Профілактика розвитку та лікування контрактур після первинного ендопротезування колінного суглоба

Abstract

Дисертація присвячена вдосконаленню лікування контрактур після первинного ендопротезування колінного суглоба. За результатами клінічних та ретроспективних рентгенологічних обстежень пацієнтів було визначено фактори, які можуть спровокувати виникнення контрактур колінного суглоба після його ендопротезування: вальгусна або варусна деформація, яка перевищує 10°; наявність контрактур колінного суглоба до оперативного втручання завбільшки 10°; ятрогенні фактори (недотримання хірургічної техніки встановлення імплантатів, порушення зв’язкового балансу, надлишкова резекція суглобових поверхонь, інтраопераційне надмірне пошкодження параартикулярних м’яких тканин); ігнорування пацієнтом ортопедичного режиму. В результаті електроміографічного дослідження було з’ясовано стан м’язів згиначів та розгиначів колінного суглоба в умовах контрактури після його первинного ендопротезування та вплив контрактури колінного суглоба на іннервацію м’язів нижньої кінцівки. Визначено м’язи, які найбільш страждають при контрактурах колінного суглоба. Це дало можливість розробити комплекс реабілітаційних заходів, в якому сконцентровано увагу на найбільш чутливих, щодо контрактур колінного суглоба, м’язах нижньої кінцівки та відновлення їх іннервації. При біохімічному дослідженні було вивчено маркери, що вказують на можливе виникнення контрактури колінного суглоба в післяопераційному періоді. Виявлено, що у пацієнтів без ускладнень у вигляді контрактур колінних суглобів знижена активність запально-деструктивних процесів у кістковій та хрящовій тканині за показниками глікопротеїнів, хондроїтинсульфатів, активності лужної фосфатази та ШОЕ через 2 місяці після операції. У хворих на гонартроз IV стадії із ускладненнями у вигляді контрактур колінних суглобів через 2 місяці після ендопротезування за показниками глікопротеїнів, хондроїтинсульфатів, активності лужної, кислої фосфатази та ШОЕ було встановлено збільшення активності запальнодеструктивних процесів у організмі. Виконано біомеханічні дослідження по вивченню опорно-кінематичної функції нижньої кінцівки до та після первинного ендопротезування колінного суглоба за наявності контрактури. З’ясовано, що фіксація колінного суглоба збільшує хитання тіла при двоопорному стоянні у фронтальній площині та зменшує хитання у сагітальній площині в порівнянні зі стоянням без фіксації суглобів. Опора на кінцівку із зафіксованим за допомогою ортеза колінним суглобом у фронтальній площині є меншою, ніж при стоянні без фіксації суглоба. Також фіксація колінного суглоба при двоопорному стоянні приводить до незначного збільшення амплітуди хитання й помірного переміщення тіла в бік зафіксованої кінцівки в процесі дослідження. Опора на зафіксовану кінцівку призводить до появи короткочасних викидів амплітуди хитання, а тіло набуває напрямок до фіксованої кінцівки. Біомеханічні дослідження хворих після ендопротезування колінного суглоба дозволили вчасно виявляти ускладнення та рекомендувати необхідні реабілітаційні заходи, а також контролювати їх результат. За результатами досліджень запропоновано спосіб діагностики порушень метаболізму сполучної тканини (патент України на корисну модель № 144994) у хворих із дегенеративними захворюваннями колінного суглоба та прогнозування результатів ендопротезування. Даний спосіб включає дослідження показників крові, а саме: загальні хондроїтинсульфати, біохімічне та загальноклінічне дослідження крові, активність кислої та лужної фосфатаз, а також вміст глікопротеїнів, загального холестеролу, вільної та білково-зв'язаної фракцій гідроксипроліну. Отримані показники оцінюють в балах. Розроблена корисна модель дозволяє прогностично розділяти хворих із ендопротезуванням колінного суглоба за вірогідністю розвитку післяопераційних ускладнень у вигляді контрактур на підставі доопераційного стану метаболізму сполучної тканини, що відображається у досліджуваних біохімічних та загальноклінічних показниках на три групи: перша група – з очікуваною після операції мінімальною вірогідністю розвитку контрактур; друга група - з помірною вірогідністю розвитку післяопераційних контрактур; третя група – очікування після операції високої вирогідності розвитку післяопераційних контрактур. Також за результатами досліджень запропоновано практичні рекомендації щодо лікування хворих з контрактурами колінного суглоба після його ендопротезування, які містять діагностичні заходи та тактику лікування цієї патології. Запропоновано методику реабілітації хворих для профілактики контрактур у ранньому післяопераційному періоді та профілактики й лікування контрактур через 2 місяці після ендопротезування. Біохімічні, біомеханічні та електроміографічні дослідження підтвердили ефективність запропонованих методів реабілітації. За методами, які були запропоновані, в клініці проліковано 17 пацієнтів з контрактурами колінного суглоба після ендопротезування, 2 з яких було виключено з дослідження через ятрогенну причину виникнення контрактури, та проведено реабілітаційні заходи задля профілактики у 118 пацієнтів з діагностичними показниками, які вказували на можливість розвитку післяопераційних контрактур. Проведений статистичний аналіз результатів біомеханічних досліджень відновлення обсягу рухів у хворих з контрактурами колінних суглобів показав, що реабілітація значно покращує стан суглоба та м’язів, які його оточують. З часом (3-6 місяців) часткове відновлення рухомості в колінному суглобі відбувається у хворих і без реабілітаційних заходів, але з реабілітацією цей процес значно скорочується, й зміни значущо (р<0,05) кращі. У 15 досліджених хворих після реабілітації контрактури зникли повністю. Відповідно на (27±6)° збільшується загальний обсяг рухів у суглобі, що впливає на загальний баланс тіла при стоянні та ходьбі. Аналіз функціонального стану колінного суглоба за шкалою IKDC у пацієнтів з контрактурами показав, що стан колінного суглоба після проходження реабілітації статистично значущо зріс в обох групах порівняння.

Summary This thesis is devoted to improving the treatment of contractures following primary knee replacement. Based on the results of clinical and retrospective radiological examinations of patients, factors were identified that may trigger the development of knee contractures following knee replacement: valgus or varus deformity exceeding 10°; the presence of knee contractures prior to surgery measuring 10°; iatrogenic factors (failure to adhere to surgical techniques for implant placement, disruption of ligamentous balance, excessive resection of joint surfaces, intraoperative excessive damage to para-articular soft tissues); and the patient’s failure to adhere to the orthopaedic regimen. An electromyographic study assessed the condition of the flexor and extensor muscles of the knee joint in the context of contracture following primary knee arthroplasty, and the impact of knee contracture on the innervation of the lower limb muscles. The muscles most affected by knee contractures were identified. This made it possible to develop a programme of rehabilitation measures focusing on the lower limb muscles most susceptible to knee joint contractures and on restoring their innervation. A biochemical study investigated markers indicating the potential development of knee joint contractures in the post-operative period. It was found that in patients without complications in the form of knee joint contractures, the activity of inflammatory-destructive processes in bone and cartilage tissue was reduced, as indicated by levels of glycoproteins, chondroitin sulphates, alkaline phosphatase activity and ESR, two months after surgery. In patients with stage IV gonarthrosis complicated by knee joint contractures, an increase in the activity of inflammatory-destructive processes in the body was observed 2 months after knee replacement, as indicated by levels of glycoproteins, chondroitin sulphates, alkaline and acid phosphatase activity, and ESR. Biomechanical studies were conducted to investigate the weight-bearing and kinematic function of the lower limb before and after primary knee arthroplasty in the presence of contractures. It was found that fixation of the knee joint increases body sway during bipedal standing in the frontal plane and reduces sway in the sagittal plane compared with standing without joint fixation. The support on the limb with the knee joint immobilised by an orthosis in the frontal plane is less than when standing without joint immobilisation. Furthermore, knee joint immobilisation during two-point standing leads to a slight increase in the amplitude of sway and a moderate shift of the body towards the immobilised limb during the study. Support on the immobilised limb leads to brief spikes in sway amplitude, and the body tends to shift towards the immobilised limb. Biomechanical studies of patients following knee replacement surgery have enabled the timely detection of complications, the recommendation of necessary rehabilitation measures, and the monitoring of their outcomes. Based on the research findings, a method has been proposed for diagnosing connective tissue metabolic disorders (Ukrainian utility model patent No. 144994) in patients with degenerative knee joint diseases and for predicting the outcomes of knee replacement surgery. This method involves the analysis of blood parameters, namely: total chondroitin sulphates; biochemical and general clinical blood tests; the activity of acid and alkaline phosphatases; and the levels of glycoproteins, total cholesterol, and the free and protein-bound fractions of hydroxyproline. The results obtained are assessed on a points scale. The developed predictive model allows patients undergoing knee replacement surgery to be categorised according to the likelihood of developing post-operative complications in the form of contractures, based on the pre-operative state of connective tissue metabolism as reflected in the biochemical and general clinical parameters examined, into three groups: the first group – with a minimal expected probability of developing contractures after surgery; the second group – with a moderate probability of developing post-operative contractures; the third group – with a high expected probability of developing post-operative contractures. Furthermore, based on the research findings, practical recommendations are proposed for the management of patients with knee joint contractures following knee replacement, which include diagnostic measures and treatment strategies for this condition. A rehabilitation protocol has been proposed to prevent contractures in the early post-operative period and to prevent and treat contractures two months after knee replacement. Biochemical, biomechanical and electromyographic studies have confirmed the effectiveness of the proposed rehabilitation methods. Using the methods proposed, 17 patients with knee joint contractures following knee replacement were treated at the clinic; two of these were excluded from the study due to iatrogenic causes of the contracture, and rehabilitation measures were carried out for prophylactic purposes in 118 patients with diagnostic indicators suggesting a risk of developing post-operative contractures. A statistical analysis of the results of biomechanical studies on the restoration of range of motion in patients with knee joint contractures showed that rehabilitation significantly improves the condition of the joint and the surrounding muscles. Over time (3–6 months), partial restoration of mobility in the knee joint occurs in patients even without rehabilitation measures; however, with rehabilitation, this process is significantly accelerated, and the improvements are statistically significant (p < 0.05). In 15 of the patients studied, contractures disappeared completely following rehabilitation. Consequently, the total range of motion in the joint increased by (27±6)°, which affects overall body balance whilst standing and walking. An analysis of the functional status of the knee joint using the IKDC scale in patients with contractures showed that the condition of the knee joint improved statistically significantly in both comparison groups following rehabilitation.