Специфика ротационного планирования и интраоперационного размещения бедренного компонента эндопротеза коленного сустава с применением навигационных устройств

Введение. Оптимальное ротационное выравнивание бедренного компонента эндопротеза при использовании навигационных устройств имеет большое значение для тотальной артропластики коленного сустава. Методы измеряемой резекции и балансировки зазора представляют собой доступные интраоперационные техники, осуществляемые с помощью навигационных устройств для установки ротации бедренной кости. Однако каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Данные аспекты способствуют активному развитию разработки навигационного инструментария для эндопротезирования крупных суставов и его клинической апробации.

Цель работы — оценка эффективности определения ротационного позиционирования бедренного компонента эндопротеза коленного сустава с применением механических и роботизированных навигационных устройств как основы процессинга принятия интраоперационных решений хирургами.

Материалы и методы. Процедуры планирования, выполнения и отчетности настоящего систематического обзора проведены в соответствии с установленными руководящими принципами PRISMA. Изначально выявлено 366 публикаций, соответствовавших основному направлению данного исследования. После исключения дублирующих публикаций для анализа отобрано 158 источников. Критериям отбора соответствовали 11 статей. При оценке учтены выходные данные статей, типы используемых механических или роботизированных навигационных устройств, количество наблюдений, процент осложнений, особенности пред-, интра- и послеоперационного методов определения ротации бедренного компонента эндопротеза коленного сустава в рассмотренных когортах. В общей сложности проанализированы результаты 1198 тотальных артропластик коленного сустава, представленные в анализируемых литературных источниках.

Результаты и обсуждение. В большинстве научных работ, посвящённых послеоперационным осложнениям при использовании навигационных устройств, информация о них была неполной, либо данные пациенты были исключены из исследования. Частота возникновения осложнений составила в среднем 2 %.

Заключение. При применении навигационных устройств предоперационное планирование ротации бедренного компонента зачастую не осуществляют, а в ходе хирургического вмешательства применяют те же методики и ориентиры, что и при традиционной технике. Послеоперационный мониторинг ротационного позиционирования эндопротеза коленного сустава осуществляют исключительно при выявлении осложнений.

1. Maciąg BM, Wilk B, Nawrocki M, et al. Establishing femoral component rotation using a dynamic tensioner does not improve patellar position after total knee replacement with use of anatomic implants: A case-control study. Knee. 2024;48:217-225. doi: 10.1016/j.knee.2024.04.001.

2. Cidambi KR, Robertson N, Borges C, et al. Intraoperative Comparison of Measured Resection and Gap Balancing Using a Force Sensor: A Prospective, Randomized Controlled Trial. J Arthroplasty. 2018;33(7S):S126-S130. doi: 10.1016/j.arth.2018.02.044.

3. Berger RA, Crossett LS, Jacobs JJ, Rubash HE. Malrotation causing patellofemoral complications after total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 1998;(356):144-153. doi: 10.1097/00003086-199811000-00021.

4. Matsuda S, Miura H, Nagamine R, et al. Effect of femoral and tibial component position on patellar tracking following total knee arthroplasty: 10-year follow-up of Miller-Galante I knees. Am J Knee Surg. 2001;14(3):152-156.

5. Akagi M, Matsusue Y, Mata T, et al. Effect of rotational alignment on patellar tracking in total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 1999;(366):155-163. doi: 10.1097/00003086-199909000-00019.

6. Anouchi YS, Whiteside LA, Kaiser AD, Milliano MT. The effects of axial rotational alignment of the femoral component on knee stability and patellar tracking in total knee arthroplasty demonstrated on autopsy specimens. Clin Orthop Relat Res. 1993;(287):170-177.

7. Onggo JR, Onggo JD, De Steiger R, Hau R. Robotic-assisted total knee arthroplasty is comparable to conventional total knee arthroplasty: a meta-analysis and systematic review. Arch Orthop Trauma Surg. 2020;140(10):1533-1549. doi: 10.1007/s00402020-03512-5.

8. Kaneko T, Igarashi T, Takada K, et al. Robotic-assisted total knee arthroplasty improves the outlier of rotational alignment of the tibial prosthesis using 3DCT measurements. Knee. 2021;31:64-76. doi: 10.1016/j.knee.2021.05.009.

9. Thilak J, Babu BC, Thadi M, et a;. Accuracy in the Execution of Pre-operative Plan for Limb Alignment and Implant Positioning in Robotic-arm Assisted Total Knee Arthroplasty and Manual Total Knee Arthroplasty: A Prospective Observational Study. Indian J Orthop. 2021;55(4):953-960. doi: 10.1007/s43465-020-00324-y.

10. Ueyama H, Kanemoto N, Minoda Y, et al. Comparison of postoperative knee flexion and patient satisfaction between newly and conventionally designed medial pivot total knee arthroplasty: a 5-year follow-up matched cohort study. Arch Orthop Trauma Surg. 2022;142(8):2057-2064. doi: 10.1007/s00402-021-04121-6.

11. Филь А.С., Тараканов В.Н., Куляба Т.А., Корнилов Н.Н. Тренды в первичной артропластике коленного сустава в Национальном медицинском исследовательском центре травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена и их сравнительный анализ с данными международных национальных регистров: схож ли наш путь? Гений ортопедии. 2020;26(4):476-483. doi: 10.18019/1028-4427-2020-26-4-476-483.

12. Герасименко М.А., Жук Е.В., Лознухо П.И. и др. Использование системы компьютерной навигации при тотальном эндопротезировании коленного сустава. Военная медицина. 2018;(2):135-139.

13. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Рукин Я.А., Елизаров М.П. История развития робототехники в хирургии и ортопедии (обзор литературы). Кафедра травматологии и ортопедии. 2020;(1):13-19. doi: 10.17238/issn2226-2016.2020.1.13-19.

14. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Рукин Я.А., Елизаров М.П. Первый опыт роботизированного эндопротезирования коленного сустава. Кафедра травматологии и ортопедии. 2019;(4):27-33. doi: 10.17238/issn2226-2016.2019.4.27-33.

15. Bellemans J, Colyn W, Vandenneucker H, Victor J. The Chitranjan Ranawat award: is neutral mechanical alignment normal for all patients? The concept of constitutional varus. Clin Orthop Relat Res. 2012;470(1):45-53. doi: 10.1007/s11999-011-1936-5.

16. Ritter MA, Faris PM, Keating EM, Meding JB. Postoperative alignment of total knee replacement. Its effect on survival. Clin Orthop Relat Res. 1994 Feb;(299):153-156.

17. Bensa A, Sangiorgio A, Deabate L, et al. Robotic-assisted mechanically aligned total knee arthroplasty does not lead to better clinical and radiological outcomes when compared to conventional TKA: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023;31(11):4680-4691. doi: 10.1007/s00167-023-07458-0.

18. Almaawi AM, Hutt JRB, Masse V, et al. The Impact of Mechanical and Restricted Kinematic Alignment on Knee Anatomy in Total Knee Arthroplasty. J Arthroplasty. 2017;32(7):2133-2140. doi: 10.1016/j.arth.2017.02.028.

19. Moser LB, Hess S, Amsler F, et al. Native non-osteoarthritic knees have a highly variable coronal alignment: a systematic review. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2019;27(5):1359-1367. doi: 10.1007/s00167-019-05417-2.

20. Naranje S, Lendway L, Mehle S, Gioe TJ. Does operative time affect infection rate in primary total knee arthroplasty? Clin Orthop Relat Res. 2015;473(1):64-69. doi: 10.1007/s11999-014-3628-4.

21. Nogalo C, Meena A, Abermann E, Fink C. Complications and downsides of the robotic total knee arthroplasty: a systematic review. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023;31(3):736-750. doi: 10.1007/s00167-022-07031-1.

22. Xu J, Li L, Fu J, et al. Early Clinical and Radiographic Outcomes of Robot-Assisted Versus Conventional Manual Total Knee Arthroplasty: A Randomized Controlled Study. Orthop Surg. 2022;14(9):1972-1980. doi: 10.1111/os.13323.

23. Evans JT, Walker RW, Evans JP, et al. How long does a knee replacement last? A systematic review and meta-analysis of case series and national registry reports with more than 15 years of follow-up. Lancet. 2019;393(10172):655-663. doi: 10.1016/S01406736(18)32531-5.

24. Ren Y, Cao S, Wu J, et al. Efficacy and reliability of active robotic-assisted total knee arthroplasty compared with conventional total knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis. Postgrad Med J. 2019;95(1121):125-133. doi: 10.1136/postgradmedj-2018-136190.

25. Singh JA, Yu S, Chen L, Cleveland JD. Rates of Total Joint Replacement in the United States: Future Projections to 2020-2040 Using the National Inpatient Sample. J Rheumatol. 2019;46(9):1134-1140. doi: 10.3899/jrheum.170990.

26. Saber AY, Marappa-Ganeshan R, Mabrouk A. Robotic-Assisted Total Knee Arthroplasty. 2023. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025.

27. Song IS, Sun DH, Chon JG, et al. Results of revision surgery and causes of unstable total knee arthroplasty. Clin Orthop Surg. 2014;6(2):165-172. doi: 10.4055/cios.2014.6.2.165.

28. Von Keudell A, Sodha S, Collins J, et al. Patient satisfaction after primary total and unicompartmental knee arthroplasty: an agedependent analysis. Knee. 2014;21(1):180-184. doi: 10.1016/j.knee.2013.08.004.

29. Marchand RC, Sodhi N, Bhowmik-Stoker M, et al. Does the Robotic Arm and Preoperative CT Planning Help with 3D Intraoperative Total Knee Arthroplasty Planning? J Knee Surg. 2019;32(8):742-749. doi: 10.1055/s-0038-1668122.

30. Vaidya NV, Deshpande AN, Panjwani T, et al. Robotic-assisted TKA leads to a better prosthesis alignment and a better joint line restoration as compared to conventional TKA: a prospective randomized controlled trial. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2022;30(2):621-626. doi: 10.1007/s00167-020-06353-2.

31. Kim YH, Yoon SH, Park JW. Does Robotic-assisted TKA Result in Better Outcome Scores or Long-Term Survivorship Than Conventional TKA? A Randomized, Controlled Trial. Clin Orthop Relat Res. 2020;478(2):266-275. doi: 10.1097/CORR.0000000000000916.

32. Вагапова В.Ш. Функциональная морфология коленного сустава. Медицинский вестник Башкортостана. 2007;2(5):69-74.

33. Хоминец В.В., Гайворонский И.В., Кудяшев А.Л. и др. Экспериментальное обоснование оптимальной техники выбора ротации бедренного компонента эндопротеза коленного сустава. Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2021;23(1):129-134. doi: 10.17816/brmma26008.

34. Петухов А.И., Корнилов Н.Н., Куляба Т.А. и др. Осложнения при использовании компьютерной навигации во время тотальной артропластики коленного сустава. Травматология и ортопедия России. 2009;(3):161-163. doi: 10.17816/23112905-1969.

35. Blyth MJ, Smith JR, Anthony IC, et al. Electromagnetic navigation in total knee arthroplasty-a single center, randomized, single-blind study comparing the results with conventional techniques. J Arthroplasty. 2015;30(2):199-205. doi: 10.1016/j.arth.2014.09.008.

36. Matassi F, Cozzi Lepri A, Innocenti M, et al. Total Knee Arthroplasty in Patients With Extra-Articular Deformity: Restoration of Mechanical Alignment Using Accelerometer-Based Navigation System. J Arthroplasty. 2019;34(4):676-681. doi: 10.1016/j.arth.2018.12.042.

37. Nam CH, Lee SC, Kim JH, et al. Robot-assisted total knee arthroplasty improves mechanical alignment and accuracy of component positioning compared to the conventional technique. J Exp Orthop. 2022;9(1):108. doi: 10.1186/s40634-022-00546-z.

38. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Рукин Я.А. и др. Клиническая эффективность и точность выравнивания механической оси при роботизированном тотальном эндопротезировании коленного сустава. Гений ортопедии. 2023;29(5):487-494. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-5-487-494.

39. Айрапетов Г.А., Яблонский П.К., Сердобинцев М.С. и др. Робот-ассистированное эндопротезирование коленного сустава. Первый опыт (проспективное рандомизированное исследование). Гений ортопедии. 2023;29(5):475-480. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-5-475-480.

40. Лычагин А.В., Грицюк А.А., Калинский Е.Б. и др. Кинематическое выравнивание при роботизированном тотальном эндопротезировании коленного сустава. Гений ортопедии. 2024;30(6):845-854. doi: 10.18019/1028-4427-2024-30-6-845-854.

41. Chandrashekar P, Babu KA, Nagaraja HS, et al. Intra-operative Safety of an Autonomous Robotic System for Total Knee Replacement: A Review of 500 Cases in India. Indian J Orthop. 2023;57(11):1800-1808. doi: 10.1007/s43465-023-00970-y.

42. Blum CL, Lepkowsky E, Hussein A, et al. Patient expectations and satisfaction in robotic-assisted total knee arthroplasty: a prospective two-year outcome study. Arch Orthop Trauma Surg. 2021;141(12):2155-2164. doi: 10.1007/s00402-021-04067-9.

43. Vanlommel L, Neven E, Anderson MB, et al. The initial learning curve for the ROSA® Knee System can be achieved in 6-11 cases for operative time and has similar 90-day complication rates with improved implant alignment compared to manual instrumentation in total knee arthroplasty. J Exp Orthop. 2021;8(1):119. doi: 10.1186/s40634-021-00438-8.

44. Maciąg BM, Wilk B, Nawrocki M, et al. Establishing femoral component rotation using a dynamic tensioner does not improve patellar position after total knee replacement with use of anatomic implants: A case-control study. Knee. 2024;48:217-225. doi: 10.1016/j.knee.2024.04.001.