Experimental identification of the corrective capabilities of the spring technique in addressing multiapical femoral deformities

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The technique of multiapical deformities correction with several orthopedic hexapods (one for each apex of deformity) is accepted as a standard one. However, usage of two or more hexapods on one segment is uncomfortable for the patient. Besides, software calculation for each of them is difficult and laborious for an orthopedic surgeon. Application of only one orthopedic hexapod with one software calculation is the advantage of the spring technique (ST) of multiapical deformities correction. However, its application is hindered by the fact that the corrective capabilities of this technique have not been studied yet.

The aim of the study was to identify by the bench test the corrective capabilities of the spring technique and compare them with the capabilities of the standard one.

Methods. The bench test was performed using plastic models of the femur. One-ring modules were used to fix each of the bone fragments. Foam rubber discs were used to imitate soft tissues. The mobile ring was moved relative to the base one in translation, angulation, distraction and rotation. The movement was stopped if one of the struts reached its minimum or maximum length, as well as if one of them touched a frame, transosseous elements or “soft tissues”. The Mann-Whitney U-test was used for statistical analysis.

Results. When using all the six struts equipped with standard threaded rods, the corrective capabilities of the spring technique are 58-97% (on average 72%) lower than of the standard one. When replacing 2-6 (depending on the type of motion) threaded rods with longer ones, the capabilities of ST increases by 36-466% (on average 257%). This provides better result for ST in translation (in three directions), varus and recurvation angulation.

Conclusions. Corrective capabilities of the spring technique in 5 out of 11 types of motions are better than the capabilities of the standard technic if struts of the orthopedic hexapod are equipped with threaded rods of greater length.

About the authors

Leonid N. Solomin

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics; “Ortho-SUV” Ltd

Email: solomin.leonid@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3705-3280

Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, St. Petersburg; St. Petersburg

Evgeniy S. Golovenkin

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: golovenkin_1996@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7064-5689
Russian Federation, St. Petersburg

Fanil K. Sabirov

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: sabirov_fanil@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0307-0771

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, St. Petersburg

Anna V. Veshnyakova

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: fantikora@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-2663-297X
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Naqui S.Z., Thiryayi W., Foster A., Tselentakis G., Evans M., Day J.B. Correction of simple and complex pediatric deformities using the Taylor-Spatial Frame. J Pediatr Orthop. 2008;28(6):640-647. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181831e99.
  2. Виленский В.А., Захарьян Е.А., Зубаиров Т.Ф., Долгиев Б.Х., Толдиева Х.Б., Фомылина О.А. Лечение двухуровневых деформаций костей голени: два гексапода или один? Современные проблемы науки и образования. 2019;(96):141-141. doi: 10.17513/spno.29352. Vilensky V.A., Zakharyan E.A., Zubairov T.F., Dolgiev B.Kh., Toldieva Kh.B., Fomylina O.A. Treatment of two-level deformities of lower leg bones: two hexapods or one? Modern Problems of Science and Education. Surgery. 2019;(6):141-141. (In Russian). doi: 10.17513/spno.29352.
  3. Ray V., Popkov D., Lascombes P., Barbier D., Journeau P. Simultaneous multisegmental and multifocal corrections of complex lower limb deformities with a hexapod external fixator. Orthop Traumatol Surg Res. 2023;109(3):103042. doi: 10.1016/j.otsr.2021.103042.
  4. Massobrio M., Mora R. Hexapod External Fixator Systems: Principles and Current Practice in Orthopaedic Surgery. Springer International Publishing; 2021. p. 61-65; p. 133-152.
  5. Соломин Л.Н., Щепкина Е.А., Корчагин К.Л., Сабиров Ф.К., Таката М., Цучия Х. Новый способ коррекции многоуровневых деформаций длинных костей с использованием ортопедического гексапода. Травматология и ортопедия России. 2017;23(3):103-109. Solomin L.N., Shchepkina E.A., Korchagin K.L., Sabirov F.K., Takata M., Tsuchia Kh. The New Method of Long Bone Multilevel Deformities Correction Using the Orthopedic Hexapod (Preliminary Report). Traumatology and Orthopedics of Russia. 2017;23(3):103-109. (In Russian).
  6. Головёнкин Е.С., Соломин Л.Н. Коррекция многовершинных деформаций длинных костей нижних конечностей: обзор литературы. Травматология и ортопедия России. 2023;29(4):134-146. doi: 10.17816/2311-2905-11174. Golovenkin E.S., Solomin L.N. Correction of Multiapical Deformities of Long Bones of the Lower Extremities: A Review. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2023;29(4):134-146. (In Russian). doi: 10.17816/2311-2905-11174.
  7. Соломин Л.Н. Основы чрескостного остеосинтеза. Под ред. Л.Н. Соломина. Москва: БИНОМ; 2014. Т. 1. Solomin L.N. The Basic Principles of External Skeletal Fixation. Solomin L.N. (ed.). Moscow: BINOM; 2014. Vol. 1. (In Russian).
  8. Попков А.В. Ошибки и осложнения при оперативном удлинении нижних конечностей методом Илизарова у взрослых. Вестник хирургии. 1991;146(1):113-116. Popkov A.V. Errors and complications of operative lengthening of the lower extremities in adults by the Ilizarov method. Bulletin of Surgery. 1991;146(1): 113-116. (In Russian).
  9. Соломин Л.Н., Скоморошко П.В., Виленский В.А., Утехин, А.И. Оптимизация компоновки аппарата Орто-СУВ для коррекции деформаций дистальной трети диафиза бедренной кости. Травматология и ортопедия России. 2011;17(1):35-41. doi: 10.21823/2311-2905-2011-0-1-35-41. Solomin L.N., Skomoroshko P.V., Vilensky V.A., Utekhin A.I. Optimization of the Ortho-SUV frame assembly for correction of the distal femur deformities. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2011;17(1):35-41. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2011-0-1-35-41.
  10. Зырянов С.Я. Одновременное устранение деформа-ций всех сегментов нижней конечности. Гений орто-педии. 1995;(1):53-58. Zyryanov S.Ya. Simultaneous deformity correction of all segments of the lower limb. Genij Ortopedii. 1995;(1):53-58. (In Russian).
  11. Eralp L., Kocaoglu M., Toker B., Balcı H.I., Awad A. Comparison of fixator-assisted nailing versus circular external fixator for bone realignment of lower extremity angular deformities in rickets disease. Arch Orthop Trauma Surg. 2011;131(5):581-589. doi: 10.1007/s00402-010-1162-8.
  12. Roy A., Pesenti S., Chalopin A., Peltier E., Jouve J.L., Launay F. Can the TrueLok Hexapod System™ be used to accurately correct lower limb deformity in children? Orthop Traumatol Surg Res. 2020;106(7):1361-1366. doi: 10.1016/j.otsr.2020.06.013.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. The spring technique in correction of biapical femoral deformity: a — planning for deformity correction using anatomical axes (axes of the fragments are marked in green, red and purple, osteotomies levels — in yellow); b — after application of orthopedic hexapod and osteotomies; c — calculation in the computer program (a yellow contour indicates the initial position of the mobile fragment, a red one — after correction); d — the correction result

Download (121KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Extension of the corrective possibilities using attachment: а — the cardan joint cannot be attached to the mount because of the collision between a strut and intermediate bearing (marked with arrows); b — collision between the strut and the bearing; c, d — strut IV fixation with the attachment; e — using the attachment allowed avoiding the contact between the strut and intermediate bearing, the cardan joint is successfully fixed to the mount (marked with an arrow); f — to reduce bulkiness of the construction after completion of the correction, one removed the Ilizarov arc, springs and fixation attachment, the struts were replaced with two-plane hinges

Download (91KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».