых материалов, износостойкость которых лучше всего проверяется временем.

Функциональный результат после тотального эндопротезирования в рутинной клинической практике оценивается в рамках различных шкал клинической оценки протезируемого тазобедренного сустава, таких как системы Harris, D`Aubigne – Postel и др. [1]. Такая клиническая оценка позволяет определить изменения как минимум трех показателей: болевого синдрома, особенностей ходьбы и мобильности в протезируемом суставе. Однако достоверно оценить влияние операции эндопротезирования на состояние и функционирование всей локомоторной системы и выработать прогноз для конкретного случая, основываясь на изменении показателей клинической оценки сустава – невозможно.

Для уточнения влияния тотального эндопротезирования на функцию протезированного тазобедренного сустава и систему локомоции в целом, в ортопедотравматологическом отделении ГУ МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского в период с 2007 по 2009 годы произведено 107 исследований биомеханики ходьбы у больных до и после эндопротезирования, а также проведены параллели между клинической картиной и данными биомеханики ходьбы.

Материалы и методы.

Всего в указанный период нами произведено 68 исследований до операции и 39 исследований после одностороннего тотального эндопротезирования тазобедренного сустава.

У всех пациентов были определены три основных клинических показателя по модифицированной системе Merle d`Aubigne – Postel: болевой синдром, ходьба, самообслуживание. На основе показателей вычислены клинические индексы:

-индекс боли: максимальное значение боли – 100%, минимальное – 0%.

-индекс ходьбы: наилучший показатель – 100%, наихудший – 0%.

-индекс самообслуживания: наилучший показатель – 100%, наихудший – 0%.

Относительно локализации болевого синдрома все случаи были подразделены на четыре группы:

-двусторонний болевой синдром – боль в обоих тазобедренных суставах,

-односторонний болевой синдром – боль в тазобедренных суставов (лечение незамедлительно) в одном или нескольких суставах кинематической цепи от поясничного отдела позвоночника до голеностопного сустава.

-изолированный болевой синдром – боль только в одном из тазобедренных суставов.

-отсутствие болевого синдрома в тазобедренных суставах.

Также всем больным проводилось биомеханическое исследование, включающее: подометрию, гониометрию и динамометрию.

Результаты.

Оценка в группах, сформированных относительно локализации болевого синдрома, клинической картины до операции (см. рис. № 1) показала наихудшие результаты у больных с двусторонним болевым синдромом – среднее значение индекса боли составило 53 %, индексы ходьбы и самообслуживания составили 68% и 72% соответственно. В двух других группах (одностороннего и изолированного болевого синдрома) клиническая картина была немногим лучше, т.е. индекс боли был несколько ниже, а индексы ходьбы и самообслуживания несколько выше.

Рис. № 1 Диаграмма средней оценки клинических индексов в группах до операции

Так как показатели ходьбы регистрировались для обеих конечностей, для каждого показателя определяли сторону преобладающего значения и сторону отстающего значения, а также вычисляли параметр асимметрии (ПА) по формуле:

ПА = (1 — отстающее значение/преобладающее значение)*100%.

Параметр асимметрии одиночной опоры (ПА-ОО) в нашем исследовании имел особое значение, так как количественно характеризовал степень хромоты по следующим критериям: ПА-ОО меньше 5 % – физиологическая асимметрия, ПА-ОО – от 5 % до 10 % – скрытая хромота, ПА-ОО больше 10 % – явная хромота.

Во всех наших наблюдениях до операции имела место явная хромота (ПА-ОО больше 10), причем при двустороннем болевом синдроме параметр асимметрии из-за вовлеченности тазобедренных суставов обеих конечностей был закономерно меньше (см. рис. № 2). Наибольшая асимметрия показателя одиночной опоры отмечена при одностороннем болевом синдроме. На преобладающей стороне значение параметра не достигало нормы ни в одной группе, но приближалось к ней при изолированном болевом синдроме.

Рис. 2

Рис. № 2 Диаграмма средних значений показателя одиночной опоры и параметра асимметрии показателя одиночной опоры в группах до операции.

Цикл шага также во всех группах был выше нормы (см. рис. № 3), что демонстрирует снижение скорости перемещения больных. В условиях двустороннего болевого синдрома скорость перемещения снизилась больше всего.

Рис. 3

Рис. № 3 Диаграмма средних значений показателя цикла шага и параметра асимметрии цикла шага в группах до операции.

На динамограмме определяли два показателя, характеризующие степень функциональных нарушений:

-показатель динамической опороспособности конечности, под которым понимали максимальное значение вертикальной составляющей реакции опоры, выражаемой в процентах от массы тела пациента.

-значение переменных динамических нагрузок (ПДН), под которым понимали разность между максимальным значением вертикальной составляющей реакции опоры и минимальным значением, соответствующим инерционному минимуму.

Среднее преобладающее значение динамической опороспособности конечности (см. рис. № 4) во всех группах превышало 100% но не достигало нормы, отстающее значение показателя было ниже 100 % массы тела и всегда соответствовало протезируемой (т.е. более пораженной) конечности.

Рис. 4

Рис. № 4 Диаграмма средних значений показателя динамической опороспособности конечности и параметра его асимметрии в группах до операции.

Для показателя переменных динамических нагрузок (см. рис. № 5) сохранялась та же закономерность. Данный показатель имел большую ценность, так как демонстрировал большие функциональные различия между более пораженной и менее пораженной конечностями, что показывает параметр асимметрии.

В практике выбор стороны эндопротезирования тазобедренного сустава, основан на определении конечности с большей выраженностью болевого синдрома и более значительным снижением функциональных показателей. Исходя из этого, для характеристики конечности с более пораженным тазобедренным суставом были выбраны три критерия: болевой синдром, необходимость эндопротезирования, значение одиночной опоры (см. рис. № 6).

Болевой синдром является определяющим показанием к эндопротезированию тазобедренного сустава. Во всех случаях в группах изолированного и одностороннего болевого синдрома болезненная сторона соответствовала стороне протезирования. Конечность с болезненным тазобедренным суставом, как правило, является переносной, т.е. значение одиночной опоры для конечности характеризуется, как отстающее. В нашем исследовании в группе одностороннего болевого синдрома соответствие болезной и опорной сторон отмечалось только в 5 %, а в группе изолированного болевого синдрома только в 3 % случаев. Такие же соответствия в этих группах отмечались между опорной и протезированной сторонами. В группе двустороннего болевого синдрома протезируемая сторона в 37 % случаев соответствовала опорной конечности.

Рис. 5

Рис. № 5 Диаграмма средних значений показателя переменных динамических нагрузок и параметра его асимметрии в группах до операции.

Рис. 6

Рис. № 6 Диаграмма соответствий болезненной, опорной и протезируемой сторон до операции.

Движения в тазобедренном суставе при ходьбе регистрировались только в сагиттальной плоскости – сгибание/разгибание. Во всех случаях сторона более выраженной контрактуры соответствовала стороне более выраженного болевого синдрома и стороне протезирования (см. рис. № 7). Наибольшее значение асимметрии показателя мобильности сустава отмечено в группе односторонней боли, наименьшее в группе двусторонней боли.

Рис. 7

Рис. № 7 Диаграмма средних значений показателя амплитуды движений в тазобедренном суставе и параметра его асимметрии в группах до операции.

На основании полученных данных была сформирована схема типичных функциональных изменений при возникновении болевого синдрома в тазобедренном суставе, регулируемая ЦНС. В ответ на болевую афферентацию в ЦНС происходит перераспределение опоры на безболезненную или менее болезненную конечность и уменьшение амплитуды движений в болезненном ТБС за счет мышечной иммобилизации.

После одностороннего тотального эндопротезирования тазобедренного сустава двустороннего болевого синдрома не отмечено ни в одном случае. Кроме групп односторонней и изолированной боли после эндопротезирования появилась группа безболезненных тазобедренных суставов. Лучшие клинические результаты (см. рис. № 8) отмечены в группе безболезненных тазобедренных суставов: индекс боли снизился до 11 %, индексы ходьбы и самообслуживания увеличились до 88 % и 89 % соответственно. Болевой синдром в группах односторонней и изолированной боли снизился незначительно, также незначительно возросли показатели ходьбы и самообслуживания.

Это было связано с тем, что в этих двух группах с односторонним и изолированным болевым синдромом после одностороннего эндопротезирования второй тазобедренных сустав нуждался в замене в 43 % и 60 % случаев соответственно (см. рис. № 9).

Рис. 8

Рис. № 8 Диаграмма средней оценки клинических индексов в группах после одностороннего эндопротезирования.

Соответствие протезированной и болезненной сторон в группе изолированного болевого синдрома составило 6 %, а соответствие протезированной и опорной сторон составило 73 %. Взаимосвязь этих соответствий подтверждается тем, что в группе одностороннего болевого синдрома повышение процента соответствия протезированной и болезненной сторон до 44 % привело к снижению процента соответствия протезированной и опорной сторон до 25 % (см. рис. № 9).

Рис. 9

Рис. № 9 Диаграмма соответствий болезненной, опорной и протезируемой сторон после одностороннего эндопротезирования.

Таким образом, при наличии болевого синдрома на стороне противоположной протезированному суставу и благополучии замещенного сустава, прослеживается тенденция к тому, что безболезненный замещенный сустав становится опорным, а незамещенный болезненный – переносным.

Важным, по нашему мнению, является тот факт, что в группе безболезненных тазобедренных суставов, при клиническом благополучии обоих тазобедренных суставов сторона с замещенным тазобедренным суставом становилась опорной только в 25 % случаев.

Среди регистрируемых показателей ходьбы после одностороннего эндопротезирования (см. рис. № 10) обращает на себя внимание значительное повышение мобильности замещенных тазобедренных суставов и резкое снижение параметра асимметрии этого показателя.

Рис. 10

Рис. № 10 Диаграмма средних значений регистрируемых показателей ходьбы и мобильности в тазобедренном суставе; параметры асимметрии показателей в группах после одностороннего эндопротезирования.

Для уточнения характера перераспределения времени одиночной опоры между нижними конечностями после одностороннего эндопротезирования коленных суставов у 17 пациентов проведены исследования до и после операции (см. рис. № 11). Средний срок от эндопротезирования до биомеханического исследования составил 1,8 года, минимальный срок – 8 месяцев, максимальный срок – 6,3 года. Относительно локализации болевого синдрома после операции все пациенты разделены на группы.

 

1 группа: Отсутствие болевого синдрома в протезированном суставе:

1А группа: боль отсутствует в обоих ТБС после операции;

1Б группа: боль в суставе противоположном протезированному.

2 группа: Болевой синдром в протезированном суставе.

 

В условиях болевого синдрома в протезированном суставе эта сторона становилась опорной после тотального эндопротезирования в 17 % случаев, в которых было отмечено удлинение конечности после замещения сустава. В группе, где боль локализовалась в суставе, противоположном протезированному, процент соответствия опорной и протезированной конечности увеличился на 33,3 % и достиг 66,6 %.

Это подтверждает описанную тенденцию к тому, что безболезненный замещенный сустав становится опорным, а незамещенный болезненный – переносным. Однако в 33,3 % случаев такого перераспределения времени одиночной опоры не произошло – т.е. не замещенный болезненный сустав остался опорным, а замещенный безболезненный сустав как был, так и остался переносным. Во всех случаях, когда протезировали опорный тазобедренный сустав – он оставался опорным и после операции.

В группе безболезненных тазобедренных суставов ни в одном случае протезированный сустав не стал опорным.

Рис. 11

Рис. № 11 Диаграмма соответствий опорной и протезированной сторон после одностороннего эндопротезирования.

Таким образом, процесс распределения времени одиночной опоры между конечностями после тотального эндопротезирования ТБС носил достаточно инертный характер. Прослеживалась тенденция сохранения организмом дооперационного стереотипа распределения времени одиночной опоры между конечностями.

Наши данные свидетельствуют о том, что отсутствие болевой афферентации после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава приводит к снижению эфферентного влияния на околосуставные мышцы, повышающего их тонус (увеличивается мобильность сустава). Помимо болевой, после тотального эндопротезирования утрачивается и обычная афферентация от суставных поверхностей (они резецируются). Недостаточностью получаемой ЦНС информации от сустава объясняется сохранение организмом дооперационного стереотипа распределения времени одиночной опоры между конечностями.

В нашем исследовании мы обнаружили две причины, приводящие к изменению стереотипа распределения времени одиночной опоры между конечностями: удлинение протезированной конечности и болевой синдром на противоположной протезу стороне. На имеющемся клиническом материале отмечено, что удлинение конечности на стороне эндопротезирования в среднем более чем на 2 см. всегда приводило к тому, что конечность после эндопротезирования становилась опорной, даже при наличии болевого синдрома на стороне эндопротеза. Наличие болевого синдрома на стороне противоположной эндопротезу не всегда приводило к тому, что конечность с замещенным тазобедренным суставом становилась опорной.

№ 1

Клинический пример № 1. Больной Д-ий, 65 лет – 8 месяцев после тотального эндопротезирования левого тазобедренного сустава. Имеется значительное удлинение протезированной ноги (более 2 см.). Имеется скрытая хромота (ПА-ОО = 7,13). Имеется выраженная болезненность в протезированном тазобедренном суставе и поясничном отделе позвоночника. Несмотря на болезненность опорной является более длинная протезированная нога (ОО = 34,21). Более мобилен правый тазобедренный сустав (амплитуда правого тазобедренного сустава = 36,730). Случай расценен как пример вынужденного увеличения времени опоры на удлиненную конечность (до замещения левого тазобедренного сустава опорной была правая нога), что оказалось неблагоприятным при одностороннем поражении тазобедренного сустава. Возможно, отрицательную роль играет и увеличенный офсет бедренного компонента.

№ 2

Клинический пример № 2. Больная Б-на, 76 лет — 6 лет после замещения правого тазобедренного сустава эндопротезом. Разница длин конечностей в пределах погрешности. Имеется физиологическая асимметрия периода одиночной опоры (ПА-ОО = 4,68), опорная конечность левая (ОО = 31,81), несмотря на выраженный болевой синдром с этой стороны (больная госпитализирована для проведения эндопротезирования слева). Правый сустав безболезненный и более мобильный, чем левый (амплитуда = 24,010). В течение всех 6-ти лет больной было удобнее ходить с тростью в левой руке (разгружать эндопротез). В условиях одинаковой длины конечностей, несмотря на болевой синдром, протезированная нога остается переносной.

Обсуждение.

Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава увеличивает мобильность сустава, которая зависит также от наличия и интенсивности в нем болевого синдрома. Типичным после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава является сохранение дооперационного стереотипа распределения времени одиночной опоры между конечностями. На опороспособность конечности после тотального эндопротезирования влияют: локализация болевого синдрома и длина оперированной конечности.

В условиях двустороннего дегенеративно-дистрофического поражения тазобедренного сустава удлинение протезированной ноги до 2 см. увеличивает опороспособность оперированной конечности и разгружает противоположный сустав.

При одностороннем поражении тазобедренного сустава удлинение оперированной конечности может привести к явлению вынужденного увеличения времени опоры этой ноги, которое может сопровождаться болевым синдромом.

Литература.

  1. Charnley J. Low Friction Arthroplasty of the Hip. Theory and Practice. – New York.: Springer. – 1979.
  2. Kaplan E. L., Meier P. Nonparametric estimation from incomplete observations. // J. Am. Statist. Assn. – 1958. – Vol. – 53. – P. 457 – 481.