Робототехника — современный коленный сустав

Установка коленного эндопротеза входит в число наиболее распространённых ортопедических операций в Германии. Ежегодно около 180 000 пациентов получают искусственный коленный сустав, поскольку боль, нестабильность или ограничения подвижности больше не поддаются лечению консервативными методами. Наряду с проверенными хирургическими методами всё большее значение приобретают роботизированные системы: они позволяют индивидуально планировать операцию для каждого пациента и точно адаптировать протез к его конкретной анатомии. Редакция Leading Medicine Guide поговорила с профессором д-ром мед. наук Рюдигером фон Айзенхарт-Роте о современных методах лечения и их потенциале.

Вопрос о том, является ли искусственный коленный сустав подходящим вариантом лечения, можно достоверно оценить на основе сочетания медицинской диагностики, функциональной оценки и индивидуальной жизненной ситуации. Решающим фактором является не только степень артроза, но и совокупность симптомов, ограничений и объективных данных обследования. 

«При решении вопроса о подходящем времени для эндопротезирования в центре внимания всегда находится степень страданий конкретного пациента. Если повседневные занятия, такие как походы за покупками или прогулки с собакой, больше не возможны без боли или становятся возможными только при приеме обезболивающих, а кроме того, имеется запущенный артроз, подтвержденный рентгенологически, установка искусственного сустава считается целесообразным вариантом. Возраст при этом играет второстепенную роль. Представление о том, что нужно „терпеть“ до 55 лет или дольше, считается устаревшим — ведь именно те годы, когда человек хочет вести активный образ жизни, не должны быть утрачены из-за боли. Кроме того, не следует откладывать решение из-за страха: ведь функциональное состояние колена до операции существенно влияет на результат после нее. Если деформации, такие как усиливающееся X-образное искривление ног, повреждают связки или наблюдается нарастающий выраженный дефицит разгибания, стандартный протез в какой-то момент перестанет быть достаточным, и потребуются более сложные модели. Сопутствующие заболевания, физическая выносливость и индивидуальные ожидания также играют важную роль, ведь протез должен не только облегчать боль, но и соответствовать жизненной ситуации», — поясняет фон Айзенхарт-Роте.

3D-планирование и роботизированная поддержка за последние годы кардинально изменили эндопротезирование коленного сустава. Техническая поддержка позволяет хирургу проводить операцию с учетом индивидуальных особенностей пациента.

«Раньше все коленные суставы оперировали по одной и той же схеме: ногу выпрямляли, а линию сустава выравнивали перпендикулярно к ней, независимо от того, были ли у пациента O-образные или X-образные ноги, мужская или женская анатомия. Сегодня известно, что лишь около 15 процентов людей вообще имеют такое «учебниковое колено». У большинства от природы наблюдается небольшая O-образность ног, у мужчин она часто превышает даже три градуса. Если такое колено искусственно выпрямляют, многие пациенты впоследствии не чувствуют себя в нём по-настоящему комфортно — что, среди прочего, объясняет, почему 15–20 процентов пациентов, хотя и не испытывают осложнений, не воспринимают колено как собственный сустав, так называемый «забытый сустав», . Именно здесь и приходит на помощь современная персонализированная эндопротетика. С помощью 3D-визуализации можно точно зафиксировать индивидуальную анатомию, а робототехника позволяет выполнять все разрезы с высокой точностью. Таким образом, искусственный сустав можно оптимально адаптировать к естественной оси ноги и индивидуальной анатомии. Сам по себе робот не улучшает состояние колена автоматически — он скорее создаёт технические условия, необходимые для реализации этой персонализированной философии. Тем не менее, бывают ситуации, в которых робототехника не может быть использована. Почти все системы привязаны к определённым моделям протезов, которые зачастую не предлагают вариантов без никеля. «Даже при очень выраженных деформациях, требующих использования сочлененного протеза, операция проводится традиционным способом, поскольку эти имплантаты не интегрированы в роботизированные системы и, ввиду сочленения, выравниваются традиционным механическим способом», — говорит фон Айзенхарт-Роте и добавляет по поводу аллергии на никель:

«В вопросе аллергии на никель и коленных протезов сталкиваются две точки зрения: в Германии этой теме уделяется больше внимания, в то время как во многих других странах — в том числе в США, откуда поступает большинство роботизированных систем, — аллергию на никель в связи с имплантатами практически не считают проблемой. Причина в том, что никель в первую очередь вызывает контактную аллергию, опосредованную Т-клетками, то есть реакции на коже, например, от бижутерии или пуговиц на джинсах. Случаи, когда коленный протез, расположенный глубоко в теле, вызывает настоящую аллергическую реакцию, бывают, но крайне редко — по оценкам, менее одного процента. Тем не менее психологический фактор играет большую роль. Если у человека имеется выраженная аллергия на никель и позже появляются боли, то подозрение быстро падает на протез — даже если симптомы имеют иные причины. Чтобы избежать таких ситуаций, например, немецкие и швейцарские производители предлагают имплантаты с (титановым) покрытием или без никеля, при использовании которых никель не соприкасается с тканями. Однако роботизированные системы представляют собой закрытые системы, совместимые только с определёнными протезами — в основном с американскими моделями, которые не предлагают вариантов без никеля. Поэтому пациентам с аллергией на никель не всегда можно проводить операции с использованием роботов. Иногда риск можно оценить совместно: многие, несмотря на аллергию, соглашаются на стандартный имплантат, если понимают, насколько низок фактический риск. Однако тем, кто явно желает получить имплантат без никеля, операция проводится по традиционной хирургической методике без использования робота».

Основой персонализированной эндопротезики коленного сустава является современная 3D-визуализация. На основании трехмерного изображения сустава пациента врач ещё до операции может определить оптимальное положение протеза для реконструкции коленного сустава в кости. Это позволяет оптимально спланировать имплантацию и адаптировать её к индивидуальной анатомии пациента.

Ревизионные операции относятся к числу самых сложных вмешательств в эндопротезировании коленного сустава, поскольку нормальные анатомические условия утрачены и необходимо реконструировать сильно измененную, зачастую предварительно поврежденную тканевую и костную основу. Прочно зафиксированные или расшатавшиеся первичные имплантаты необходимо удалить с минимальным повреждением тканей, а в большинстве случаев приходится компенсировать значительные костные дефекты. И здесь робототехника может в будущем внести ценный вклад.

Профессор, доктор медицины Рюдигер фон Айзенхарт-Роте комментирует это следующим образом: «Ревизионные операции, независимо от используемой техники, относятся к числу самых сложных операций в эндопротезировании коленного сустава. Прежде всего необходимо однозначно выяснить, почему существующий протез вызывает дискомфорт. При этом на первом месте всегда стоит исключение инфекции, поскольку её лечение является приоритетным. Если инфекция не обнаружена, необходимо выяснить, в частности, механические причины — например, расшатывание протеза, неправильное положение или проблемы в области коленной чашечки. Только после того, как причина боли будет однозначно установлена и её действительно можно устранить путём замены протеза, следует проводить ревизионную операцию. Замена протеза без достоверного диагноза сопряжена со значительно худшими перспективами успеха. В принципе, робототехника может применяться и после предыдущих операций, при условии, что анатомические условия остались неизменными. Если ранее проводились только операции по сохранению сустава, такие как артроскопии или репозиционные остеотомии, то, как правило, никаких ограничений нет. Ситуация усложняется, если необходимо заменить уже установленный (частичный) коленный протез. В этом случае применение роботизированной хирургии в значительной степени зависит от состояния костной ткани, а также от уже установленного и требуемого имплантата. При наличии обширных костных дефектов или если требуется протез с более жестким соединением, операция вновь проводится по традиционной методике, поскольку в таких случаях индивидуальная настройка становится невозможной, а системы для этого не предназначены».

Точная роботизированная имплантация коленного протеза создает отличные биомеханические условия для длительного срока службы. 

Профессор, доктор медицины Рюдигер фон Айзенхарт-Роте: «Действительно, есть веские доказательства того, что коленные эндопротезы, установленные с помощью роботов, служат дольше. Одно из главных преимуществ робототехники заключается в исключительно точном выполнении плана операции. Исследования показывают, что роботизированные системы более надежно достигают запланированных осей и целевых углов, чем при операции «от руки». Это позволяет сократить количество ошибок в позиционировании — важный фактор для стабильной работы протеза в долгосрочной перспективе. Однако самое большое преимущество заключается в индивидуальном позиционировании протеза. Поскольку имплантация основана на точном индивидуальном планировании для каждого пациента, зачастую требуется меньше вмешательств в мягкие ткани. Это приводит к меньшему повреждению тканей, меньшим послеоперационным болям и зачастую к более быстрой реабилитации. На данный момент научно ещё невозможно однозначно ответить на вопрос, приводит ли использование робототехники в целом к более высокой долгосрочной удовлетворённости пациентов или к более длительному сроку службы всех коленных протезов. Во многих исследованиях просто сравнивается использование робота с традиционной операцией, при этом игнорируется техника выравнивания. Однако настоящая дополнительная ценность возникает только тогда, когда эта технология последовательно используется для персонализированной реконструкции коленного сустава. Особенно убедительны данные по частичным эндопротезам, так называемым «салазковым» протезам. Данные реестров показывают здесь значительно более низкие показатели ревизионных операций и меньшее количество осложнений — в некоторых случаях даже лучшие результаты, чем у очень опытных хирургов с большим количеством операций. Именно при таких вмешательствах точное положение имплантата определяет долгосрочный успех, и именно здесь робототехника демонстрирует свои главные преимущества».

Робототехника не делает коленный протез автоматически лучше, но она создаёт технические условия для более точного, щадящего и, как доказано, в определённых областях более долговечного лечения.

В 2019 году клиника ортопедии начала использовать роботизированные системы при имплантации коленных эндопротезов. Для их дальнейшего совершенствования были созданы собственные исследовательские группы, призванные объединить робототехнику, искусственный интеллект и ортопедию. 

Профессор, доктор медицины Рюдигер фон Айзенхарт-Роте: «Уже около семи лет мы применяем роботизированную эндопротезировку коленного сустава и к настоящему моменту имплантировали более 1600 коленных протезов Mako. В настоящее время в нашем распоряжении имеются две роботизированные системы. Кроме того, совместно с Мюнхенской школой робототехники мы создали исследовательскую платформу, которая тесно объединяет клиническую практику, научные исследования и обучение. Наша цель выходит далеко за рамки чистого клинического применения новых технологий. Персонализированная хирургия коленного сустава имеет смысл только в том случае, если мы понимаем, какая именно хирургическая стратегия действительно обеспечивает наилучшие результаты при конкретной анатомии. Робот предоставляет нам для этого множество объективных данных: какой объем кости был удален? Каково было натяжение связок? Какая ось ноги была установлена? Эту информацию мы сопоставляем с долгосрочным успехом лечения наших пациентов и с функциональными данными. Таким образом, шаг за шагом создаётся цифровой двойник коленного сустава. В долгосрочной перспективе на его основе должна возникнуть интеллектуальная система принятия решений, которая будет помогать хирургам выбирать оптимальную операционную стратегию для каждой индивидуальной анатомии коленного сустава. Параллельно с этим мы разработали приложение NewKnee. Оно использует датчики движения смартфона и объективно фиксирует, как развивается функция коленного сустава после операции или в ходе протекания артроза. Таким образом, пациенты могут отслеживать, как меняются подвижность, расстояние ходьбы и активность в повседневной жизни. Данные о движении, полученные со смартфонов и носимых устройств, таких как фитнес-трекеры, обладают огромным потенциалом. По записанным данным ускорения можно с высокой степенью вероятности определить, насколько хорошо функционирует коленный сустав. Особенно интересно то, что первые функциональные изменения, возможно, можно обнаружить уже за несколько лет до клинического диагноза артроза. Если это удастся сделать с достаточной точностью, в будущем мы сможем значительно раньше приступить к лечению и предотвратить прогрессирующее повреждение сустава. Носимые устройства открывают совершенно новые возможности и в послеоперационном уходе. Они позволяют осуществлять непрерывный цифровой мониторинг хода лечения, поддерживают индивидуально адаптированные программы тренировок и обеспечивают тщательное сопровождение — без необходимости регулярного личного посещения клиники пациентами». 

Специализация клиники имеет решающее значение для успеха эндопротезирования коленного сустава. Помимо большого количества операций, рутина и отлаженные рабочие процессы напрямую влияют на качество и безопасность вмешательства.

Профессор, доктор медицинских наук Рюдигер фон Айзенхарт-Роте: «Опыт и рутина являются важнейшими факторами качества в эндопротезировании. Поэтому я считаю целесообразной более сильную централизацию сложных операций. При этом решающее значение имеет не общее количество операций, проводимых в лечебном учреждении. Не менее важно, чтобы хирурги регулярно проводили имплантацию и имели в распоряжении опытную междисциплинарную команду. Только так формируются отлаженные рабочие процессы и обеспечивается высокая безопасность лечения. При сложных операциях по замене протеза или перипротезных инфекциях преимущество специализированных центров проявляется особенно явно. Однако тем, кто целенаправленно ищет лечение с использованием робототехники, приходится нелегко, поскольку до сих пор не существует официального реестра специализированных центров, а само по себе наличие робота не является достаточным показателем качества. Важным показателем качества для пациентов является сертификация EndoCert. Центры максимального уровня медицинской помощи должны постоянно демонстрировать высокий объем операций, структурированные схемы лечения, а также подтвержденный опыт в первичном и повторном эндопротезировании. Это обеспечивает уровень качества, который может сыграть решающую роль, особенно при сложных операциях. В конечном итоге, однако, важен и личный подход. Пациент должен чувствовать, что ему предоставили качественную консультацию, понимать предложенную стратегию лечения и доверять хирургу. Если эта основа правильная, имеет смысл согласиться на совместное решение о лечении. Запрос слишком большого количества вторых мнений нередко приводит к неуверенности. И ещё одна мысль в заключение: для хирурга замена сустава — это часть повседневной клинической практики, а для пациента она часто означает возвращение к подвижности, самостоятельности и качеству жизни. Это осознание обязывает нас, хирургов, проводить каждую операцию с максимальной точностью, величайшей тщательностью и полным вниманием».

• Директор клиники и поликлиники ортопедии и спортивной ортопедии при клиническом центре TUM «Рехтс-дер-Изар»; один из ведущих экспертов в области эндопротезирования коленного и тазобедренного суставов, а также онкоортопедии в Германии.
• Специализируется на первичном и повторном эндопротезировании, индивидуальных протезах, роботизированной замене суставов и сложных операциях по удалению опухолей.
• Руководитель сертифицированного по стандарту EPZmax центра эндопротезирования и признанного центра по лечению крестца; ежегодно выполняет более 1400 операций по эндопротезированию.
• Президент Немецкого общества эндопротезирования (AE), бывший президент Немецкого общества коленного сустава, президент-основатель Немецкого общества тазобедренного сустава и мастера-эндопротезиста AE.
• Более 300 научных публикаций, редактор журнала «Der Orthopäde», регулярно удостаивается наград как ведущий врач.