Comprendre les risques de genoux lors de la chirurgie de distraction de la hanche
Cette étude examine le comportement du genou pendant la chirurgie de distraction de la hanche et les risques associés.
― 8 min lire
Table des matières
La distraction de la hanche est une méthode chirurgicale utile utilisée dans l'arthroscopie de la hanche, qui est une manière moins invasive de traiter divers problèmes de hanche à l'intérieur et à l'extérieur de l'articulation. Cette technique est aussi utilisée dans les chirurgies de préservation des articulations, pour gérer la dysplasie de la hanche, traiter la nécrose avasculaire, réparer des fractures, et plus. Au fil des ans, les médecins ont développé de meilleurs instruments et affiné les méthodes pour réaliser ces interventions, ce qui a entraîné des procédures plus fréquentes. Par exemple, en 2017, le nombre d'arthroscopies de hanche a atteint quatre sur 10 000 chirurgies orthopédiques. En même temps, ces avancées ont réduit le risque de complications et aidé les patients à récupérer plus rapidement par rapport aux anciennes méthodes de chirurgie ouverte.
Lors d'une procédure de distraction de la hanche, le doc doit bien voir l'articulation, ce qui nécessite parfois une légère dislocation obtenue en tirant sur la jambe. Des dispositifs spéciaux sont utilisés à cet effet. Ces appareils maintiennent le pied du patient dans une botte reliée à un système qui permet de tirer la jambe, créant de l'espace dans l'articulation de la hanche.
Risques de blessures liées à la distraction
Cependant, les forces puissantes utilisées pour tirer la jambe peuvent provoquer des blessures, surtout aux nerfs et aux tissus mous. Beaucoup de facteurs, comme le poids d'une personne, son sexe, et sa structure osseuse, jouent un rôle essentiel dans la quantité de force à appliquer. De plus, si un patient a subi des interventions antérieures ou a certaines conditions aux genoux et à la hanche, cela peut le rendre plus vulnérable à des blessures lors de cette procédure. C'est particulièrement préoccupant pour les patients ayant eu une chirurgie de remplacement total du genou, car cela peut rendre le genou moins stable après l'opération.
Pour résoudre ce problème, une nouvelle méthode chirurgicale appelée arthroplastie totale du genou préservant les bicruciate (TKA) a été introduite. Cette technique conserve les ligaments importants du genou, ce qui aide à maintenir la stabilité du genou et améliore les résultats de récupération. Malgré ces avancées, même avec cette nouvelle technique, l'intégrité de l'articulation du genou peut toujours être en risque pendant la distraction de la hanche.
Lacune de connaissance sur la réponse du genou
Actuellement, il y a peu d'infos sur le comportement du genou lorsqu'il est tiré durant l'arthroscopie de la hanche chez les patients ayant subi une opération de remplacement du genou auparavant. Combler cette lacune de connaissance est vital pour améliorer les résultats chirurgicaux et réduire le risque de blessures pouvant survenir lors de la procédure. Cette étude vise à mesurer combien le genou bouge et la Tension sur ses ligaments pendant la distraction de la hanche avec différents types de techniques TKA. L'objectif est d'offrir aux chirurgiens de meilleures compréhensions sur la biomécanique impliquée dans la distraction de la hanche, ce qui pourrait aider à améliorer la sécurité et les soins des patients.
Développement du modèle
Pour réaliser cette étude, les chercheurs ont utilisé un modèle informatique validé de la jambe inférieure. Les formes des os et des ligaments ont été créées en utilisant une technologie d'imagerie avancée. La capsule de la hanche, qui fait partie de l'articulation, a été construite pour s'adapter au modèle avec précision. Le modèle a incorporé divers instruments TKA, et des études ont été effectuées pour garantir que la structure en maille utilisée pour le modèle était appropriée et de bonne qualité.
Les propriétés matérielles utilisées pour les ligaments et les tissus mous dans le modèle étaient basées sur des recherches existantes. Les ligaments de l'articulation du genou ont été modélisés pour refléter leur comportement sous différentes forces. Des études précédentes ont fourni des données indiquant comment différents ligaments du genou réagissent sous diverses conditions, et ces informations ont été utilisées pour affiner le modèle avec précision.
L'articulation de la hanche a été testée par rapport à des données de cadavres antérieures pour assurer que le comportement de l'articulation sous traction était réaliste. Différentes analyses ont été effectuées pour prendre en compte différentes conditions de chargement et comment celles-ci affectaient l'articulation.
Résultats du modèle
La recherche a révélé que la force nécessaire pour distraire l'articulation de la hanche ne changeait pas en fonction du type de TKA réalisé. Une visualisation adéquate de l'articulation de la hanche a été obtenue avec une force de traction comprise entre 250 et 350 N, ce qui correspond aux recommandations cliniques.
L'étude a également analysé comment l'articulation du genou se comporterait sous ces forces. Différents types de modèles TKA ont montré des variations de rigidité, le modèle préservant les bicruciate affichant la plus grande rigidité du genou. Retirer le LCA a entraîné une chute significative de rigidité, et retirer à la fois le LCA et le LCP a causé une réduction encore plus grande.
En examinant combien l'articulation du genou bougeait pendant la distraction, le modèle PS a montré le plus de mouvement, tandis que le modèle BCR a montré le moins. Le modèle PCR a montré un espacement articulaire considérablement supérieur à celui du modèle BCR.
Tension sur les ligaments du genou
La tension a été mesurée dans les principaux ligaments du genou pendant la procédure. Le LCM a montré les niveaux de tension les plus élevés lorsque le LCA a été retiré, tandis que les niveaux de tension étaient plus bas dans le modèle BCR avec des ligaments intacts. Les données indiquaient qu'une fois les ligaments du genou relâchés, en particulier le LCA, il y avait une augmentation de la tension, suggérant un risque potentiel de blessure.
Dans le modèle BCR, où tous les ligaments étaient préservés, les lectures de tension étaient plus basses, ce qui soutient l'idée que garder les ligaments intacts peut réduire le risque de dommages potentiels pendant la distraction de la hanche. L'étude souligne l'importance de comprendre comment différentes méthodes chirurgicales peuvent affecter la stabilité du genou, en particulier pour les patients avec des antécédents de chirurgies du genou.
Implications cliniques
Les résultats suggèrent que les patients ayant subi des interventions au genou, surtout ceux avec des libérations de ligaments, pourraient faire face à un risque plus élevé de dommages lors des procédures de distraction de la hanche. Il y a des indications que de nombreux patients éprouvent de la douleur ou de l'instabilité dans leurs genoux après de telles procédures.
Il est essentiel que les chirurgiens reconnaissent les complications potentielles associées à la distraction de la hanche chez les patients ayant subi des interventions au genou antérieures. Les risques élevés associés à cette technique ont conduit à de nouvelles méthodes chirurgicales visant à réduire les forces requises durant la distraction de la hanche.
Il existe diverses manières de diminuer les forces appliquées, y compris différentes positions des patients durant la procédure et l'utilisation de techniques qui réduisent la résistance dans la capsule de la hanche. Ces stratégies visent à rendre la distraction de la hanche plus sûre pour les patients, surtout ceux avec un passé chirurgical au genou.
Besoin de recherches supplémentaires
Bien que cette étude éclaire les risques associés à la distraction de la hanche et l'importance de maintenir l'intégrité des ligaments du genou, davantage de recherches sont cruciales. Comprendre les implications à long terme de ces résultats pourrait conduire à de meilleures approches chirurgicales et à de meilleurs résultats pour les patients à l'avenir.
Dans l'ensemble, les données collectées soulignent la nécessité de considérer attentivement l'historique chirurgical d'un patient avant de réaliser des procédures de distraction de la hanche. Les perspectives dégagées par cette recherche pourraient informer de nouvelles directives et pratiques pour les chirurgiens cherchant à améliorer la sécurité des patients lors de l'arthroscopie de la hanche.
En conclusion, le travail présenté ici souligne les dynamiques complexes entre les forces de distraction de la hanche et la stabilité du genou, en particulier chez les patients ayant subi des interventions chirurgicales au genou précédemment. Cette connaissance peut aider à améliorer les techniques chirurgicales et contribuer à de meilleures expériences de récupération pour les patients.
Titre: Soft Tissue Mechanics in Hip Distraction after Total Knee Arthroplasty: A Finite Element Analysis
Résumé: INTRODUCTIONImprovement in diagnostic and surgical techniques in hip arthroscopy have led to a surge in hip distraction procedures over the recent years with the predicted annual frequency being four out of every 10,000 orthopedic procedures in 2017. Due to the large traction force required to achieve the appropriate joint spacing intra-operatively, an emergence of traction-related neurological and soft tissue injuries have surfaced. Pre-existing hip joint pathologies and surgical procedures disrupt the biomechanical stability of the joint and significantly increase the risk of iatrogenic damage. Furthermore, patients with total knee arthroplasties are often subject to intra-articular ligament releases, leading to reduced stability; however, it is not well understood how this may impact their outcomes of hip arthroscopic procedures. The current study aims to investigate the biomechanical behavior of various instrumented knee joints subjected to traction forces to aid clinical understanding and advancements of hip arthroscopy techniques. METHODSA validated finite element (FE) model of the pelvis and lower extremity was developed from computed tomography (CT) scans of a healthy 45-year-old female. Three different models were assembled according to different TKA techniques performed: Bi-Cruciate Retaining (BCR) model, Posterior-Cruciate Retaining (PCR) model, and Posterior Stabilized (PS) model. The BCR model is noted by retaining all native ligaments of the knee joint (ACL, PCL, MCL, and LCL), whereas the PCR model was subject to ACL removal and the PS model required ACL and PCL removal (Figure 1). The pelvis was encastered to prevent translation under the traction forces as motion of the patients trunk is restrained, intraoperatively. To simulate the loading condition of hip distraction, an axial force was coupled to the distal fibula and tibia and incrementally increased from 100N to 500N. Joint spacing and ligament strain in the hip and knee joint were analyzed to assess the effects of traction forces. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=174 HEIGHT=200 SRC="FIGDIR/small/580129v2_fig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (70K): [email protected]@e0fdeorg.highwire.dtl.DTLVardef@133cb56org.highwire.dtl.DTLVardef@16aaf02_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG O_FLOATNOFigure 1.C_FLOATNO Meshed parts of the A.) Posterior Cruciate retaining total knee replacement system and the B.) Bi-cruciate retaining total knee replacement system. C_FIG RESULTSThe medial and lateral compartment stiffness of the knee joint was analyzed under hip distraction for the three different TKA scenarios. The BCR model displayed the greatest average knee complex stiffness. Release of the ACL resulted in a larger decrease of stiffness compared to release of the PCL. There was no change in forces required for hip distraction as result of changes in the knee joint stiffness (Figure 3). The PCR and PS models were subject to excess knee joint distraction that exceeded 12 mm and ligament strain greater than 20% before adequate hip joint distraction of 10 mm was achieved. The BCR model remained below 10 mm of knee distraction and 15% ligament strain at 10 mm of hip joint distraction. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=182 SRC="FIGDIR/small/580129v2_fig3.gif" ALT="Figure 3"> View larger version (90K): [email protected]@77351corg.highwire.dtl.DTLVardef@40011aorg.highwire.dtl.DTLVardef@88e9c_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG O_FLOATNOFigure 3.C_FLOATNO FE models of instrumented TKA. A) PCR TKA with simulated ACL release. B) PS TKA with simulated ACL and PCL releases. C) BCR TKA with intact ligaments. C_FIG DISCUSSIONOur study reveals patients undergoing hip distraction with a prior TKA may experience increased soft tissue damage or iatrogenic dislocation due to reduced knee joint stability. The PCR and PS models outline a trend suggesting patients who have undergone ligament sacrificing TKAs experience large reductions in knee joint stability, causing strain levels that are indicative of soft tissue injury. The BCR TKA was indicated to be the safest under the distraction conditions as joint spacing and strain levels were largely reduced comparatively; however, when surpassing 10 mm of knee joint distraction at forces greater than 350 N, the strain levels in the ACL suggest minor injury may occur.
Auteurs: Sophia M Soehnlen, S. Sadeqi, Y. Kumaran, S. Tripathi, R. K. Jones, D. H. Sohn, V. K. Goel
Dernière mise à jour: 2024-02-22 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.13.580129
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.13.580129.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.