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Presentazione di PowerPoint
Azienda Ospedaliera di Rilievo Nazionale
e di Alta Specializzazione
V. MONALDI - NAPOLI
Unità Operativa Complessa di Ortopedia
Direttore: Dott. Roberto Magri
Femore Prossimale
e
Stelo Anatomico
(Principi di Biomeccanica)
R. MAGRI
Ringraziamenti:
R. RAMBALDI (Milano)
M. ASSOM (Torino)
F. TRUCCHI (Torino)
F.DETTONI (Torino)
La durata dell’impianto femorale è legata a
filosofie diverse:
•Stelo anatomico
•Stelo aggressivo
•Stelo ibrido
•Fattori tribologici
LA BIOMECCANICA RIVESTE
UN RUOLO IMPORTANTE IN
TUTTI I CASI
Fondamentali sono i parametri
che influenzano la biomeccanica
dello stelo femorale
Posizione del Centro di Rotazione
(CRF)
Angolo cervico-diafisario (CCD)
Off-set della testa femorale
Lever arm
Ma in un’anca patologica la
alterazione non è soltanto ossea
Fattori determinanti la decisione
di una sostituzione protesica
1. Dolore
2. Limitazione funzionale
3. Zoppia
Obiettivi dell’impianto
protesico
1. Ricreare una funzione coxofemorale parafisiologica ed
indolore
2. Ripristinare o mantenere
l’isometria degli arti inferiori
Ripristinare la lunghezza degli
arti
La lunghezza in sé di un arto non è né
eumetrica né dismetrica; l’arto ha
semplicemente una sua metria propria
(lunghezza secondo il sistema metrico)
espressa da un numero in centimetri.
Un’uguale lunghezza di arti
omologhi (superiori o inferiori) si dirà
isometria; una differente lunghezza si dirà
eterometria (non dismetria)
SCOPO DI UN IMPIANTO
PROTESICO
Riprodurre per quanto
possibile l’anatomia
Correggere per quanto
possibile i difetti
DIFFICOLTÀ
Progettazione dei materiali
• Riproduzione dell’anatomia
• Tecnica dell’impianto
RICERCA DEI RIFERIMENTI
Centro di rotazione
Offset
Angolo cervico-diafisario
Antiversione
(Elitorsione)
RIFERIMENTI
Centro
di rotazione
Offset
Angolo
cervico-diafisario
CENTRO DI ROTAZIONE
Punto ideale in cui posizionare il centro di
rotazione della testa femorale protesica.
E’ ovviamente in relazione alla zona
d’impianto del cotile protesico: un cotile
troppo affondato medializzerà il CRF,
mentre lo lateralizzerà un cotile non
sufficientemente affondato.
Se il cotile protesico sarà posizionato
troppo in alto o troppo in basso avremo
rispettivamente un CRF craniale o caudale
CRF E PATOLOGIA
COXO-FEMORALE
E’ semplice identificare il CRF nella
coxartrosi primitiva come centro
dell’acetabolo
Più difficoltoso è individuarlo nella DCA
ove va ricercato nel paleocotile
RICERCA DEI RIFERIMENTI
centro
di rotazione
offset
angolo
cervico-diafisario
cervico-diafisario
CENTRO DI ROTAZIONE
Semplice nell’artrosi
Complesso nella DCA
Metodo di PAGNANO per la
determinazione del CRF
a) Altezza del bacino dalla bisischiatica alla porzione
più craniale dell’ala iliaca.
b) Linea inter-teardrop.
c) Segmento perpendicolare a (b) tracciato 5 mm
lateralmente al teardrop, pari al 20% di (a).
d) Parallela all’inter-teardrop che interseca (c) a 90°.
Il punto medio della ipotenusa del triangolo
rettangolo costituito da C e D rappresenta il CRF
ideale.
CRF sec. PAGNANO
d
c
b
Metodo di PIERCHON per la
determinazione del CRF
a) Linea inter-teardrop.
b) Linea che unisce i punti caudali delle sacroiliache.
c) Altezza tra (a) e (b).
d) Distanza inter-teardrop.
L’altezza del CRF nell’uomo sarà: C x 0,2 e la
distanza latero-mediale del CRF dal teardrop
sarà: D x 0,3. Nella donna: C x 0,18 e D x 0,25
CRF sec. PIERCHON
b
c
a
d
RICERCA DEI RIFERIMENTI
centro
di rotazione
offset
angolo
cervico-diafisario
cervico-diafisario
ANGOLO
CERVICO-DIAFISARIO
NORMALE: 125°
CCD
Valore medio 125° (115-140)
Esprime il grado di lateralizzazione
del femore, influisce sulla
lunghezza dell’off-set e del braccio
di leva degli abduttori
RICERCA DEI RIFERIMENTI
centro
di rotazione
offset
OFF-SET testa femorale
angolo
cervico-diafisario
cervico-diafisario
Distanza perpendicolare tra asse del femore e
centro di rotazione della testa (CRF).
Quantifica il grado di lateralizzazione del
femore e influenza il braccio di leva degli
abduttori (lever arm).
Valore medio 44 mm (36-56)
RICERCA DEI RIFERIMENTI
centro
di rotazione
offset
angolo
cervico-diafisario
cervico-diafisario
OFFSET
Asse della diafisi Centro di rotazione
RICERCA DEI RIFERIMENTI
Antiversione
ANTIVERSIONE
Normale 15°
LEVER ARM
Distanza tra CRF e perpendicolare alla linea
tangente al gran trocantere.
Valore medio 48 mm (34-71).
Funzione del CCD e dell’OFF-SET, oltre che
dell’antiversione.
Esprime la tensione degli abduttori e quindi il
momento della forza muscolare che
controbilancia il peso corporeo (principi di
Pauwels).
Esprime anche la tensione degli extrarotatori.
OFF-SET e LEVER ARM
OFF-SET e LEVER ARM
Funzione della lunghezza del
collo e dell’angolo CCD.
Collo corto e valgo medializzano
l’impianto
OFF-SET e LEVER ARM
Esprimono il grado di lateralizzazione
“dell’anca”
Influenzano l’asse meccanico dell’arto
inferiore
Diminuiscono le sollecitazioni
meccaniche a livello soprattutto del
comparto esterno del ginocchio.
OFF-SET e LEVER ARM
Se insufficienti determinano zoppia
poiché avvicinano le inserzioni dei pelvitrocanterici.
Se eccessivi determinano difficoltà
alla riduzione, una prevalenza degli
extrarotatori, una dislocazione posteromediale del gran trocantere.
OFF-SET e CRF
OFF-SET e CRF
Fondamentali elementi di
influenza sulla lunghezza degli
arti inferiori oltre che sulla
lateralizzazione o
medializzazione dell’impianto
protesico
ASSE MECCANICO
DELL’ARTO INFERIORE
Centro di rotazione
femorale
• Spine tibiali
• Centro della
tibio-tarsica
ASSE MECCANICO
DELL’ARTO INFERIORE
INCLINATO DI 3°-6°
RISPETTO ALL’ASSE
VERTICALE
3°-6°
EQUILIBRIO STATICO
LA SOMMA DELLE FORZE E DEI
MOMENTI DEVE ESSERE NULLA
Equilibrio
delle forze applicate
ANCA PATOLOGICA
DISPLASICA
Riduzione dell’off-set e della lunghezza del
lever arm
Extrarotazione e risalimento della testa
Spostamento posteriore del gran trocantere
Detensione degli abduttori e degli extrarotatori
Medializzazione del femore
Alterazione dell’antiversione
Rispettare i parametri
biologici
=
Rispettare i vettori
delle forze di carico
RISPETTO DEL
CENTRO DI ROTAZIONE
FEMORALE
MANCATO RISPETTO DEL
CENTRO DI ROTAZIONE FEMORALE
Eterometria
Compenso
ETEROMETRIA DEGLI ARTI
In appoggio sull’arto più lungo esteso
l’arto più corto compensa con
l’equinismo del piede
In appoggio sull’arto più corto esteso,
l’arto più lungo compensa con la
flessione del ginocchio
CONSEGUENZE DELLA CRANIALIZZAZIONE:
Riduzione relativa della lunghezza
dell’arto
CONSEGUENZE DELLA CAUDALIZZAZIONE:
• Aumento relativo della lunghezza
dell’arto
MANCATO RISPETTO DEL
CENTRO DI ROTAZIONE FEMORALE
..
Più il centro di rotazione diventa prossimale, più si riduce il
momento dei muscoli trocanterici
spinta in varo sul femore
compenso in valgo sul ginocchio
MANCATO RISPETTO DEL
CENTRO DI ROTAZIONE FEMORALE
Aumento
dell’offset
..
.
.
Riduzione
dell’offset
Più il centro di rotazione diventa prossimale, più aumenta
l’offset, in quanto aumenta la lunghezza del collo necessaria a
mantenere invariata la lunghezza dell’arto e viceversa
MANCATO RISPETTO DEL
CENTRO DI ROTAZIONE FEMORALE
.
.
Più il centro di rotazione diventa distale, più aumenta il
momento dei muscoli trocanterici e la
spinta in valgo del femore
compenso in varo sul ginocchio
RISPETTO DELL’OFFSET
Lunghezza del
collo protesico
Angolo cervico
diafisario
RIDUZIONE
DELL’OFFSET
Riduzione del momento
dei muscoli trocanterici
AUMENTO
DELL’OFFSET
Aumento del momento
dei muscoli trocanterici
Spinta in abduzione sul femore
Compensazione in varo sul
ginocchio
AUMENTO
DELL’OFFSET
Traslazione
dell’asse meccanico
In varo
..
RIDUZIONE
DELL’OFFSET
Adduzione del
femore
Compensazione in valgo
sul ginocchio
RIDUZIONE
DELL’OFFSET
Traslazione
dell’asse meccanico
In valgo
..
LA COMPENSAZIONE
A LIVELLO DEL GINOCCHIO
Avviene per azione di:
Tensore della fascia lata
in valgo
Adduttori e zampa d’oca
in varo
RISPETTO DELL’ANGOLO
CERVICO-DIAFISARIO
MANCATO
RISPETTO DELL’ANGOLO
CERVICO-DIAFISARIO
RISPETTO DELL’OFFSET
lunghezza del
collo protesico
angolo cervico
diafisario
RISPETTO DELL’ANTIVERSIONE
ANTIVERSIONE
Stelo e cotile devono aver
lo stesso grado di
antiversione.
TECNICA DI IMPIANTO
RISPETTO DELL’ANTIVERSIONE
MANCATO RISPETTO
DELL’ANTIVERSIONE
.
.
Sposterà l’asse meccanico
dell’arto inferiore
MANCATO RISPETTO
DELL’ANTIVERSIONE
.
.
Conseguenze di una alterata
ANTIVERSIONE
Se insufficiente l’antiversione del cotile:
impingement anteriore.
Se esagerata l’antiversione del cotile:
impingement posteriore.
Se insufficiente l’antiversione dello stelo:
impingement anteriore.
Se esagerata l’antiversione dello stelo:
impingement posteriore.
Conseguenze di una alterata
ANTIVERSIONE
L’esagerata antiversione o retroversione
intraruota o extraruota l’arto.
L’intra o l’extrarotazione può essere
mascherata nella deambulazione, ma
risulta evidente nella flessione del
ginocchio (gamba e coscia non
risulteranno allineati sul piano sagittale).
Una protesi d’anca correttamente
impiantata
Sul piano frontale non dovrà essere:
Né craniale né caudale rispetto al CRF
Lateralizzata quanto necessario (off-set e
lever arm corrretti)
CRF, OFF-SET e LEVER ARM
ottimali
Ripristinano l’isometria degli arti
Ripristinano la corretta tensione degli
abduttori
Clinicamente: riduzione / scomparsa
della zoppia, del dolore e della limitazione
funzionale.
CRF, OFF-SET e LEVER ARM
non ottimali
determineranno:
eterometria degli arti inferiori, riduzione
dell’off-set, insufficienza del braccio di leva
degli abduttori, decentramento della testa,
instabilità in carico...
CRF, OFF-SET e LEVER ARM
non ottimali
… elementi negativi legati tra loro e determinanti
un nuovo equilibrio a spese di sollecitazioni
articolari meccanicamente sfavorevoli a livello
dei segmenti sovra e sottostanti
CRF, OFF-SET e LEVER ARM
non ottimali
Causeranno un alterato equilibrio con
modificazioni e deformazioni anatomiche che
possono strutturarsi e divenire irriducibili
CRF, OFF-SET e LEVER ARM
non ottimali
Clinicamente il quadro che si potrà avere non è
del tutto roseo: dolori, insufficienza motoria,
zoppia, stancabilità etc.
COMPLESSITA’ DELLE RELAZIONI TRA
IMPIANTO PROTESICO E ALTRE STRUTTURE
rachide lombare,
ginocchio omolaterale,
anca controlaterale,
ginocchio dell’arto controlaterale,
collo piede,
postura
deambulazione
CONSEGUENZE DI UNA ETEROMETRIA
Il bacino si inclinerà verso il lato più corto
mentre il rachide lombare si appoggerà
verso la parte opposta
CONSEGUENZE DI UNA ETEROMETRIA
L’inclinazione del bacino su di un lato scopre
parzialmente la testa del femore controlaterale
con relativo sovraccarico sulla superficie
“coperta”
La coxalgia sarà in relazione a questa situazione
anatomica e allo spostamento riflesso del carico
sull’anca controlaterale alla patologica.
ASIMMETRIA DEL CARICO SUL GINOCCHIO
L’asimmetria di carico sui due comparti del
ginocchio sovraccarica uno di questi e ciò porta
• distensione legamentosa sull’altro versante
• lesioni condrali del comparto sovraccaricato
• compromissione irreversibile dello stesso
comparto
CONSEGUENZE FEMORO-ROTULEE
Non va dimenticata la patologia femoro-rotulea
indotta o dalla flessione del ginocchio dell’arto
più lungo o dalle alterazioni torsionali
importanti derivanti da alterazione della
antiversione del collo fomorale: una alterazione
della rotazione tibiale può portare infine ad un
conflitto femoro-rotuleo rilevante
A CARICO DELL’ANCA CONTROLATERALE
Essa è spesso sollecitata eccessivamente
per diminuzione delle superfici portanti e
sovraccarico d’utilizzo.
A CARICO DEL PIEDE
Sul piede l’alterazione più nota è l’equinismo
di compenso dell’arto più corto esso sarà
riducibile all’inizio, ma potrà strutturarsi col
persistere dell’alterazione
LA ZOPPIA
potrà persistere anche dopo l’intervento e non
più legata al dolore, ma alla eterometria e/o alla
insufficienza della azione di leva degli abduttori
RIFLESSIONI
Ripristinare il CRF, l’ OFF-SET,
l’antiversione del collo è
fondamentale per ripristinare una
giusta lunghezza della leva degli
abduttori e degli arti inferiori
RIFLESSIONI
Occorre tenere in debito conto le
conseguenze che possono
ripercuotersi sui segmenti
scheletrici a monte e a valle
dell’anca da protesizzare
RIFLESSIONI
Lombalgia, gonalgia omolaterale e
coxalgia controlaterale rappresentano
sintomatologie frequenti e modificabili
con l’impianto protesico
Impianto in varo
o in valgo
Alterazione angolo
cervico-diafisario previsto
Alterazione offset e
isometria
Impianto in varo
o in valgo
Alterata trasmissione delle
forze sulla
interfaccia protesi-osso
Aree di sovraccarico
CONCLUSIONI
Rispettare l’anatomia significa
mantenere:
•
•
•
•
centro di rotazione
angolo cervico-diafisario
offset
level arm
in proporzioni tali da non alterare
la lunghezza dell’arto inferiore...
Modificare l’ordine dei fattori può
cambiare il risultato
Karl Popper riteneva che è più facile
dimostrare che una teoria è falsa piuttosto
che vera
Ma una teoria non è un teorema matematico
che può essere dimostrato da presupposti
veri o falsi che siano
Una teoria nasce per spiegare i fenomeni
osservati in natura e può essere pertanto
riprodotta nei laboratori scientifici
La ricerca di clinica applicata e i risultati di
laboratorio dimostrano che è possibile
ricostruire l’anatomia dell’anca
Una protesi anatomica può facilitare
il compito
E’ comunque sempre difficile riprodurre
l’anatomia normale
Occorre ricordare però che
La fanatica ricerca di un bel risultato
radiografico dell’impianto può a volte
non corrispondere alle aspettative e a
un buon risultato clinico sia per la
cattiva sintomatologia dell’anca
operata sia per la patologia dei
segmenti adiacenti o controlaterali
La tolleranza è
la più grande virtù
La protesi ideale
è…l’anca sana
?
Grazie
Fly UP