Применение индивидуальных направителей для проведения остеотомий около коленного сустава: систематический обзор литературы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Использование индивидуально изготовленных направителей в комбинации с тщательным предоперационным планированием способствует выполнению более точных опилов во время остеотомии и позиционированию сверла при формировании отверстий. Учитывая повсеместное использование подобных устройств, важно проанализировать накопленный клинический опыт и определить преимущества интраоперационного использования технологий 3D-печати.

Цель обзора — оценить потенциальные преимущества индивидуально изготовленных направителей для остеотомии в области коленного сустава и целесообразность их использования.

Материал и методы. Для поиска использовались базы данных PubMed, Embase и Web of Science. В обзор вошли исследования, посвященные интраоперационному использованию индивидуально изготовленных направителей для корригирующих остеотомий в области коленного сустава. Были включены рандомизированные контролируемые исследования, нерандомизированные исследования, обсервационные исследования, серии клинических случаев, а также исследования in vitro. Скрининг проводился с помощью программного обеспечения Covidence. Риск системной ошибки оценивался с помощью инструмента Risk Of Bias In Non-Randomized Studies of Interventions (ROBINS-I).

Результаты. В анализ вошло 38 исследований: 21 из них было посвящено использованию индивидуально изготовленных инструментов (ИИИ) для проксимальной остеотомии большеберцовой кости, 6 — для дистальной остеотомии бедренной кости, 4 — для комбинированных ротационных корригирующих остеотомий большеберцовой и бедренной костей, 4 — для двухуровневых остеотомий и 6 — для внутрисуставных остеотомий. Основными выявленными преимуществами применения данных устройств были точность хирургической коррекции в соответствии с предоперационным планом, а также рентгенологически подтвержденная точность ее реализации. Среди других часто отмечавшихся преимуществ были время операции, возможность интраоперационного рентгеноконтроля и стоимость операционного вмешательства. Многие исследования носили обсервационный характер и не имели контрольных групп для корректного сравнения.

Заключение. Согласно литературным данным, ИИИ позволяют значительно повысить вероятность достижения поставленных предоперационных целей при выполнении корригирующих остеотомий в области коленного сустава. Это было подтверждено как при открыто-, так и при закрытоугольной клиновидной остеотомии бедренной кости, а также при проксимальной остеотомии большеберцовой кости. В исследованиях, посвященных проксимальной остеотомии большеберцовой кости, результаты были противоречивы ввиду ограниченного числа публикаций, в большинстве которых отсутствовали контрольные группы для сравнительного анализа. В связи с этим необходимо проведение дополнительных контролируемых исследований для подтверждения преимуществ использования ИИИ при остеотомии в области коленного сустава. Современные источники литературы указывают на то, что использование технологий 3D-печати может повысить точность выполнения данных хирургических вмешательств.

Об авторах

Джаред Уокер

The Royal Brisbane and Women’s Hospital; Herston Biofabrication Institute; University of Queensland

Автор, ответственный за переписку.
Email: jared.walker@uqconnect.edu.au
ORCID iD: 0009-0000-8281-8380

MD

Австралия, Brisbane, QLD; Herston, QLD; Saint Lucia, QLD

Юхэн Ван

Herston Biofabrication Institute; University of Queensland

Email: wangyuheng1996@hotmail.com

MD

Австралия, Herston, QLD; Saint Lucia, QLD

Николас Грин

The Royal Brisbane and Women’s Hospital; Herston Biofabrication Institute; Orthopaedic Research Centre of Australia

Email: Nicholas.Green@health.qld.gov.au
ORCID iD: 0000-0003-2841-3141
Австралия, Brisbane, QLD; Herston, QLD; Brisbane, QLD

Дениз Эрбулут

The Royal Brisbane and Women’s Hospital; Herston Biofabrication Institute; University of Queensland; Orthopaedic Research Centre of Australia

Email: Deniz.Erbulut@health.qld.gov.au
ORCID iD: 0000-0002-5700-3515
Австралия, Brisbane, QLD; Herston, QLD; Saint Lucia, QLD; Brisbane, QLD

Мустафа Альттахир

Macquarie University Hospital

Email: Mustafa.alttahir@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4944-5540
Австралия, Sydney, NSW

Кевин Тетсуорт

The Royal Brisbane and Women’s Hospital; Herston Biofabrication Institute; University of Queensland; Orthopaedic Research Centre of Australia; Macquarie University Hospital

Email: ktetsworthmd@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3069-4141
Австралия, Brisbane, QLD; Herston, QLD; Saint Lucia, QLD; Brisbane, QLD; Sydney, NSW

Список литературы

  1. Higgins J.P., Thomas J., Chandler J., Cumpston M., Li T., Page M.J. et al. Cochrane handbook for systematic reviews of interventions. John Wiley & Sons; 2019. 694 p. doi: 10.1002/9781119536604.index.
  2. Moher D., Shamseer L., Clarke M., Ghersi D., Liberati A., Petticrew M. et al. Preferred reporting items for systematic review and meta-analysis protocols (PRISMA-P) 2015 statement. Syst Rev. 2015;4(1):1. doi: 10.1186/2046-4053-4-1.
  3. Sterne J.A., Hernán M.A., Reeves B.C., Savović J., Berkman N.D., Viswanathan M. et al. ROBINS-I: a tool for assessing risk of bias in non-randomised studies of interventions. BMJ. 2016;355:i4919. doi: 10.1136/bmj.i4919.
  4. Pérez-Mañanes R., Burró J.A., Manaute J.R., Rodriguez F.C., Martín J.V. 3D Surgical Printing Cutting Guides for Open-Wedge High Tibial Osteotomy: Do It Yourself. J Knee Surg. 2016;29(8):690-695. doi: 10.1055/s-0036-1572412.
  5. Kim H.J., Park J., Shin J.Y., Park I.H., Park K.H., Kyung H.S. More accurate correction can be obtained using a three-dimensional printed model in open-wedge high tibial osteotomy. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2018;26(11):3452-3458. doi: 10.1007/s00167-018-4927-1.
  6. Tardy N., Steltzlen C., Bouguennec N., Cartier J.L., Mertl P., Batailler C. et al. Francophone Arthroscopy Society. Is patient-specific instrumentation more precise than conventional techniques and navigation in achieving planned correction in high tibial osteotomy? Orthop Traumatol Surg Res. 2020;106(8S):S231-S236. doi: 10.1016/j.otsr.2020.08.009.
  7. Abdelhameed M.A., Yang C.Z., AlMaeen B.N., Jacquet C., Ollivier M. No benefits of knee osteotomy patient’s specific instrumentation in experienced surgeon hands. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023;31(8):3133-3140. doi: 10.1007/s00167-022-07288-6.
  8. Fayard J.M., Saad M., Gomes L., Kacem S., Abid H., Vieira T.D. et al. Patient-specific cutting guides increase accuracy of medial opening wedge high tibial osteotomy procedure: A retrospective case-control study. J Exp Orthop. 2024;11(1):e12013. doi: 10.1002/jeo2.12013.
  9. Predescu V., Grosu A.M., Gherman I., Prescura C., Hiohi V., Deleanu B. Early experience using patient-specific instrumentation in opening wedge high tibial osteotomy. Int Orthop. 2021;45(6):1509-1515. doi: 10.1007/s00264-021-04964-z.
  10. Savov P., Hold M., Petri M., Horstmann H., von Falck C., Ettinger M. CT based PSI blocks for osteotomies around the knee provide accurate results when intraoperative imaging is used. J Exp Orthop. 2021;8(1):47. doi: 10.1186/s40634-021-00357-8.
  11. Chaouche S., Jacquet C., Fabre-Aubrespy M., Sharma A., Argenson J.N., Parratte S. et al. Patient-specific cutting guides for open-wedge high tibial osteotomy: safety and accuracy analysis of a hundred patients continuous cohort. Int Orthop. 2019;43(12):2757-2765. doi: 10.1007/s00264-019-04372-4.
  12. Yang J.C., Chen C.F., Luo C.A., Chang M.C., Lee O.K., Huang Y. et al. Clinical Experience Using a 3D-Printed Patient-Specific Instrument for Medial Opening Wedge High Tibial Osteotomy. Biomed Res Int. 2018;2018:9246529. doi: 10.1155/2018/9246529.
  13. Munier M., Donnez M., Ollivier M., Flecher X., Chabrand P., Argenson J.N. et al. Can three-dimensional patient-specific cutting guides be used to achieve optimal correction for high tibial osteotomy? Pilot study. Orthop Traumatol Surg Res. 2017;103(2):245-250. doi: 10.1016/j.otsr.2016.11.020.
  14. Jacquet C., Sharma A., Fabre M., Ehlinger M., Argenson J.N., Parratte S. et al. Patient-specific high-tibial osteotomy’s ‘cutting-guides’ decrease operating time and the number of fluoroscopic images taken after a Brief Learning Curve. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2020;28(9):2854-2862. doi: 10.1007/s00167-019-05637-6.
  15. Fucentese S.F., Meier P., Jud L., Köchli G.L., Aichmair A., Vlachopoulos L. et al. Accuracy of 3D-planned patient specific instrumentation in high tibial open wedge valgisation osteotomy. J Exp Orthop. 2020;7(1):7. doi: 10.1186/s40634-020-00224-y.
  16. Van Genechten W., Van Haver A., Bartholomeeusen S., Claes T., Van Beek N., Michielsen J. et al. Impacted bone allograft personalised by a novel 3D printed customization kit produces high surgical accuracy in medial opening wedge high tibial osteotomy: a pilot study. J Exp Orthop. 2023;10(1):24. doi: 10.1186/s40634-023-00593-0.
  17. Zaffagnini S., Dal Fabbro G., Lucidi G.A., Agostinone P., Belvedere C., Leardini A. et al. Personalised opening wedge high tibial osteotomy with patient-specific plates and instrumentation accurately controls coronal correction and posterior slope: Results from a prospective first case series. Knee. 2023;44: 89-99. doi: 10.1016/j.knee.2023.07.011.
  18. Zhu X., Qian Y., Liu A., Xu P., Guo J.J. Comparative outcomes of patient-specific instrumentation, the conventional method and navigation assistance in open-wedge high tibial osteotomy: A prospective comparative study with a two-year follow up. Knee. 2022;39:18-28. doi: 10.1016/j.knee.2022.08.013.
  19. Jeong S.H., Samuel L.T., Acuña A.J., Kamath A.F. Patient-specific high tibial osteotomy for varus malalignment: 3D-printed plating technique and review of the literature. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2022;32(5): 845-855. doi: 10.1007/s00590-021-03043-8.
  20. Lau C.K., Chui K.H., Lee K.B., Li W. Computer-Assisted Planning and Three-Dimensional-Printed Patient-Specific Instrumental Guide for Corrective Osteotomy in Post-Traumatic Femur Deformity: A Case Report and Literature Review. J Orthop Trauma Rehabil. 2018;24(1):12-17. doi: 10.1016/j.jotr.2016.11.002.
  21. Donnez M., Ollivier M., Munier M., Berton P., Podgorski J.P., Chabrand P. et al. Are three-dimensional patient-specific cutting guides for open wedge high tibial osteotomy accurate? An in vitro study. J Orthop Surg Res. 2018;13(1):171. doi: 10.1186/s13018-018-0872-4.
  22. Miao Z., Li S., Luo D., Lu Q., Liu P. The validity and accuracy of 3D-printed patient-specific instruments for high tibial osteotomy: a cadaveric study. J Orthop Surg Res. 2022;17(1):62. doi: 10.1186/s13018-022-02956-2.
  23. MacLeod A.R., Mandalia V.I., Mathews J.A., Toms A.D., Gill H.S. Personalised 3D Printed high tibial osteotomy achieves a high level of accuracy: ‘IDEAL’ preclinical stage evaluation of a novel patient specific system. Med Eng Phys. 2022;108:103875. doi: 10.1016/j.medengphy.2022.103875.
  24. Rosso F., Rossi R., Neyret P., Śmigielski R., Menetrey J., Bonasia D.E. et al. A new three-dimensional patient-specific cutting guide for opening wedge high tibial osteotomy based on ct scan: preliminary in vitro results. J Exp Orthop. 2023;10(1):80. doi: 10.1186/s40634-023-00647-3.
  25. Arnal-Burró J., Pérez-Mañanes R., Gallo-Del-Valle E., Igualada-Blazquez C., Cuervas-Mons M., Vaquero-Martín J. Three dimensional-printed patient-specific cutting guides for femoral varization osteotomy: Do it yourself. Knee. 2017;24(6):1359-1368. doi: 10.1016/j.knee.2017.04.016.
  26. Jacquet C., Chan-Yu-Kin J., Sharma A., Argenson J.N., Parratte S., Ollivier M. “More accurate correction using “patient-specific” cutting guides in opening wedge distal femur varization osteotomies. Int Orthop. 2019;43(10):2285-2291. doi: 10.1007/s00264-018-4207-1.
  27. Shi J., Lv W., Wang Y., Ma B., Cui W., Liu Z. et al. Three dimensional patient-specific printed cutting guides for closing-wedge distal femoral osteotomy. Int Orthop. 2019;43(3):619-624. doi: 10.1007/s00264-018-4043-3.
  28. Huang Y.C., Chen K.J., Lin K.Y., Lee O.K., Yang J.C. Patient-Specific Instrument Guided Double Chevron-Cut Distal Femur Osteotomy. J Pers Med. 2021;11(10):959. doi: 10.3390/jpm11100959.
  29. Jud L., Vlachopoulos L., Beeler S., Tondelli T., Furnstahl P., Fucentese S.F. Accuracy of three dimensional-planned patient-specific instrumentation in femoral and tibial rotational osteotomy for patellofemoral instability. Int Orthop. 2020;44(9):1711-1717. doi: 10.1007/s00264-020-04496-y.
  30. Micicoi G., Corin B., Argenson J.N., Jacquet C., Khakha R., Martz P. et al. Patient specific instrumentation allow precise derotational correction of femoral and tibial torsional deformities. Knee. 2022;38:153-163. doi: 10.1016/j.knee.2022.04.002.
  31. Sabatini L., Nicolaci G., Giachino M., Risitano S., Pautasso A., Massè A. 3D-Printed Surgical Guiding System for Double Derotational Osteotomy in Congenital Torsional Limb Deformity: A Case Report. JBJS Case Connect. 2021;11(1):e20.00468. doi: 10.2106/jbjs.Cc.20.00468.
  32. Imhoff F.B., Schnell J., Magaña A., Diermeier T., Scheiderer B., Braun S. et al. Single cut distal femoral osteotomy for correction of femoral torsion and valgus malformity in patellofemoral malalignment – proof of application of new trigonometrical calculations and 3D-printed cutting guides. BMC Musculoskelet Disord. 2018;19(1):215. doi: 10.1186/s12891-018-2140-5.
  33. Grasso F., Martz P., Micicoi G., Khakha R., Kley K., Hanak L. et al. Double level knee osteotomy using patient-specific cutting guides is accurate and provides satisfactory clinical results: a prospective analysis of a cohort of twenty-two continuous patients. Int Orthop. 2022;46(3):473-479. doi: 10.1007/s00264-021-05194-z.
  34. Pioger C., Mabrouk A., Siboni R., Jacquet C., Seil R., Ollivier M. Double-level knee osteotomy accurately corrects lower limb deformity and provides satisfactory functional outcomes in bifocal (femur and tibia) valgus malaligned knees. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023;31(7):3007-3014. doi: 10.1007/s00167-023-07325-y.
  35. Gómez-Palomo J.M., Meschian-Coretti S., Esteban-Castillo J.L., García-Vera J.J., Montañez-Heredia E. Double Level Osteotomy Assisted by 3D Printing Technology in a Patient with Blount Disease: A Case Report. JBJS Case Connect. 2020;10(2):e0477. doi: 10.2106/jbjs.Cc.19.00477.
  36. Fürnstahl P., Vlachopoulos L., Schweizer A., Fucentese S.F., Koch P.P. Complex Osteotomies of Tibial Plateau Malunions Using Computer-Assisted Planning and Patient-Specific Surgical Guides. J Orthop Trauma. 2015;29(8):e270-276. doi: 10.1097/bot.0000000000000301.
  37. Wang H., Newman S., Wang J., Wang Q., Wang Q. Corrective Osteotomies for Complex Intra-Articular Tibial Plateau Malunions using Three-Dimensional Virtual Planning and Novel Patient-Specific Guides. J Knee Surg. 2018;31(7):642-648. doi: 10.1055/s-0037-1605563.
  38. Yang P., Du D., Zhou Z., Lu N., Fu Q., Ma J. et al. 3D printing-assisted osteotomy treatment for the malunion of lateral tibial plateau fracture. Injury. 2016;47(12):2816-2821. doi: 10.1016/j.injury.2016.09.025.
  39. Pagkalos J., Molloy R., Snow M. Bi-planar intra-articular deformity following malunion of a Schatzker V tibial plateau fracture: Correction with intra-articular osteotomy using patient-specific guides and arthroscopic resection of the tibial spine bone block. Knee. 2018;25(5):959-965. doi: 10.1016/j.knee.2018.05.015.
  40. Zaleski M., Hodel S., Fürnstahl P., Vlachopoulos L., Fucentese S.F. Osteochondral Allograft Reconstruction of the Tibia Plateau for Posttraumatic Defects-A Novel Computer-Assisted Method Using 3D Preoperative Planning and Patient-Specific Instrumentation. Surg J (N Y). 2021;7(4):e289-e296. doi: 10.1055/s-0041-1735602.
  41. Hsu C.P., Lin S.C., Nazir A., Wu C.T., Chang S.S., Chan Y.S. Design and application of personalized surgical guides to treat complex tibial plateau malunion. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2021;24(4): 419-428. doi: 10.1080/10255842.2020.1833193.
  42. Van den Bempt M., Van Genechten W., Claes T., Claes S. How accurately does high tibial osteotomy correct the mechanical axis of an arthritic varus knee? A systematic review. The Knee. 2016;23(6):925-935. doi: 10.1016/j.knee.2016.10.001.
  43. Cerciello S., Ollivier M., Corona K., Kaocoglu B., Seil R. CAS and PSI increase coronal alignment accuracy and reduce outliers when compared to traditional technique of medial open wedge high tibial osteotomy: a meta-analysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022;30(2):555-566. doi: 10.1007/s00167-020-06253-5.
  44. Aman Z.S., DePhillipo N.N., Peebles L.A., Familiari F., LaPrade R.F., Dekker T.J. Improved Accuracy of Coronal Alignment Can Be Attained Using 3D-Printed Patient-Specific Instrumentation for Knee Osteotomies: A Systematic Review of Level III and IV Studies. Arthroscopy. 2022;38(9):2741-2758. doi: 10.1016/j.arthro.2022.02.023.
  45. Dewilde T.R., Dauw J., Vandenneucker H., Bellemans J. Opening wedge distal femoral varus osteotomy using the Puddu plate and calcium phosphate bone cement. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2013;21(1):249-254. doi: 10.1007/s00167-012-2156-6.
  46. Zarrouk A., Bouzidi R., Karray B., Kammoun S., Mourali S., Kooli M. Distal femoral varus osteotomy outcome: Is associated femoropatellar osteoarthritis consequential? Orthop Traumatol Surg Res. 2010;96(6):632-636. doi: 10.1016/j.otsr.2010.04.009.
  47. Duivenvoorden T., Brouwer R.W., Baan A., Bos P.K., Reijman M., Bierma-Zeinstra S.M. et al. Comparison of closing-wedge and opening-wedge high tibial osteotomy for medial compartment osteoarthritis of the knee: a randomized controlled trial with a six-year follow-up. J Bone Joint Surg Am. 2014;96(17):1425-1432. doi: 10.2106/JBJS.M.00786.
  48. Saithna A., Kundra R., Modi C.S., Getgood A., Spalding T. Distal femoral varus osteotomy for lateral compartment osteoarthritis in the valgus knee. A systematic review of the literature. Open Orthop J. 2012;6:313-319. doi: 10.2174/1874325001206010313.
  49. Moore J., Mychaltchouk L., Lavoie F. Applicability of a modified angular correction measurement method for open-wedge high tibial osteotomy. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2017;25(3):846-852. doi: 10.1007/s00167-015-3954-4.
  50. Girotto J.A., Koltz P.F., Drugas G. Optimizing your operating room: or, why large, traditional hospitals don’t work. Int J Surg. 2010;8(5):359-367. doi: 10.1016/j.ijsu.2010.05.002.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1. Диаграмма потока PRISMA [2]

Скачать (49KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 (a, b, c). Высокая остеотомия большеберцовой кости (одностороннее клиновидное открытие/вальгизация). Прочитайте описание случая 1 в тексте статьи выше.

Скачать (79KB)
Метаданные
4. Рисунок 3. Двусторонний клин открытия/вариационный DFO. Прочитайте описание случая 2 в тексте статьи выше

Скачать (115KB)
Метаданные
5. Приложение
Скачать (430KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».