Персонализированный метод определения ротации бедренного компонента при тотальном эндопротезировании коленного сустава

Актуальность. Ротационное позиционирование бедренного компонента в контексте тотального эндопротезирования коленного сустава представляет собой ключевой аспект, определяющий долгосрочные исходы хирургического вмешательства.

Цель работы — оценить повышение эффективности артропластики коленного сустава в результате использования персонализированного подхода к определению ротации бедренного компонента.

Материалы и методы. В рамках исследования проведена комплексная оценка результатов тотального эндопротезирования коленного сустава 94 пациентов с остеоартритом III–IV стадии по классификации Kellgren – Lawrence. В первой группе (n = 46) ротацию бедренного компонента определяли с использованием стандартной навигационной системы, основанной на установке резекционного блока 4/1 относительно линии PCL и/или визуально-мануально по линии STEA. Во второй группе (n = 48) применяли стандартный угломер для измерения ротации бедренного компонента эндопротеза по углу между линии STEA и FAT. Статистический анализ данных проводили с использованием программных пакетов IBM SPSS 20 Statistics и Statistica 13.3.

Результаты. В результате анализа послеоперационных данных о величине угла между хирургической надмыщелковой и задней мыщелковой линиями в первой группе выявлено отклонение от нормального распределения с медианой 3,45° (1,9°; 3,8°), что свидетельствует о значительной наружной ротации бедренного компонента. В двух клинических случаях зарегистрирована внутренняя ротация бедренного компонента эндопротеза, достигающая 3,5°, что указывает на наличие легкой и средней степеней мальротации. Во второй группе, где ориентиром служила передняя касательная линия, среднее арифметическое угла между хирургической надмыщелковой и задней мыщелковой линиями после операции составило 0,9° (0,6°; 1,2°). Этот результат подтверждает высокую значимость использования данной линии в качестве перспективного ориентира при первичном эндопротезировании коленного сустава.

Обсуждение. Исследование величины угла между хирургической надмыщелковой и передней касательной линиями, выполненное Н.М. Ji et al., включало сравнительный анализ методов, основанных на определении надмыщелковой, передней касательной и передней надколенниковой линий. Данный подход позволил провести объективную оценку их применимости для решения клинических задач и подтвердил наши аналитические данные. Авторы особо выделили переднюю линию надколенника, подчеркнув её значительный потенциал в контексте коррекции варусной деформации коленного сустава. Мы же в своей работе не учитывали деформацию коленного сустава и акцентировали внимание на передней касательной линии, которая в отечественных исследованиях не описана.

Заключение. Применение персонализированного метода определения ротации бедренного компонента с использованием линии FAT подтвердило высокую эффективность при тотальном эндопротезировании коленного сустава. Анализ показал, что данный подход обеспечивает точное позиционирование компонента, минимизирует риск ошибок. Полученные данные открывают перспективы для внедрения персонализированных навигационных методик в рутинную клиническую практику.

1. Baier C, Wolfsteiner J, Otto F, et al. Clinical, radiological and survivorship results after ten years comparing navigated and conventional total knee arthroplasty: a matched-pair analysis. Int Orthop. 2017;41(10):2037-2044. doi: 10.1007/s00264-017-3509-z.

2. Zhang GQ, Chen JY, Chai W, et al. Comparison between computer-assisted-navigation and conventional total knee arthroplasties in patients undergoing simultaneous bilateral procedures: a randomized clinical trial. J Bone Joint Surg Am. 2011;93(13):1190-1196. doi: 10.2106/JBJS.I.01778.

3. McAuliffe MJ, Beer BR, Hatch JJ, et al. Impact of Image-Derived Instrumentation on Total Knee Arthroplasty Revision Rates: An Analysis of 83,823 Procedures from the Australian Orthopaedic Association National Joint Replacement Registry. J Bone Joint Surg Am. 2019;101(7):580-588. doi: 10.2106/JBJS.18.00326.

4. 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.

5. Berger RA, Rubash HE. Rotational instability and malrotation after total knee arthroplasty. Orthop Clin North Am. 2001;32(4):639-647, ix. doi: 10.1016/s0030-5898(05)70233-9.

6. Bédard M, Vince KG, Redfern J, Collen SR. Internal rotation of the tibial component is frequent in stiff total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2011;469(8):2346-2355. doi: 10.1007/s11999-011-1889-8.

7. Sikorski JM. Alignment in total knee replacement. J Bone Joint Surg Br. 2008;90(9):1121-1127. doi: 10.1302/0301-620X.90B9.20793.

8. Chen Z, Wang L, Liu Y, et al. Effect of component mal-rotation on knee loading in total knee arthroplasty using multi-body dynamics modeling under a simulated walking gait. J Orthop Res. 2015;33(9):1287-1296. doi: 10.1002/jor.22908.

9. De Valk EJ, Noorduyn JC, Mutsaerts EL. How to assess femoral and tibial component rotation after total knee arthroplasty with computed tomography: a systematic review. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2016;24(11):3517-3528. doi: 10.1007/s00167-016-4325-5.

10. Konigsberg B, Hess R, Hartman C, et al. Inter- and intraobserver reliability of two-dimensional CT scan for total knee arthroplasty component malrotation. Clin Orthop Relat Res. 2014;472(1):212-217. doi: 10.1007/s11999-013-3111-7.

11. Gromov K, Korchi M, Thomsen MG, et al. What is the optimal alignment of the tibial and femoral components in knee arthroplasty? Acta Orthop. 2014;85(5):480-487. doi: 10.3109/17453674.2014.940573.

12. Saffi M, Spangehl MJ, Clarke HD, Young SW. Measuring Tibial Component Rotation Following Total Knee Arthroplasty: What Is the Best Method? J Arthroplasty. 2019;34(7S):S355-S360. doi: 10.1016/j.arth.2018.10.022.

13. Akagi M, Oh M, Nonaka T, et al. An anteroposterior axis of the tibia for total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2004;(420):213-219. doi: 10.1097/00003086-200403000-00030.

14. Figueroa J, Guarachi JP, Matas J, et al. Is computed tomography an accurate and reliable method for measuring total knee arthroplasty component rotation? Int Orthop. 2016;40(4):709-714. doi: 10.1007/s00264-015-2917-1.

15. Victor J. Rotational alignment of the distal femur: a literature review. Orthop Traumatol Surg Res. 2009;95(5):365-372. doi: 10.1016/j.otsr.2009.04.011.

16. Cobb JP, Dixon H, Dandachli W, Iranpour F. The anatomical tibial axis: reliable rotational orientation in knee replacement. J Bone Joint Surg Br. 2008;90(8):1032-1038. doi: 10.1302/0301-620X.90B8.19905.

17. Bonnin MP, Saffarini M, Mercier PE, et al. Is the anterior tibial tuberosity a reliable rotational landmark for the tibial component in total knee arthroplasty? J Arthroplasty. 2011;26(2):260-267.e1-2. doi: 10.1016/j.arth.2010.03.015.

18. Henckel J, Richards R, Lozhkin K, et al. Very low-dose computed tomography for planning and outcome measurement in knee replacement. The imperial knee protocol. J Bone Joint Surg Br. 2006;88(11):1513-1518. doi: 10.1302/0301-620X.88B11.17986.

19. Зубавленко Р.А., Марков Д.А., Островский В.В. Специфика ротационного планирования и интраоперационного размещения бедренного компонента эндопротеза коленного сустава с применением навигационных устройств. Гений ортопедии. 2025;31(4):537-545. doi: 10.18019/1028-4427-2025-31-4-537-545.

20. Беляева И.Б., Жугрова Е.С., Мохов А.Д. Обновленные национальные клинические рекомендации «Гонартроз 2024»: акцент на консервативных методах терапии. Эффективная фармакотерапия. 2025;21(10): 8-14. doi 10.33978/2307-3586-2025-21-10-8-14.

21. Зубавленко Р.А., Ульянов В.Ю., Рожкова Ю.Ю. и др. Способ планирования ротационного позиционирования бедренного компонента эндопротеза коленного сустава. Патент РФ на изобретение № 2819654. 22.05.2024. Бюл. № 15. Доступно по: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2819654&TypeFile=html. Ссылка активна на 26.03.2026.

22. Eckhoff DG, Piatt BE, Gnadinger CA, Blaschke RC. Assessing rotational alignment in total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 1995;(318):176-181.

23. Hirschmann MT, Konala P, Amsler F, et al. The position and orientation of total knee replacement components: a comparison of conventional radiographs, transverse 2D-CT slices and 3D-CT reconstruction. J Bone Joint Surg Br. 2011;93(5):629-633. doi: 10.1302/0301-620X.93B5.25893.

24. van Houten AH, Kosse NM, Wessels M, Wymenga AB. Measurement techniques to determine tibial rotation after total knee arthroplasty are less accurate than we think. Knee. 2018;25(4):663-668. doi: 10.1016/j.knee.2018.05.006.

25. 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.

26. Barrack RL, Schrader T, Bertot AJ, et al. Component rotation and anterior knee pain after total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2001;(392):46-55. doi: 10.1097/00003086-200111000-00006.

27. Malavolta M, Cochetti A, Mezzari S, et al. Evaluation of Femoral-Tibial Flexion Gap in Total Knee Arthroplasty with Everted or Lateralized Patella. J Knee Surg. 2019;32(10):1028-1032. doi: 10.1055/s-0038-1675422.

28. Takahashi T, Wada Y, Yamamoto H. Soft-tissue balancing with pressure distribution during total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Br. 1997;79(2):235-239. doi: 10.1302/0301-620x.79b2.6743.

29. Geary MB, Macknet DM, Ransone MP, et al. Why Do Revision Total Knee Arthroplasties Fail? A Single-Center Review of 1632 Revision Total Knees Comparing Historic and Modern Cohorts. J Arthroplasty. 2020;35(10):2938-2943. doi: 10.1016/j.arth.2020.05.050.

30. Unitt L, Sambatakakis A, Johnstone D, et al. Short-term outcome in total knee replacement after soft-tissue release and balancing. J Bone Joint Surg Br. 2008;90(2):159-165. doi: 10.1302/0301-620X.90B2.19327.

31. Keshmiri A, Springorum H, Baier C, et al. Is it possible to re-establish pre-operative patellar kinematics using a ligament-balanced technique in total knee arthroplasty? A cadaveric investigation. Int Orthop. 2015;39(3):441-448. doi: 10.1007/s00264-014-2507-7.

32. Sharkey PF, Lichstein PM, Shen C, et al. Why are total knee arthroplasties failing today--has anything changed after 10 years? J Arthroplasty. 2014;29(9):1774-1778. doi: 10.1016/j.arth.2013.07.024.

33. Jenny JY, Boeri C. Low reproducibility of the intra-operative measurement of the transepicondylar axis during total knee replacement. Acta Orthop Scand. 2004;75(1):74-77. doi: 10.1080/00016470410001708150.

34. Fehring TK. Rotational malalignment of the femoral component in total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2000;(380):72-79. doi: 10.1097/00003086-200011000-00010.

35. Ji HM, Jin DS, Han J, et al. Comparison of alternate references for femoral rotation in female patients undergoing total knee arthroplasty. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2016;24(8):2402-2406. doi: 10.1007/s00167-015-3506-y.

36. Kang KT, Kim SH, Son J, et al. Probabilistic evaluation of the material properties of the in vivo subject-specific articular surface using a computational model. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017;105(6):1390-1400. doi: 10.1002/jbm.b.33666.

37. Ел-Касеер М.Х., Зыкин А.А., Малышев Е.Е. Ротационное выравнивание компонентов при тотальном эндопротезировании коленного сустава (обзор). Современные технологии в медицине. 2024;16(6):78-89. doi: 10.17691/stm2024.16.6.07.

38. Hattori Y, Asai N, Mori K, et al. Evaluation of an operation support system using the femoral anterior tangent line to determine intraoperative femoral component rotation in total knee arthroplasty. J Orthop Sci. 2022;27(3):658-664. doi: 10.1016/j.jos.2021.02.008.