Leg lenghth discrepancy, dislocation rate and off-set in total hip replacement using a short modular stem: navigation versus conventional free-hand

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1 G.I.O.T. 2009;35:58-63 Chirurgia a risparmio tessutale (TSS) nella protesi totale di anca modulare con conservazione del collo: confronto tra la tecnica computer assistita (CAS) e la tradizionale Leg lenghth discrepancy, dislocation rate and off-set in total hip replacement using a short modular stem: navigation versus conventional free-hand N. Confalonieri F. Montironi A. Manzotti I e II Divisione di Ortopedia e Traumatologia, Chirurgia Plastica e Ricostruttiva della Mano, Centro Traumatologico ed Ortopedico (C.T.O.) Istituti Clinici di Perfezionamento, Milano Indirizzo per la corrispondenza: Dott. F. Montironi, Via M. Praga 32, Cinisello Balsamo (Milano). Tel.: Fax: f.montironi@libero.it Ricevuto il 15 luglio 2008 Accettato il 25 marzo 2009 Riassunto Gli autori presentano uno studio match-paried tra computer-assistita e tecnica tradizionale, utilizzando stelo a risparmio di collo e modulare, in protesi totale di anca (Metha, B. Braun Aesculap, Tuttelingen, Germania). Hanno valutato il tempo chirurgico, risultati clinici, tasso di lussazione, dismetria degli arti e off-set in 44 pazienti. Nonostante vi sia un maggiore tempo chirurgico, i risultati hanno dimostrato come la tecnica computer assistita consente un modo più semplice per gestire la modularità del collo e prevenire la complicanza della dismetria o, quanto meno conoscerla. Inoltre, gli autori enfatizzano l approccio realmente mininvasivo della conservazione del collo, nella chirurgia protesica dell anca. Parole chiave: navigazione, computer, protesi totale di anca, chirurgia mininvasiva, chirurgia a risparmio tessutale,conservazione del collo, stelo corto, cotile a press fit Summary The Authors present a match-paired study between computer assisted and free-hand techniques using a short modular femoral stem in total hip arthroplasty (Metha, B. Braun Aesculap, Tuttelingen, Germany). They assessed surgical time, clinical outcome, dislocation rate, limb length and off-set in 44 patients with ideal indication for this more conservative implants. Despite both longer surgical time and similar early outcomes, the results demonstrated how computer assisted techniques permits an easier way to manage limb length discrepancy and off-set restoring. The Authors do believe navigated short modular stems as safe procedure towards a real less invasive surgery in hip arthroplasty Key words: navigation, computer, hip replacement, mininvasive surgery, tissue sparing surgery, neck modularity, neck preservation, short stem, press fit cup 58

2 N. Confalonieri, et al. Introduzione L interesse delle protesi d anca totale a minima invasività (THR) è aumentato in tutta la comunità ortopedica 1 2. La maggior parte dell attenzione in questo settore si è indirizzata verso la riduzione di esposizione chirurgica utilizzando strumenti dedicati 3. Uno dei motivi di questo cambiamento è dovuto al più frequente uso di protesi articolari nei pazienti giovani e attivi. In questo gruppo di soggetti preservare il bone-stock diventa più importante in quanto la possibilità di una procedura di revisione è aumentata 4. Recentemente, nuovi modelli di steli modulari con la preservazione del collo femorale sono disponibili sul mercato, per affrontare questi casi selezionati, con i primi risultati positivi 5 7. La modularità dello stelo e la tecnologia della navigazione a sostegno di una corretta selezione dell impianto, associato al miglior posizionamento, sono alcune delle più recenti innovazioni in questo settore. La tecnica computer assistita aiuta il chirurgo a scegliere il miglior posizionamento del collo per ottenere il miglior arco di movimento (ROM), la giusta tensione muscolare (offset), la corretta metria degli arti con il giusto centro di rotazione 8 9. La dismetria conseguente alla protesi d anca può essere un problema significativo e ha dimostrato di contribuire all insoddisfazione dei pazienti Dolore, instabilità, rigidità, neuropatia, ossificazione eterotopica sono tutti descritti come una diretta o indiretta conseguenza della dismetria degli arti ed errato off-set femorale 12. Studi in letteratura dimostrano un miglioramento, statisticamente significativo, nella precisione di posizionamento della coppa acetabolare, utilizzando la navigazione, rispetto a quello tradizionale. Tuttavia, pochi studi hanno pubblicato dei risultati sul posizionamento dello stelo femorale, utilizzando la navigazione computer assistita e nessuna valutazione dell effetto della navigazione sulla dismetria degli arti Gli Autori hanno eseguito uno studio match-paired tra i 2 gruppi di protesi d anca con stelo neck sparing: con il computer e senza. Ipotizzano che il computer aiuta il chirurgo per la migliore ricostruzione articolare, con un efficace controllo sulla dismetria. Inoltre mettono a confronto i 2 gruppi, in base alla funzione dell anca e il numero di lussazioni. Materiali e metodi 44 pazienti con protesi totale d anca (THR) a conservazione del collo (Metha, B. Braun Aesculap, Tuttelingen, Germany), tra aprile 2006 e gennaio 2008, sono stati inclusi nello studio. Tutti i pazienti avevano un indice di massa corporea inferiore a 35. Pazienti con displasia dell anca, dismetria maggiore di 2 centimetri oppure gravi deformità della testa o collo femorale, sono stati esclusi perché non candidati ideali per questo impianto. Ventidue pazienti, con tecnica computer assistita (Orthopilot 3,1, Aesculap, Tuttelingen, Germany) sono stati inclusi nel gruppo A. Ogni paziente in questo gruppo è stato abbinato a un paziente operato con tecnica tradizionale (gruppo B). I pazienti sono stati abbinati per età A B Fig. 1a-b. Radiografia preoperatoria del bacino di una donna di 63 anni precedentemente operata al lato destro. Planning pre-operatorio. 59

3 TSS nella protesi di anca modulare (differenza massima ± 3 anni), sesso, livello di artrosi, diagnosi pre-operatoria e dismetria pre-operatoria (differenza massima ± 0,3 centimetri). La lunghezza dell arto coinvolto è stato pari o inferiore a quello del controlaterale, in tutti i casi. In entrambi i gruppi è stato utilizzato l accesso posterolaterale ed il cotile a press fit (Plasma-Cup, B. Braun Aesculap, Tuttlingen, Germany). La durata dell intervento chirurgico è stata documentata. Le misurazioni, pre-operatoria e post-operatoria degli arti e l off-set femorale sono state effettuate, utilizzando radiografie digitali, come descritto di Woolson et al. 17 con il software della radiografia digitale IMPAX (Agfa-Gevaert, NV, USA) (Fig. 1a, b). All ultimo follow-up, sono state determinate le misure tra il pre- e postoperatorio dell off-set femorale (Fig. 1). Tutte le radiografie sono sempre state acquisite con un protocollo standardizzato, utilizzando lo stesso ingrandimento. Tale protocollo è stato, rigidamente rispettato, nel corso dello studio e le radiografie sono state ripetute, qualora un errore fosse stato rilevato. Tutti le immagini radiografiche sono state valutate da un radiologo indipendente, all originale procedura. La deambulazione con supporti e carico precoce, è stata incoraggiata, in tutti i pazienti, in terza giornata. Tutti gli episodi di lussazione della protesi sono stati documentati. Con un follow-up minimo di 3 mesi, i pazienti sono stati valutati con l Harris Hip Score. L analisi statistica è stata condotta con l ausilio di SPSS per Windows Release 11.0 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA). I dati sono stati rappresentati come media e deviazione standard, per le variabili di risposta e come percentuali di variabili discrete. Le differenze tra i due gruppi sono state rilevate da un medico estraneo al processo con il t di Student di prova o di Mann-Whitney non parametrico di prova, sulla base dei dati di distribuzione variabili. Risultati I due gruppi erano omogenei: nessuna differenza, statisticamente significativa, nei dati demografici. Non c erano differenze significative di dismetria pre-operatoria tra i 2 gruppi. La media della dismetria pre-operatorio era 0,9 centimetri del gruppo A e di 1,1 centimetri nel gruppo B (Tab. I). In entrambi i gruppi, la diagnosi pre-operatoria è stata di artrosi primaria, in 18 pazienti, necrosi avascolare, in 3 pazienti, e un caso di artrosi post-traumatica (Tab. I). La media di follow-up è stata rispettivamente di 10,8 e 11,6 mesi. Tab. I. Dati demografici dei pazienti con media (M), deviazione standard (STD) e range (R). Età (anni) Follow-up (mesi) Dismetria pre-op (mm) Pre-op. HHS score Pre-op. diagnosi Gruppo A (CAS-THR) 13, 9 M: 60,4 STD: 5,2 R: M: 10,8 STD: 6,08 R: 3-19 M: 11,2 STD: 4,4 R: 0-20 M: 43,95 STD: 3,31 R: artrosi primitive 3 necrosisi avascolare 1 osteoartrosi post-traumatica Gruppo B (THR) 13, 9 M: 60,8 STD: 4,8 R: M: 11,6 STD: 6,08 R: 4-20 M: 10,4 STD: 3,9 R: 3-19 M: 43,4 STD: 2,98 R: artrosi primitive 3 necrosisi avascolare 1 osteoartrosi post-traumatica Tab. II. Risultati Post-op. per i due gruppi con media, deviazione standard e range (M, STD e R). Tempo chirurgico (minuti) Post-op. HHS score Dismetria post-op. (mm) Post-op. off-set (differenza in mm tra il pre- e il post-) Gruppo A (CAS-THR) 14, 8 102,5 min (range: ) SD 12,2 M: 90,1 STD: 6,0 R: M: 4,1 STD: 1,7 R: 0-7 M: 2,8 STD: 0,5 R: 0-6 Gruppo B (TKR) 14, 8 87,7 min (range: ) SD 11,7 M: 89 STD: 6,5 R: M: 7,9 STD: 2,8 R: 3-14 M: 5,1 STD: 1,9 R: 2-9 p 0,0001 0,5 > 0,0001 0,

4 N. Confalonieri, et al. Non sono state riscontrate complicanze intraoperatorie, in entrambi di questi gruppi. Nel gruppo A, è stata utilizzata una testa femorale in ceramica da 32 millimetri, in 20 casi, mentre una testa in ceramica da 28 millimetri, è stato usata in 2. Nel gruppo B, una testa femorale da 32 millimetri in ceramica, in 19 casi, mentre in 3 casi è stata utilizzata una testa in ceramica da 28 millimetri. Abbiamo registrato: la variabilità del collo, inclinazione, antiversione, lunghezza, tempi chirurgici, dismetria (Tabb. I, II). Nel gruppo A, il tempo chirurgico è stato, statisticamente, più a lungo, con una media di 102,6 minuti, rispetto a 87,7 minuti, nel gruppo B (Tab. II). Nel gruppo computer-assistito la dismetria media, postoperatoria, è stata di 0,4 centimetri, rispetto a 0,8 centimetri, nel gruppo a mano libera. Questa differenza è stata statisticamente significativa. Nessun caso post-operatorio di dismetria con un aumento di lunghezza di 1 cm, è stato osservato, nel gruppo A. Nel gruppo B una dismetria post-operatorio, maggiore di 1,0 centimetro, è stata osservata in 2 pazienti (9%). In nessuno dei due gruppi la dismetria ha superato i 2 centimetri. Nessun segno di riassorbimento osseo o affossamento è stato segnalato all ultimo follow-up. Il ripristino dell off-set femorale è stato, significativamente, migliore nel gruppo computer-assistito. La differenza tra l off-set femorale pre-operatorio e post-operatorio è stata inferiore nel gruppo A, rispetto a quello a mano libera (Tab. II). Questa differenza è stata statisticamente significativa. Non ci sono state differenze statisticamente significative nel Harris Hip Score, tra i due gruppi e tutti i pazienti hanno espresso soddisfazione del risultato. La media della Harris Hip Score è stata, rispettivamente di 90,1 e 89. Nessun caso di lussazione della protesi è stao osservato nel gruppo A. Nel gruppo B, un paziente ha subito una lussazione traumatica a seguito di un incidente d auto, 7 mesi dopo l intervento chirurgico. Questo paziente ha avuto 2 ulteriori lussazioni atraumatiche, ma non presenta alcun segno radiografico di mobilizzazione dell impianto. Una revisione della THR è in programma, computer assistita, ovviamente. Discussione Lo protesi con stelo a risparmio di collo rappresenta un alternativa interessante per la protesi totale di anca nei casi selezionati 4 6. È una scelta meno invasiva, permette la preservazione del bone-stock con un approccio meno Fig. 2. RX al follow-up dopo l impianto di una protesi. Fig. 3. Screen-shot del display che mostra le possibilità di modularità del collo. Cambiando le opzioni cambiano i rapporti articolari. 61

5 TSS nella protesi di anca modulare destruente delle parti molli 18. La chirurgia a risparmio dei tessuti significa non considerare la lunghezza dell incisione più importante della taglia della protesi Gli Impianti più recenti hanno incorporato la modularità del collo per consentire di migliorare il ripristino dell anatomia e biomeccanica dell anca e ridurre le possibilità di fallimento meccanico (Fig. 3) Un significativo problema, con questi impianti a risparmio di collo femorale, è l allungamento della gamba operata. Lazovic nel 2006 ha dimostrato che anche con il sostegno della navigazione l utilizzo di questo impianto può portare ad un allungamento della lunghezza della gamba da 1 centimetro a 1,5 centimetri 9. Molteplici studi hanno dimostrato che un migliore posizionamento dell impianto acetabolare e dello stelo femorale può essere realizzato, utilizzando la navigazione nelle THR La navigazione nell impianto con risparmio di collo si basa principalmente sul restauro della biomeccanica dell anca più che sul posizionamento dello stelo 8 9. La navigazione è in grado di valutare intra-operativamente la migliore angolazione e lunghezza del collo, nonché dimensione della testa per il migliore off-set femorale, ROM e metria. Abbiamo eseguito uno studio match-paired mettendo a confronto 22 THR con navigazione computer assistita e tecnica tradizionale a mano libera, utilizzando lo stesso stelo modulare a risparmio di collo femorale. Rigorosi criteri, tra cui la diagnosi, l età, sesso, indice di massa corporea (BMI) e dismetrie sono stati utilizzati per confrontare i due gruppi. Al follow-up i nostri risultati hanno dimostrato che il gruppo computerizzato migliori risultati, statisticamente significativi, sia nell evitare la dismetria che nel ripristino dell originale off-set e cioè nel bilancio muscolare e ROM. Tab. III. Modularità del collo: vasta scelta di soluzioni, agendo sul display del computer, modificando gli angoli e le lunghezze per la migliore soluzione biomeccanica Tab. IV. Modularità con tecnica tradizionale e scelta del collo basata sull esperienza del chirurgo. Conclusioni Riconosciamo che il nostro studio ha alcuni limiti. È una analisi retrospettiva e i pazienti non sono stati randomizzati. Il follow-up è breve e il numero di casi in ogni gruppo è ridotto. Non si possono rilevare differenze cliniche tra i 2 gruppi e le conclusioni in vista di un miglioramento del rischio di lussazione, con questa tecnica, non può essere definitivo. Tuttavia, dobbiamo constatare che nessun caso di lussazione primaria atraumatica è stata osservata in entrambi i gruppi compresi quelli di pazienti con un follow-up più lungo. I nostri risultati hanno dimostrato che, utilizzando il computer, anche con questo particolare stelo a conservazione del collo si raggiungono risultati migliori in tema di ripristino della normale biomeccanica e metria. Ed anche questi parametri rientrano nel concetto di mini invasività vera e non legata alla lunghezza dell incisione, spesso causa di complicanze disastrose. Gli autori ritengono così che, con le corrette indicazioni, la protesi a risparmio del collo navigata rappresenta un opzione realmente mininvasiva che può ripristinare la normale funzione articolare, con un più rapido recupero e con risultati almeno simili alle altre tecniche, più tradizionali. 62

6 N. Confalonieri, et al. Bibliografia 1 Sculco TP, Jordan LC. The mini-incision approach to total hip arthroplasty. Instr Course Lect 2004;53: Dorr LD. The appeal of the mini-incision. Orthopedics 2004;27: Kalteis T, Handel M, Herold T, Perlick L, Baethhis H, Grifka J. Greater accuracy in positioning of the acetabular cup by using an image-free navigation system. Int Orthop 2005;29: DiGioia AM, Blendea S, Jaramaz B, Levison TJ. Less invasive THA using navigational tools. Instr Course Lect 2004;53: Walker PS, Blunn GW, de Prada D, Casas C. Design rationale and dimensional consideration for femoral neck prosthesis. Clin Orthop Relat Res 2005;441: Hube R, Zaage M, Hein W, Reichel H. Early functional results with the Mayo-hip, a short stem system with metaphysealintertrochanteric fixation. Orthopade 2004;33: Gulow J, Scholz R, Freiherr von Salis-Soglio G. Shortstemmed endoprostheses in total hip arthroplasty. Orthopade 2007;36: Röhrl SM, Li MG, Pedersen E, Ullmark G, Nivbrant B. Migration pattern of a short femoral neck preserving stem. Clin Orthop Relat Res 2006;448: Braun A, Lazovic D, Zigan R. Modular short-stem prosthesis in total hip arthroplasty: implant positioning and the influence of navigation. Orthopedics 2007;30(Suppl.10):S Lazovic D, Zigan R. Navigation of short-stem implants. Orthopedics 2006;29(Suppl.10):S Konyes A, Bannister GC. The importance of leg length discrepancy after THA. J Bone Joint Surg 2005;87B: Clark CR, Huddleston HD, Schoch EP, Thomas BJ. Leglength discrepancy after THA. J Am Acad Orthop Surg 2006;14: Sarin VK, Pratt WR, Bradley GW. Accurate femur repositioning is critical during intraoperative THA length and offset assessment. J Arthroplasty 2005;20: Nogler M, Kessler O, Prassl A, Donnely B, Streicher R, Sledge JB, et al. Reduced variability of acetabular cup positioning with use of an imageless navigation system. Clin Orthop Relat Res 2004; 426: Kalteis T, Handel M, Bathis H, Perlick, Tingart M, Grifka J. Imageless navigation for insertion of the acetabular component in THA. J Bone Joint Surg 2006;88B: Wixson RL, MacDonald MA. THA through a minimal posterior approach using imageless computer-assisted hip mavigation. J Arthroplasty 2005;20(Suppl.3): Lazovic D, Kaib N. Results with navigated bicontact total hip arthroplasty. Orthopedics 2005;28:S Woolson ST, Hartford JM, Sawyer A. Results of a method of leg-length equalization for patients undergoing primary total hip replacement. J Arthroplasty 1999;14: Confalonieri N, Manzotti A, Schilton I, Fascia M. Leg length discrepancy in THR: stem and cup navigated tecnique vs, conventional. Journal of Orthopaedics and Traumatology 2007;8(Suppl.1):S7 20 Grupp T, Blömer W. Investigation of the loading stability of the modular conical connection. Implant. Aesculap AG & Co. KG, January 2005: Berend ME, Bertrand T. Metal-metal hip resurfacing: solution to a nonexistent problem. Orthopedics 2007;30: