Морфометрія плечового суглоба й обґрунтування типорозмірів нового модульного реверсивного ендопротеза на основі даних спіральної комп’ютерної томографії

Abstract

Reverse shoulder arthroplasty is effective surgery because most of patients have positive long-term results. However, the search for the «perfect» endoprosthesis continues. Objective. To justify the dimensions of a new modular reverse shoulder endoprosthesis using additive technologies based on spiral computed tomography data. Methods. Two data sets of healthy shoulder joints (right — R, left — L) of 100 patients obtained on a spiral computed tomography AQUILION 128 sections (Toshiba, Japan) were processed. Each set consisted of 11 morphometric parameters — linear and angular values. For each of them, three data samples (combined, R and L) are calculated: minimum, maximum, mode, median, mean, standard deviation, distribution asymmetry coefficient. Pearson’s correlation coefficient was calculated, cluster analysis was performed. Results. It is proved that most of the parameters of R and L data sets can be considered homogeneous and can be analyzed as a combined group of 200 cases. It was found that the width and height of the glenoid are more homogeneous data sets, and the value of the endosteal diameter of the humerus decreases in the distal direction. The cervical-diaphyseal angle averages 137.4° ± 4.66°. The correlation between different parameters is more pronounced within most clusters than in the sample as a whole. Conclusions. It is necessary to create different sizes of the distal part of the conical stem, to which securely fix a wide proximal part, as well as in different sizes, in the form of a cup for fixing the liner. The height of the proximal part of the reverse shoulder endoprosthesis should be not less than 20 mm, the diameter of the base of the proximal parts of the stem — 38, 40, 42 mm. It is proposed to use a conical stem of the implant with a wider proximal part, to create the angle 135° between the cup of the proximal part and the stem. Three standard sizes of basic glenoid plates with a diameter of 26, 30, 32 mm are defined. Key words. 3D-printing, arthroplasty of the shoulder joint, glenoid, cluster analysis, correlation analysis.Реверсивне ендопротезування плечового суглоба є ефективним, оскільки більшість пацієнтів мають позитивні віддалені результати. Проте пошук «ідеального» ендопротеза триває. Мета. Обґрунтувати типорозміри нового модульного реверсивного ендопротеза (МРЕ) плечового суглоба з використанням адитивних технологій на основі даних спіральної комп’ютерної томографії. Методи. Опрацьовано два набори даних здорових плечових суглобів (правого — R, лівого — L) 100 пацієнтів, отриманих на спіральному комп'ютерному томографі AQUILION 128 зрізів (Toshiba, Японія). Кожен набір складався з 11 морфометричних параметрів — лінійних і кутових величин. Для кожного з них за трьома вибірками (об’єднаної, R і L) обчислено: мінімум, максимум, моду, медіану, середнє, середньоквадратичне відхилення, коефіцієнт асиметрії розподілу. Розраховано коефіцієнт кореляції Пірсона, проведено кластерний аналіз. Результати. Доведено, що більшість параметрів вибірок R і L можна вважати однорідними й аналізувати об’єднану вибірку з 200 випадків. Встановлено, що ширина та висота гленоїда є однорідними масивами даних, а значення ендостального діаметра плечової кістки зменшується в дистальному напрямку. Шийково-діафізарний кут у середньому дорівнює 137,4° ± 4,66°. Кореляція між різними парамет­рами сильніше виражена в межах більшості кластерів, ніж за вибіркою загалом. Висновки. Слід створювати різні типорозміри дистальної частини конічної ніжки, до якої надійно фіксувати широку проксимальну частину, також різних типорозмірів, у вигляді чашки для фіксації вкладиша. Висота проксимальної частини МРЕ має дорівнювати не менш ніж 20 мм, діаметр основи проксимальних частин ніжки МРЕ — 38, 40, 42 мм. Запропоновано застосовувати конічну ніжку ендопротеза з ширшою проксимальною частиною, закласти кут 135° між чашкою проксимальної частини та ніжкою. Визначено три типорозміри базових гленоїдальних пластин діаметром 26, 30, 32 мм. Ключові слова. 3D-друк, ендопротез плечового суглоба, гленоїд, кластерний аналіз, кореляційний аналіз