Біомеханічні аспекти вибору методу хірургічного лікування хворих на остеоартрит колінних суглобів

Остеоартрит (ОА) — найпоширеніше захворювання суглобів, частота розвитку якого неухильно зростає. Систематичний аналіз глобального тягаря 369 захворювань і травм у 204 країнах демонструє стрімке підвищення поширеності ОА за період 1990–2019 рр. Захворювання перемістилося з 24-го на 17-те місце за поширеністю серед усіх хвороб, що свідчить про його зростаючу медико-соціальну значущість [1].

Дослідження, опубліковане в «Lancet Rheumatology» у 2023 р., прогнозує драматичне збільшення числа випадків ОА до 2050 р. Очікується, що кількість пацієнтів з ОА колінного суглоба (КС) досягне 642 млн осіб. ОА кисті буде діагностовано у 279 млн пацієнтів, а ураження кульшового суглоба відмічатимуть у 63 млн осіб. Інші форми ОА охоплять 1001 млн населення. Такі прогнози особливо актуальні для регіонів, що розвиваються, зокрема Південної та Східної Азії, а також Африки на південь від Сахари [2].

Дані останніх досліджень спростовують традиційне сприйняття ОА як захворювання людей літнього віку. Дослідження J.B. Driban та співавторів (2020) свідчить про значне «омолодження» захворювання. Основними факторами ризику в цій віковій групі виступають ожиріння, професійні навантаження та травми суглобів. За даними, у кожної третьої особи розвиваються рентгенологічні ознаки ОА КС протягом 10 років після травми передньої хрестоподібної зв’язки [3, 4].

Найчастіше патологічний процес уражує суглоби «навантаження» — кульшові та колінні. Частота ОА КС (гонартрозу), за різними даними, варіює в межах 24–68% від усіх дегенеративно-дистрофічних уражень суглобів. Гонартроз є однією з провідних причин інвалідизації населення [5, 6].

Сучасні підходи до хірургічного лікування гонартрозу включають два основні напрямки: суглобозберігаючі операції (коригувальні остеотомії) та тотальне ендопротезування (ТЕП) КС. Успішність хірургічного лікування гон­артрозу значною мірою залежить від розуміння складної біомеханіки КС та відновлення його нормальних анатомо-функціональних взаємовідношень.

Біомеханіка КС

У фізіологічних умовах біомеханіка нижньої кінцівки характеризується чіткою системою осей та взаємовідношень (рис. 1). Механічна вісь кінцівки (О–В) проходить через три ключові точки: центр кульшового суглоба (О), центр КС (А) та центр гомілковостопного суглоба (В). Ця вісь формується двома основними компонентами: біомеханічною віссю стегна (О–А) та біомеханічною віссю гомілки (А–В). При перетині біомеханічних осей стегнової та великогомілкової кісток у центрі КС утворюється феморотибіальний кут (кут ОАВ), відкритий латерально, величиною 180°. Особливе значення має лінія основи КС (Б–Г), відносно якої формуються базисно-феморальний кут (кут ОАГ) та базисно-тибіальний кут (кут ГАВ), що визначають нормальну біомеханіку КС [7, 8].

Рисунок 1. Схема графічно обробленої телерентгенограми нижньої кінцівки в нормі

О — центр кульшового суглоба, А — центр КС, В — центр гомілковостопного суглоба, О–А — біомеханічна вісь стегна, А–В — біомеханічна вісь гомілки, О–В — біомеханічна вісь нижньої кінцівки, Б–Г — лінія основи КС, <ОАГ — базисно-феморальний кут, <ГАВ — базисно-тибіальний кут, <ОАВ — феморотибіальний кут.

Порушення нормального положення механічної осі кінцівки призводить до патологічного перерозподілу навантаження на суглобові поверхні. При цьому відмічають компенсаторне перенавантаження послаблених м’язів, що ініціює прогресування бокового викривлення з переважним навантаженням одного з виростків. Як наслідок, розвивається асиметричне напруження зв’язково-м’язового апарату: надмірне розтягнення структур на випуклому боці деформації та компресія виростків на увігнутому боці. Такі біомеханічні порушення запускають каскад патологічних змін, що призводять до прогресування ОА та формування стійких деформацій.

Характер деформації залежить від локалізації патологічного процесу, що наочно демонструють схеми графічно оброблених телерентгенограм нижньої кінцівки (рис. 2, 3). При ураженні великогомілкової кістки відмічається зміна базисно-тибіального кута, який у нормі становить 92±0,4°, що призводить до формування варусного викривлення КС з медіальним зміщенням механічної осі кінцівки (див. рис. 2). Деформація на рівні стегнової кістки характеризується порушенням базисно-феморального кута, який у нормі дорівнює 88±0,3°, результатом чого є формування вальгусної деформації з латеральним зміщенням механічної осі, що відображено на схемі телерентгенограми (див. рис. 3).

Рисунок 2. Схема графічно обробленої телерентгенограми нижньої кінцівки з варусною деформацією КС

Рисунок 3. Схема графічно обробленої телерентгенограми нижньої кінцівки з вальгусною деформацією КС

Патоморфологічна еволюція ОА КС

Порушення біомеханічної осі КС призводить до перерозподілу навантаження на суглобові поверхні та прогресування дегенеративно-дистрофічних змін у суглобовому хрящі, зокрема розвитку ОА. Гонартроз характеризується стадійністю перебігу з поступовим збільшенням вираженості клініко-рентгенологічних змін [9].

Перша, доклінічна стадія ОА КС характеризується розвитком субхондрального склерозу, який клінічно проявляється лише відчуттям дискомфорту в ділянці КС після перевантаження. На другій стадії захворювання відзначається незначне звуження суглобової щілини, що супроводжується появою больового синдрому після фізичного навантаження.

Третя стадія ОА КС характеризується явним звуженням суглобової щілини, вираженим субхондральним склерозом та формуванням краєвих кісткових розростань у ділянці внутрішніх виростків стегнової та великогомілкової кісток. Клінічна картина включає періодичний біль, накульгування, легку атрофію м’язів та помірну деформацію суглоба з нерізким обмеженням рухів. На четвертій стадії захворювання відмічають найбільш виражені зміни: значне звуження або повну відсутність суглобової щілини, масивні кісткові розростання в ділянках внутрішніх та зовнішніх виростків, виражений субхондральний склероз та патологічні зміни пателофеморального суглоба зі знач­ними крайовими розростаннями надколінка. Клінічно це проявляється різкою деформацією суглоба, постійним інтенсивним болем навіть при незначному навантаженні та в спокої, значним накульгуванням, вираженою контрактурою та обмеженням рухів з малорухомістю надколінка.

Хірургічне лікування ОА КС

Лікувальна тактика визначається стадією захворювання. При першій стадії ОА КС застосовується консервативне лікування, що включає нестероїдні протизапальні препарати, внутрішньосуглобове введення препаратів гіалуронової кислоти, лікувальну фізкультуру, масаж, фізіотерапевтичні методи та санаторно-курортне лікування. Відсутність своєчасного консервативного лікування призводить до прогресування захворювання. На другій та третій стадіях гонартрозу з осьовими деформаціями нижньої кінцівки виконуються навколосуглобові коригувальні остеотомії. Показаннями до їх виконання є наявність больового синдрому та порушення функції КС при неефективності консервативної терапії, варусна чи вальгусна деформація <15^о, вік пацієнта до 60 років, збереження амплітуди рухів не менше 80^о з дефіцитом розгинання не більше 10^о, звуження суглобової щілини не більше 90% без кісткових вад виростків та достатня сила м’язів нижніх кінцівок для активної участі в реабілітації. При четвертій стадії ОА КС застосовується ТЕП КС [10, 11].

Вибір хірургічної тактики при ОА КС базується на стадії захворювання, характері та вираженості деформації, віці пацієнта та функціональному стані суглоба. При варусній деформації за рахунок порушення осі великогомілкової кістки методом вибору є надгорбкова коригувальна остеотомія з використанням аутотрансплантатів та стабільно-функціонального металоостеосинтезу, що демонструє клінічний випадок № 1.

Клінічний випадок № 1

Пацієнтка Г., 47 років. Звернулася до клініки травматології та ортопедії дорослих ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України» зі скаргами на інтенсивний больовий синдром у ділянці обох КС з переважанням справа, що посилювався при фізичному навантаженні. Анамнез захворювання становив 7 років, протягом яких проводили консервативну терапію нестероїдними протизапальними препаратами та внутрішньосуглобовими ін’єкціями глюкокортикостероїдів. За останній рік пацієнтка відмітила значне погіршення стану.

При клінічному обстеженні виявлено двобічний деформуючий гонартроз III стадії з варусною деформацією та згинальними контрактурами КС (рис. 4а). Справа варусна деформація досягала 12° з феморотибіальним кутом 192°. Об’єм рухів обмежений: згинання до 90°, розгинання до 175°.

Враховуючи клініко-рентгенологічну картину, пацієнтці виконано надгорбкову екстензійно-вальгізувальну коригувальну остеотомію правої великогомілкової кістки. Операція включала кісткову аутопластику утвореної вади трансплантатом з крила клубової кістки та металоостеосинтез Т-подібною пластиною (рис. 4б).

Через 2 роки після операції та подальшого видалення металоконструкції досягнуто значного покращення стану пацієнтки (рис. 4в). Больовий синдром повністю регресував. Об’єм рухів у правому КС відновився до функціонально достатнього рівня: розгинання 180°, згинання 90°. Феморотибіальний кут правої нижньої кінцівки нормалізувався до 176°. За шкалою Hospital for Special Surgery Score (HSS), функціональна оцінка стану КС становила 22 бали, що відповідає хорошому результату.

Рисунок 4. Рентгенограми пацієнтки Г.: а — до операції, б — через 1 міс після, в — через 2 роки після операції

А	Б	В

При деформаціях КС, зумовлених порушенням осі стегнової кістки, виконується надвиросткова резекційна остеотомія стегнової кістки та застосовується стабільно-функціональний металоостеосинтез. Ефективність такого підходу демонструє клінічний випадок № 2.

Клінічний випадок № 2

Пацієнтка М., 47 років. Госпіталізована в клініку травматології та ортопедії дорослих ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України» з діагнозом «лівобічний диспластичний гонартроз II стадії, вальгусна деформація лівого КС (рис. 5а), двобічний диспластичний коксартроз зліва III стадії, справа I стадії, стан після ТЕП лівого кульшового суглоба».

При зверненні пацієнтка відмічала прогресуючий больовий синдром у ділянці лівого КС при навантаженні. Консервативне лікування включало нестероїдні протизапальні препарати, проте стан значно погіршився. При госпіталізації пацієнтка пересувалася за допомогою палички, відмічалося накульгування. Вальгусна деформація лівого КС становила 14° з феморотибіальним кутом 166°, об’єм рухів був обмежений: згинання до 80°, розгинання 180°.

Пацієнтці виконано надвиросткову резекційну варизувальну остеотомію лівої стегнової кістки з металоостеосинтезом L-подібною пластиною 95° (рис. 5б). Після виконаного оперативного втручання досягнуто значного покращення стану: больовий синдром повністю регресував, пацієнтка пересувалася без додаткової опори, відновився об’єм рухів (розгинання 180°, згинання 90°), феморотибіальний кут нормалізувався до 180°. Металоконструкція видалена в плановому порядку. За шкалою HSS функціональна оцінка стану КС становила 22 бали, що відповідає хорошому результату.

На контрольних рентгенограмах (рис. 5в) відмічається правильна позиція компонентів ендопротеза, консолідація в зоні остеотомії та відновлення нормальної механічної осі нижньої кінцівки.

Рисунок 5. Рентгенограми пацієнтки М.: а — до операції, б — через 1 тиж після операції, в — через 2,5 року після операції

А	Б	В

За наявності постійного больового синдрому, що посилюється при осьовому навантаженні, різкому обмеженні обсягу рухів у КС, наявності згинальної контрактури суглоба більше 10°, при максимальному згинанні не більше 100°, а також при рентгенологічних ознаках значних деструктивних змін у суглобі з майже відсутньою суглобовою щілиною та наявністю кісткових вад виростків великогомілкової кістки, методом вибору є ТЕП КС. Ефективність цього методу лікування демонструє клінічний випадок № 3.

Клінічний випадок № 3

Пацієнтка Р., 74 роки. Госпіталізована в клініку травматології та ортопедії дорослих ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України» з діагнозом «лівобічний деформуючий гонартроз III стадії, варусна деформація лівого КС». Консервативне лікування включало нестероїдні протизапальні препарати та внутрішньосуглобові ін’єкції триамцинолону ацетоніду, проте стан різко погіршився.

При госпіталізації пацієнтка скаржилася на постійний біль у ділянці лівого КС, що різко посилювався при навантаженні. Пересувалася за допомогою палички, відмічалося накульгування. Варусна деформація правого КС становила 20° з феморотибіальним кутом 200°. Об’єм рухів був обмежений: згинання до 100°, розгинання 165°. Відмічалася медіальна нестабільність лівого КС.

Пацієнтці виконано ТЕП лівого КС (рис. 6а). На конт­рольних рентгенограмах (рис. 6б, 6в) відмічали стабільне положення компонентів ендопротеза без ознак нестабільності.

Рисунок 6. Рентгенограми хворої Р.: а — після операції, б — через 3 міс після операції, в — через 4 роки після операції

А	Б	В

Після операції досягнуто значного покращення стану: пацієнтка пересувається без додаткової опори з незнач­ним накульгуванням, больовий синдром відсутній. Об’єм рухів у суглобі відновився до функціонально достатнього рівня: розгинання 180°, згинання 90°. Феморотибіальний кут нижньої кінцівки нормалізувався до 175°. За шкалою HSS функціональна оцінка стану КС становила 20 балів, що відповідає хорошому результату.

Обговорення

Представлені клінічні випадки демонструють диференційований підхід до вибору методу хірургічного лікування деформуючого гонартрозу залежно від характеру та локалізації патологічного процесу. У першому клінічному випадку при варусній деформації внаслідок порушення осі великогомілкової кістки було успішно застосовано надгорбкову коригувальну остеотомію з аутопластикою.

При вальгусній деформації на рівні стегнової кістки у другому випадку ефективним виявилося виконання надвиросткової резекційної остеотомії. Третій клінічний випадок підтверджує доцільність ТЕП при термінальній стадії захворювання з вираженими деструктивними змінами.

В усіх випадках досягнуто відновлення нормальної біомеханічної осі нижньої кінцівки, що підтверджується корекцією феморотибіального кута до фізіологічних значень (175–180°). Стабільна фіксація металоконструкціями при остеотоміях забезпечила умови для консолідації та раннього відновлення функції. При ТЕП досягнуто стабільного положення компонентів без ознак нестабільності у віддалений період.

Функціональні результати лікування, оцінені за шкалою HSS, у всіх пацієнтів оцінені як хороші (20–22 бали), що проявляється відновленням опороздатності кінцівки, достатнього об’єму рухів та відсутністю больового синдрому. Особливу увагу в післяопераційний період приділяли профілактиці можливих ускладнень. Усім пацієнтам проводилася адекватна знеболювальна терапія, профілактика септичних ускладнень антибіотиками широкого спектра дії протягом 5–7 діб та профілактика тромбозу низькомолекулярними гепаринами в перший тиждень після операції.

Реабілітаційні заходи розпочинали з активно-пасивних рухів у суглобі через 2–3 доби після операції [11]. Режим навантаження оперованої кінцівки залежав від виду втручання: після остеотомій дозволяли за наявності рентгенологічних ознак зрощення уламків (через 3 міс), а після ТЕП — на 3-тю–4-ту добу з приступанням на оперовану кінцівку з силою 25% від маси тіла та повним навантаженням через 2 міс після операції. Такий диференційований підхід до післяопераційної реабілітації забезпечив оптимальні умови для відновлення функції оперованого суг­лоба.

Висновок

Представлений аналіз клінічних випадків підтверджує ефективність диференційованого підходу до хірургічного лікування деформуючого гонартрозу. Вибір методу втручання повинен базуватися на ретельній оцінці локалізації та характеру деформації: при варусній деформації на рівні великогомілкової кістки оптимальним є виконання надгорбкової коригувальної остеотомії; при вальгусній деформації стегнової кістки показана надвиросткова резекційна остеотомія; при термінальній стадії захворювання з вираженими деструктивними змінами методом вибору є ТЕП.

Досягнуті позитивні результати у всіх випадках свідчать про важливість відновлення нормальної біомеханічної осі нижньої кінцівки для забезпечення тривалого функціонального результату. Комплексний підхід до післяопераційного ведення, включаючи адекватну медикаментозну терапію та диференційовану програму реабілітації, дозволяє мінімізувати ризик ускладнень та оптимізувати процес відновлення функції оперованого суглоба.

Список використаної літератури

Надійшла до редакції/Received: 27.11.2024
Прийнято до друку/Accepted: 12.12.2024