Peculiarities of acetabulum morphology determining the technology of pelvic prosthesis component implantation

Introduction. The most effective method of treatment of patients with severe forms of coxarthrosis is endoprosthetics, the success of which directly depends on the correctness of preoperative planning based on knowledge of the morphology of the acetabulum in normal and pathological conditions. The aim of the investigation was to reveal the morphological features of the acetabulum in osteoarthritis of the hip joint, determining the technology of implant bed preparation for the prosthesis cup. Materials and methods. The study was conducted on 19 macerated pelvic preparations and 72 direct projection pelvic radiographs in 72 patients with stage III osteoarthritis of different etiology aged from 41 to 70 years (61.5 ± 1.4). Hyperplastic coxarthrosis was observed in 21 (29.2%), protrusion in 23 (31.9%), and dysplastic in 28 (38.9%) cases. Clinical, radiological, morphometric, and statistical methods of investigation were used. Methods of descriptive statistics were used. Results. The following data were obtained during morphometric studies: In hyperplastic coxarthrosis, the bottom thickness was 11.9±1.83 mm with an acetabular index (IVI) of 0.51±0.019; in protrusion coxarthrosis, the bottom thickness was significantly reduced and was 5.7 ± 0.93 mm, IVI of 0.66 ± 0.039; in dysplastic coxarthrosis, the bottom thickness was 14.5 ± 1.18 mm, IVI 0.42 ± 0.024 respectively. Discussion. Studies on acetabulum morphometry are being conducted worldwide; among residents of different countries, data on the depth of the acetabulum differ, the morphometric data obtained by us are relevant in terms of the variational anatomy of the population of the Ural region. The morphological features of acetabulum affect the technology of preparing the implant bed for the prosthesis cup, so the preoperative design of implantation is relevant. The proposed method of finding the center of rotation of the deformed acetabulum makes it possible to determine the required thickness of augments to compensate for bone defects in the area of the acetabulum floor and arch. Conclusions. The morphological features of the acetabulum in hyperplastic, dysplastic, and protrusion coxarthrosis determine the technology of implant bed preparation for a prosthetic cup.

1. Травматизм, ортопедическая заболеваемость, состояние травматолого-ортопедической помощи населению России в 2018 году / Под ред. Проф. Н. А. Еськина ; сост. Т. М. Андреева, Е. В. Огрызко, М. М. Попова / Сборник ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. – Москва, 2019 г.

2. Systematic review of pre-operative planning modalities for correction of acetabular dysplasia / Acuña A. J., Samuel L. T., Mahmood B., Kamath A. F. // J. Hip Preserv Surg.– 2019.– Nov 28;6(4). – Р. 316-325. doi: 10.1093/jhps/hnz057

3. Pre-operative templating in THA. Part II: a CT-based strategy to correct architectural hip deformities / Kobayashi H., Cech A., Kase M. [et al.] //Arch Orthop Trauma Surg. 2020. Jan 23. doi: 10.1007/s00402-020-03341-6.

4. Амзаев, С. Ю. Рентгенологические критерии адекватной предоперационной подготовки к эндопротезированию тазобедренного сустава // Актуальные вопросы медицины. – 2010.– № 3. – С. 93-97.

5. Удинцева, М. Ю. Возмещение дефектов вертлужной впадины при эндопротезировании тазобедренного сустава / М. Ю. Удинцева, Е. А. Волокитина, С. М. Кутепов // Казанский медицинский журнал. – 2022. – Т. 103. – № 1. – С. 89-99. – DOI 10.17816/KMJ2022-89.

6. Родионова, С. С. Насколько вероятна связь возраста с риском формирования асептической нестабильности при эндопротезировании тазобедренного сустава // Opinion Leader. – 2019. -Т.19. – № 1. – С. 72-74.

7. Коршунов Д. Ю., Макушкин Б. Б., Семиченков П. С. Использование цифрового планирования при эндопротезировании тазобедренного и коленных суставов // Opinion Leader. – 2018. – Т.10. – № 2. – С. 48-55.

8. Karaismailoglu B., Erdogan F., Kaynak G. High hip center reduces the dynamic hip range of motion and increases the hip load: a gait analysis study in hip arthroplasty patients with unilateral developmental dysplasia // J. Arthroplasty. 2019. Jun;34(6): 1267-1272.e1. doi: 10.1016/j.arth.2019.02.017.

9. Effect of placement of acetabular prosthesis on hip joint function after THA / Fan G, Xiang C, Li S [et al.] // Medicine (Baltimore). 2019. Dec;98(49): e18055. doi:10.1097/MD.0000000000018055.

10. Computed Tomographic Evaluation of Bone Stock in Patients With Crowe Type III Developmental Dysplasia of the Hip: Implications for Guiding Acetabular Component Placement Using the High Hip Center Technique / Liu B., Gao Y.H., Ding L. [et al.] // JArthroplasty. 2018;33(3):915-918. doi: 10.1016/j.arth.2017.10.021.

11. Improved accuracy of CT based measurements for anterior prominence of acetabular prosthesis using a novel protocol based on anatomical landmarks / Brownlie C. A., Evans R., Morrison D. [et al.] // Orthop Traumatol Surg Res. 2020. Jan 17. pii: S1877-0568(19)30395-0. doi: 10.1016/j.otsr.2019.10.019.

12. Меньщикова И. А., Волокитина Е. А., Нецветов П. В. Анатомо-рентгенологическое обоснование оптимальной имплантации вертлужного компонента в случаях сложного эндопротезирования // Гений ортопедии. -2003. -N 1. – C.17-20.

13. Косинская, Н. С. Рабочая классификация и общая характеристика поражений костно-суставного аппарата / Н. С.Косинская, Д. Г.Рохлин. – Л.: Медгиз, 1961. – 102 с.

14. Котельников Г. П., Ларцев Ю. В. Остеартроз : рук-во – ГЕОТАР–МЕДИЯ, 2009 – 208 с.

15. Гланц С. Медико-биологическая статистика. – М.Практика, 1998. – 459 с.

16. Лебедев В. Ф., Дмитриева Л. А., Арсентьев Л. И. Клинико-рентгенологические особенности диспластического коксартроза III-IV стадии // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН – 2013 – № 1 (89). – С. 49-53

17. Crowe J. F., Mani J., Ranavat C. S. Total hip replacement in congenital dislocation and dysplasia of the hip // J.Bone and Joint Surg. – Jan., 1979. – V.61–A. – P.15–23

18. Пат. 2700455 РФ, МПК А61В17/56. Способ оценки офсета при деформированной вертлужной впадине / Е. А.Волокитина, М. Хабиб, А. П. Архипова, А. С. Ершов. – № 2018131429; заявл.31.08.2018; опубл. 17.09.2019, Бюл. № 26.

19. Ranawat C. S., Peters L. E., Umlas M. E. Fixation of the acetabular component: the case for cement // J. Arthroplasty. – 1996. – V.11. – P.1-3.

20. Umer M., Thambyah A., Tan W. Tj., Das De S. Acetabular morfometry for determining hip displasia in the Singaporean population // J O J Orthop Surg (Hong Kong).– 2006 Apr;14(1):27-31. Doi: 10.1177/230949900601400107.

21. Acetabular dysplasia in normal Turkish adults / Aktas S., Pekindil G., Ercan S., Pekindil Y. // Bull Hosp Jt Dis.– 2000;59(3):158-62.

22. Prevalence of radiologic acetabular dysplasia in asymptomatic Asian volunteers / C.-H. Kim, J. I. Park, D. J. Shin [et al.] // J Hip Preserv Surg 2019 Feb 25;6(1):55-59. Doi: 10.1093.

23. CT Based Analysis of Acetabular Morphology in Northern Indian Population: A Retrospective Study. /S. Paul, S. Singh, B. S. Raja [et al.] // Indian J Orthop. – 2020 Oct 20;55(3):606-613. doi: 10.1007/s43465-020-00267-4.

24. Какие особенности дефекта вертлужной впадины влияют на выбор ацетабулярного компонента при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава? / Р. М. Тихилов, А. А. Джавадов, А. Н. Коваленко [и др.] // Травматология и ортопедия России.– 2020. – № 26 (1). – С. 31-49.

25. Применение программы предоперационного планирования Medicar в практике эндопротезирования тазобедренного сустава / Д. А. Шавырин, Л. К. Брижань, Д. В. Мартыненко, Р. Р. Артищев // Opinion Leader. – 2021. -Т.1. – № 7 (48). – С. 36-38.

26. Определение деформации вертлужной впадины при предоперационном планировании эндопротезирования тазобедренного сустава / Д. В. Мартыненко, В. П. Волошин, Л. А. Шерман [и др.] // Травматология и ортопедия России. – 2019. -Т. 25.– № 3. – С. 153-164.

27. Возможности рентгенографии в ранней диагностике патологии тазобедренного сустава / Р. М. Тихилов, И. И. Шубняков, Д. Г. Плиев [и др.] // Травматология и ортопедия России. – Том 23, No 1. – 2017.– С.123-124.

28. Тихилов Р. М., Шаповалов В. М. Сложные случаи первичной артропластики тазобедренного сустава. Деформация вертлужной впадины. Источник удаленного доступа: http://medbe.ru/materials/endoprotezirovanie-tbs/slozhnye-sluchai-pervichnoy-artroplastiki-tazobedrennogo-sustava-deformatsiya-vertluzhnoy-vpadiny/medbe.ru (дата обращения 27.02.2018)

29. Загороднев Н. В. Эндопротезирование тазобедренного сустава. Основы и практика: руководство. – М., ГЭОТАР–Медиа, 2012, – 704 с.