Ilizarov Technique with Proximal Femoral and Triple Pelvic Osteotomy for the Treatment of Adolescent Developmental Dysplasia of the Hip

Mikhail Teplenky; Waleed Mekki; Evgenii Oleinikov

doi:10.1055/s-0039-3400737

. 2020 Jan 9;55(2):232–238. doi: 10.1055/s-0039-3400737

Ilizarov Technique with Proximal Femoral and Triple Pelvic Osteotomy for the Treatment of Adolescent Developmental Dysplasia of the Hip ^{^*}

Mikhail Teplenky ¹, Waleed Mekki ^1,^✉, Evgenii Oleinikov ¹

PMCID: PMC7186069 PMID: 32346201

Abstract

Objective The significance of pelvic osteotomies in developed coxarthrosis is still disputable. Some authors believe that incongruence and early osteoarthritis of the articular surfaces are contraindications for joint-preserving surgery and will stimulate further progression. The opposite view is that triple pelvic osteotomy can be an alternative to early joint replacement. The present study reports the mid to long term results of adolescent patients with developed coxarthrosis treated by proximal femoral and triple pelvic osteotomies and fixed by the Ilizarov technique.

Methods A retrospective review between 2002 and 2014 of the treatment of 26 patients with coxarthrosis due to developmental dysplasia of the hip (DDH). The sample was composed of 22 female and 4 male subjects with a mean age at operation of 14.7 years (range: 12–18 years) and mean follow-up of 5.9 years (range: 3–13 years).

Results The initial functional results according to the Merle d'Aubigné and Postel criteria were: pain – 4.3 ± 0.05 points; range of motion – 3.6 ± 0.3 points; and gait – 4 ± 0.15 points. The average index of the weight bearing zone (WBZ) was of 38.7° ± 2.721°. The acetabular coefficient (AC) was of 162 ± 6.8, the center–edge angle (CEA) of Wiberg was of 3° ± 0.2°. The outcomes were followed up from 3 to 13 years. At the final follow-up, the radiographic outcomes showed that the value of the WBZ decreased to 8.2° ± 1.293° (0–15°), and that the AC increased to 249 ± 12.05. The average neck–shaft angle (NSA) was of 115° ± 4°, the articulo-trochanteric distance (ATD) was of 8,5 ± 1,5 mm, and the CEA of Wiberg was of 28° ± 1.6°) at the final follow-up. The distribution of the joints according to Tönnis et al was: grade I – 17 joints; grade II – 8 joints; and grade III – 1 joint. The outcomes were good for 14 patients (54%), fair for 10 patients (34.5%), and poor for 2 (11.5%) patients.

Conclusion The treatment of adolescent hip dysplasia requires a proper assessment of the degree of dysplasia and the surgery needed to redirect pelvic components to achieve suitable conditions for hip remodeling, and our mid- to long-term results showed very good outcomes when applying these principles using the Ilizarov technique.

Keywords: hip dysplasia, hip osteoarthritis, osteotomy, adolescent

Introduction

Redirecting triple pelvic and other osteotomies around the hip gained popularitylong ago with the aim of decreasing or preventing further progression of congenital dysplastic hip osteoarthritis; these procedures also have successful short-, mid- and long-term results in terms of symptom relief for most patients, but a small proportion of patients does not show any improvement, and an even smaller proportion shows progression of their symptoms despite the operative intervention. ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹²

Incongruence and early osteoarthritic symptoms of the articular surfaces are considered by some authors as negative predictors for joint preserving surgery. ⁹ ¹³ The opposite point of view is that triple pelvic osteotomy can be an alternative to the early joint-replacement surgery. ¹² ¹⁴ The increase in the contact area between the congruent head and the acetabulum can promote remodeling of the degenerating cartilage. ¹⁰ Some authors ⁸ believe that technical complexity and corrective potentials are correlated. However, triple pelvic osteotomy is a reliable method to reconstruct residual acetabular dysplasia, and it promotes future pelvic remodeling and femoral head containment in young and adolescent patients. ¹⁵ With over 25 years of experience using the Ilizarov technique for hip reconstruction in children, we report our mid- to long-term results regarding hip reconstruction in adolescents with dysplastic hips due to developmental dysplasia.

Materials and Methods

Between 2002 and 2014, with the approval of our Institutional Review Board (IRB) and Ethical Committee, the results of the treatment of 26 patients with dysplastic coxarthrosis were analyzed. The mean age at the intervention was 14.7 years (range: 12–18 years). The sample was composed of 22 female and 4 male patients. The mean follow-up was 5.9 years (range: 3–13). Our inclusion criteria were: 1) patients aged > 12 and < 19 years; 2) with grades I or II of developmental dysplasia of the hip (DDH) according to Tönnis et al ¹⁶ ; 3) with grades II, III and IV of articular congruence according to the Coleman criteria; and 4) follow-up period ≥ 3 years. The exclusion criteria were: 1) patients aged < 12 and > 19 years; 2) with grades 0 and II of DDH according to Tönnis et al ¹⁶ ; 3) with grade I of articular congruence according to Coleman; and 4) dysplastic hips with causes other than DDH.

The clinical history and examination, in addition to plain pelvic radiographs, were used for the preoperative diagnosis and to follow up on the functional results. The clinical outcome was assessed using the Merle d'Aubigné and Postel ¹⁷ criteria, and the radiographic improvement, by the Severin criteria. The qualitative assessment of the condition of the hip was made in accordance with the criteria by Tönnis et al ¹⁶ and Coleman. The radiographs of the hip joint analyzed were performed in anteroposterior and profile projections before the operation, during the treatment, and all throughout the follow-up period. Manual drawing on X-rays was used to assess the radiographic parameters. The following radiographic parameters were calculated: index of the weight bearing zone (WBZ); acetabular coefficient (AC); neck–shaft angle (NSA); articulo-trochanteric distance (ATD); center–edge angle (CEA) of Wiberg; vertical-center-anterior (VCA) angle; and the migration index (MI).

All of the patients underwent extra-articular hip reconstruction with the Ilizarov apparatus for correction of the acetabular dysplasia, and pelvic osteotomies such as those described by Carlioz et al ¹ and Steel ¹⁸ were performed ( Fig. 1 and 2 ). In six cases, the pelvic osteotomy was supplemented with incomplete periacetabular osteotomy to change the shape of the cavity arch. We performed pelvic osteotomies in all of the 26 study patients. As well as the pelvic correction, correction of the proximal femur deformity was performed in 22 cases, the details of which are as follows: in 5 cases we performed detorsion osteotomy; in 8 cases, varus derotation osteotomy; in 4 cases, valgus derotation osteotomy; and, in 5 cases, double transtrochanteric osteotomy ( Fig. 3 ). The remaining four cases were only submitted to pelvic osteotomies. The Ilizarov apparatus was used to fix the osteotomized fragments. Over the course of the treatment, supportive distraction between the articular surfaces was performed to provide a mode of decompression.

Fig. 1 — Steel ¹⁸ triple osteotomy. ( A ) Ischial bone osteotomy. ( B ) Pubic bone osteotomy. ( C ) Iliac bone osteotomy.

Fig. 2 — Carlioz et al ¹ osteotomy. ( **A, B** ) Pubic bone osteotomy. ( **C, D** ) Ischial bone osteotomy. ( **E, F** ) Iliac bone osteotomy.

Fig. 3 — Techniques for reconstruction of the femoral and pelvic components of the hip. ( A ) Detorsion subtrochanteric osteotomy. ( B ) Valgus derotation subtrocahnteric osteotomy. ( C ) Varus derotation subtrochanteric osteotomy. ( D ) Double transtrochanteric osteotomy. ( E ) Pelvic osteotomy connected to the frame.

The radiographic results were analyzed using the Microsoft Excel 2007 (Microsoft Corp., Redmond WA, US) software. The angles and other parameters were calculated as means ± standard deviations, and the p -value of statistical significance was calculated using data dispersion, and the Student t -test. Values of p < 0.05 were considered significant. Consent was taken from the patients or their guardians for the purpose of the study without personal identification.

Surgical Technique

In the operating room under general anesthesia, 5 Kirschner wires (k-wires) with olives are passed through the iliac wing, at least one of them in the opposite direction, and another 4 k-wires are passed to the distal femoral metaphysis. All wires are then connected to the Ilizarov apparatus by arches that are joined together by rods ( Fig. 3 ). Using the Steel ¹⁸ method ( Fig. 1a-c ), we perform a longitudinal incision of 3–4 cm laterally from the ischial tuberosity to osteotomize the ischium, an incision of 2–3 cm medial to the neurovascular bundle, and, below the inguinal ligament, we perform a pubic osteotomy and a 3–4-cm incision above the anterior superior iliac spine to perform an iliac osteotomy. After mobilizing the fragments in a favorable position for anterolateral head coverage, the acetabular fragment is fixed to the pelvic frame by means of wires or Schanz screws ( Fig. 4 ) in the supra-acetabular region. If the Carlioz et al ¹ technique is used, an incision of 5–6 cm on the inner surface of the thigh is made 1 cm distal to the inguinal fold, and, between the adductor longus and pectineus muscles, we perform a blunt dissection to reach the pubic bone and perform an osteotomy ( Fig. 2a,b ). Then, through the same incision and between the adductor longus and magnus muscles, we reach the sciatic bone to perform a transverse osteotomy distal to the sciatic spine ( Fig. 2c,d ). Osteotomy of the ilium and acetabular coverage are performed just as in the Steel ¹⁸ osteotomy. If necessary, an incomplete periacetabular osteotomy can be performed by making a 5–6 cm incision along the inguinal crease between the origins of the sartorius and tensor fasciae latae muscles. Care should be taken not to breach the articular cartilage. The supra-acetabular fragment is then connected to the frame via wires or Schanz pins. Corrective surgery on the femur is performed 2 weeks after the pelvic osteotomy. It is worth noting that, when using the Ilizarov technique, and when the pelvic and femoral osteotomies are performed separately, they become relatively simple and less traumatic interventions. However, simultaneous surgery is possible, but, in this case the duration and aggressiveness of the operation increases. Therefore, the two-stage treatment is accepted at our center. When performing hip surgery two weeks after pelvic osteotomy, the total period of hardware treatment does not change, as it is determined primarily by the period of consolidation of the pelvic bones. With respect to the studied group, it is also important to mention that in the case of initial incongruence and deformation of the joint components, a two-stage reconstruction significantly facilitates the adaptation of joint surfaces.

Fig. 4 — 16 year-old female with left dysplastic coxarthrosis. ( A ) X-ray with grade-I osteoarthritis, Coleman type-II congruence of articular surfaces, weight-bearing zone (WBZ): 28°, acetabular coefficient (АС): 190, center–edge angle (CEA): 5°, vertical-center-anterior (VCA) angle: 5°, and migration index (MI): 32%. ( B ) Pelvic anteroposterior radiograph of hip reconstruction with closed reduction pelvic triple and double transtrochanteric osteotomies.( **C,D** ) 12-year follow-up anteroposterior and lateral radiographs with femoral head containment and Coleman grade-I congruence, WBZ: 0°, АС: 210, CEA: 30°, VCA angle: 20°, and MI: 0%.

Results

The duration of the treatment was of 76 ± 2.2 days. The duration of the rehabilitation was of 9 ± 1.5 months. The initial functional results in accordance with the Merle d'Aubigné and Postel ¹⁷ criteria were: pain – 4.3 ± 0.05 points; range of motion (RoM) – 3.6 ± 0.3 points; and gait – 4 ± 0.15 points. The leading radiographic signs in all of the joints were acetabular dysplasia and subluxation of the femoral head. The average index of the WBZ was of 38.7° ± 2.72°, and the AC was of 162 ± 6.8. The CEA of Wiberg was of 3° ± 0.2°, the VCA was of 10° ± 1.5°, and the MI was of 38% ± 4.5%. In every case, there was an excessive femoral neck anteversion (41.6 ± 1.24). In 22 cases, various types of proximal femur deformities were observed, which were corrected accordingly ( Fig. 3 ). In 8 cases, there was valgus deformity of the neck with NSA of 142.4° ± 1.44°. In 9 cases, there was marked coxa vara, with NSA of 96.5° ± 2.344°, and shortening of the neck, with АТD of 9.8 ± 2.01 mm. In five cases there was only deviation of the neck in the horizontal plane.

The distribution of joints by the degree of dislocation according to Tönnis et al ¹⁶ was: grade I – 10 cases; grade II – 13 cases; and grade III – 3 cases. The grade of coxarthrosis was also assessed according to Tönnis et al ¹⁶ : grade I – 16 cases; and grade II – 10 cases. The type of congruence of the articular surfaces was assessed according to Coleman: grade II –7 cases; grade III – 8 cases; and grade IV – 11 cases.

The outcomes were followed up from 3 to 13 years. The functional results according to Merle d'Aubigné and Postel ¹⁷ were: pain – 4,7 ± 0,1 points; RoM – 4,1 ± 0,2 points; and gait – 4,6 ± 0,1 points. According to the radiographic outcomes, the value of the WBZ decreased to 8.2° ± 1.293°, and the AC increased to 249 ± 12.05. The average NSA was of 115° ± 4°, and the ATD, 8.5 ± 1.5 mm. The average reduction indices improved with the CEA of Wiberg of (28° ± 1.6°, VCA angle of 26° ± 1.5°, and MI of 12.6 ± 1.5. There was a significant difference between all of the preoperative and postoperative values ( Table 1 ). The radiographic findings according to the Severin criteria were: grade IIа – 14 cases; grade IIb – 8 cases; and grade III – 4 cases. According to the Coleman criteria, they were: grade I – 6 cases; grade II – 5 cases; grade III – 12 cases; and grade IV – 3 cases. The distribution of the joint according to Tönnis et al ¹⁶ was: grade I – 17 joints; grade II – 8 joints; and grade III – 1 joint. There was an improvement in the congruence of the articular surfaces, and at the final follow-up, the grade of arthrosis remained unchanged in 20 cases, had reduced in 4 joints, and had progressed by 1 grade in 2 joints. Overall, the outcomes were good for 14 patients (54%), fair for 10 patients (34.5%), and poor for 2 patients (11.5%), which means that positive results with halting of the osteoarthritis progression were observed in 24 patients (88.5%) ( Figs. 4 and 5 ).

Table 1. Radiographic parameters, preoperatively and postoperatively, and last folow-up results.

Parameters	Treatment intervals
Parameters	Preoperative	After frame removal	Last follow-up
NSA (°)	118.5 ± 3.9	121 ± 1.0*	116 ± 1.0* p < 0.05
AA (°)	41.6 ± 1.6	15 ± 0.8* p < 0.001	16 ± 0.8
АТD (mm)	7.2 ± 2.8	13.7 ± 0.3* p < 0.05	11.5 ± 0.4*
WBZ	39 ± 1.6	9 ± 0.7* p < 0.001	8.2 ± 0.8
AC	162 ± 1.9	190 ± 7.5* p < 0.01	249 ± 6.6 p < 0.01
CEA (°)	3 ± 0.8	30.5 ± 1.4* p < 0.001	28 ± 1.8
MI (%)	38 ± 1.5	8.5 ± 1.5* p < 0.001	12.6 ± 1.8
VCA (°)	10 ± 0.7	27 ± 0.8* p < 0.01	26 ± 0.9

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Abbreviations: AA, epiphysis-shaft angle of Alsberg; AC, acetabular coefficient; ATD, articulo-trochanteric distance; CEA, center–edge angle; migration index (MI); neck–shaft angle (NSA); VCA, vertical-center-anterior angle; WBZ, weight-bearing zone (WBZ).

Note:*Statistically significant p -value.

Fig. 5 — 19 year-old male with left dysplastic coxarthrosis. ( A ) X-ray with grade-I osteoarthritis and grade-II dislocation, Coleman type-IV incongruence. WBZ: 43°, АС: 160, CEA: 0°, VCA angle: 0°, and MI: 48%. ( B ) Pelvic anteroposterior radiograph of hip reconstruction with closed reduction pelvic triple and double transtrochanteric osteotomies. ( C ) 4-year follow-up anteroposterior radiograph with reduction, WBZ: 8°, АС: 210, CEA: 20°, VCA angle: 22°, and MI: 16%. ( **D, E** ) Abduction and negative Trendelenburg test.

Discussion

In hip dysplasia, the acetabular component is usually affected, as well as the femoral component, but to a lesser extent. In the shallow acetabulum, the femoral head is lateralized and dislocated with abnormal anatomical ratios of the hip components, disturbed biomechanics and peri-articular muscular and ligamentous contracture. ² ¹⁹ The long-term results of many pelvic reorientation osteotomies for symptomatic hip dysplasia are satisfactory. ⁵ ¹⁶ ¹⁸ ¹⁹ ²⁰ ²¹ ²² The increase in the contact area between the congruent head and the acetabulum can promote remodeling of the degenerated cartilage. ¹⁰ Pelvic osteotomy can even prevent the further development of second-stage coxarthrosis ¹² ²³ and promote its regression. ⁷ Different pelvic reorientation osteotomy techniques have been studied and compared, ²⁴ including the Bernese periacetabular osteotomy, ²⁵ and some of them enable rotation in unwanted directions and result in inferior outcomes. When comparing the Ganz, Carlioz et al ¹ and Tönnis et al ¹⁶ osteotomies, the Carlioz et al ¹ osteotomy provided less motion, with predictable displacement of osteotomy fragments in the proposed directions. The Tönnis et al ¹⁶ and Ganz osteotomies enabled unrestrained motion in different directions. ²⁴ The Carlioz et al ¹ osteotomy was used together with the Steel ¹⁸ osteotomy in the present study. Young patients with dysplastic hips due to DDH may benefit from intertrochanteric and pelvic osteotomies to postpone or eliminate the need for total hip replacement (THR). ² ⁴ ⁶ ¹² ¹⁴ The use of the Ilizarov technique for hip dysplasia reduction and fixation of multiple osteotomies at the same time without the need for open reduction and femoral shortening have shown good outcomes, with a lower prevalence of avascular necrosis. ²⁶

We believe that the age of the patient at the operation plays an important role in the final outcome, with patients who have completed their skeletal maturity having less favorable outcomes. Some studies ² ⁴ ²⁷ were performed with broader age groups, and some of the patients needed conversion to THR earlier. Okano et al ¹⁴ showed progression in 11 (25%) patients in their sample; however, the mean age of their patients at the operation was 43.4 years (range: 30–59 years). Average outcomes were observed by Böhm et al, ⁶ in a study in which mean age of the patients at the operation was 24.8 years (range: 19–35 years); the authors observed average results, with a decrease in the coxarthrosis in 11 hips, no change in 17 hips, and worsening of the condition in 5 hips. In contrast, our sample only included adolescent patients (12–18 years), and resulted in 88.5% of positive outcomes, with worsening only in 2 cases (11.5%); similar results were obtained by other authors, ³ ¹⁸ who conducted studies with younger samples.

Regarding the degree of preoperative osteoarthritis, in a study performed by Van Hellemondt et al ¹¹ (although their significant negative factors for good long-term results were the presence of osteoarthritic changes and a fair or poor preoperative clinical score), the authors reported their results after triple pelvic osteotomy of 48 hips: 42 (88%) patients with long-term follow-up of 15 years did not have progression of their osteoarthritis, and 27 (64%) patients had good to excellent clinical results. Interestingly, Johnsen et al ²² found that, among the Sámi population of Norway, a hip with DDH has low predictive value for concurrent radiographic osteoarthritis. Thus, radiographic indices cannot predict the rate at which the hip joint will develop osteoarthritis; however, we believe there is no contraindication per se to perform reorientation pelvic osteotomies in patients with dysplastic radiographic changes. Regarding our choice of osteotomy, we prefer the Carlioz et al ¹ technique if a considerable transposition of the acetabulum is required.

Regarding the method of fixation after osteotomy, the conventional methods of fixation are more likely to be strong k-wires or pins and plates, and some authors ⁴ ²⁷ ²⁸ have reported a higher incidence of nonunion, which is associated with patient dissatisfaction. In the present study, we did not observe any case of nonunion, probably because of the relative stability of the frame. However, were this to occur, we could still modify the frame and add or remove wires to make the bone fragments more dynamic as needed. Other complications, like infection, bleeding and postoperative pain can be bothersome, and Trousdale et al ⁴ reported pain related to the hardware that led to its removal in 9 patients (21%) in their series. Regarding the complications observed by us, there were two cases of pin-tract infection (PTI), which were treated with intravenous (IV) cefazolin and frequent dressing changes. We also observed two cases of rapid development of the osteoarthritis during the first two years of follow-up: one patient had overcorrection of the femoral head, but this has been refuted by Klein et al, ¹⁵ who found in their study that 33 (80.5%) hips with overcorrection in the 3 planes showed no significant differences when compared with hips with normal parameters. We think the cause was femoroacetabular impingement and narrowing of the joint space, as it appeared on the radiograph. The other patient had undercoverage of the femoral head by osteotomy, which probably played a role in the progression of the osteoarthritis. In our opinion, the advantages of our technique are primarily due to the use of the Ilizarov apparatus, with great versatility of correction and movement of the acetabular fragments, and it is less invasive, and results in lower blood loss, which might be associated with better outcomes. ³ ²⁹ The use of the Ilizarov technique also enables early rehabilitation, with the patients being able to walk on the second postoperative day.

The use of the Ilizarov technique for correction and lengthening in hip ischemic deformities has been reported with good mid-term results. ³⁰ However, some patients might be uncomfortable with the bulky frame, but in time they will get used and comfortable with it, focusing on their treatment. Another limitation is that it requires experience on the part of the surgeon with the use of the Ilizarov technique, which takes some time to acquire.

Conclusion

Application of the Ilizarov technique for reconstructive pelvic surgery due to congenital hip dysplasia in adolescents has proven to be a successful and reliable method. The technique can be an alternative to joint replacement in adolescents and young adults, and it provides sufficient function to the affected joint. Overall, the outcomes in the present study were good for 14 patients (54%), fair for 10 patients (34.5%), and poor for 2 (11.5%) partients, which means that positive results, with halting of the osteoarthritis progression, were observed in 24 patients (88.5%).

Conflito de Interesses Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Estudo realizado no Departamento de Ortopedia Pediátrica do Centro Científico Russo Ilizarov para Traumatologia Restauradora e Ortopedia, Kurgan, Rússia.

Study conducted at the Department of Pediatric Orthopedics, Russian Ilizarov Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopedics, Kurgan, Russia.

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Técnica de Ilizarov nas osteotomias do fêmur proximal e pélvica tripla para o tratamento da displasia do desenvolvimento do quadril em adolescentes ^{^*}

Resumo

Objetivo A importância das osteotomias pélvicas na coxartrose desenvolvida ainda é discutível. Alguns autores acreditam que a incongruência e a osteoartrite inicial das superfícies articulares são contraindicação para a cirurgia de preservação articular e estimularão maior progressão. A visão oposta é a de que a osteotomia pélvica tripla pode ser uma alternativa à substituição articular precoce. Este estudo relata resultados de médio a longo prazo de pacientes adolescentes com coxartrose desenvolvida, tratados por osteotomias proximais do fêmur e pélvica tripla, fixados pela técnica de Ilizarov.

Métodos Revisão retrospectiva entre 2002 e 2014 do tratamento de 26 pacientes com coxartrose devido a displasia do desenvolvimento do quadril. A amostra continha 22 mulheres e 4 homens. A idade média na operação foi de 14,7 anos (variação: 12–18 anos), e o acompanhamento médio foi de 5,9 anos (variação: 3–13).

Resultados Os resultados funcionais iniciais de acordo com o método de Merle d'Aubigné e Postel foram: dor – 4,3 ± 0,05 pontos; mobilidade – 3,6 ± 0,3 pontos; e marcha – 4 ± 0,15 pontos. O valor médio do índice da zona de carga (ZC) foi 38,7° ± 2.721°. O coeficiente acetabular (CA) foi de 162 ± 6,8, e o ângulo centro–borda (ACB) de Wiberg foi de 3° ± 0,2°. Os resultados foram acompanhados por 3 a 13 anos. No acompanhamento final, os resultados radiográficos mostraram que o valor do índice da ZC diminuiu para 8.2 ± 1.293° (0°–15°), e o CA aumentou para 249 ± 12,05. A média do ângulo cervicodiafisário (ACD) foi 115° ± 4°, a distância articulotrocantérica (DAT) foi de 8,5 ± 1,5 mm, e o ACB de Wiberg foi 28° ± 1,6° no acompanhamento final. A distribuição das articulações segundo Tönnis et al foi: grau I – 17 articulações; grau II – 8 articulações; e grau III – 1 articulação. O resultado foi bom em 14 pacientes (54%), razoável em 10 pacientes (34,5%), e ruim em 2 (11.5%).

Conclusão O tratamento da displasia do quadril na adolescência requer uma avaliação adequada do grau de displasia e a cirurgia necessária para reorientar os componentes pélvicos com o objetivo de alcançar condições adequadas para a remodelação do quadril. Nossos resultados de médio a longo prazo mostraram desfechos muito bons ao aplicarmos esses princípios usando a técnica de Ilizarov.

Palavras-chave: displasia do quadril, osteoartrite do quadril, osteotomia, adolescente

Introdução

Redirecionar a osteotomia pélvica tripla e outras osteotomias na região do quadril ganhou popularidade há muito tempo, com o objetivo de diminuir ou impedir maior progressão da osteoartrite displásica congênita do quadril, o que também apresenta bons resultados em curto, médio e longo prazos em termos de alívio dos sintomas para a maioria dos pacientes, mas uma proporção menor não apresenta melhora, e uma proporção menor ainda apresenta progressão dos sintomas, apesar da intervenção cirúrgica. ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ ¹²

Incongruência e sintomas osteoartríticos precoces das superfícies articulares são considerados por alguns autores preditores negativos para cirurgia de preservação articular. ⁹ ¹³ O ponto de vista oposto é o de que a osteotomia pélvica tripla pode ser uma alternativa à cirurgia de substituição articular precoce. ¹² ¹⁴ O aumento da área de contato entre a cabeça congruente e o acetábulo pode promover a remodelação da cartilagem degenerada. ¹⁰ Alguns autores acreditam que a complexidade técnica e os potenciais corretivos estão correlacionados. ⁸ No entanto, a osteotomia pélvica tripla é um método confiável para reconstruir a displasia acetabular residual e promover remodelação pélvica futura e contenção da cabeça femoral em pacientes jovens e adolescentes. ¹⁵ Com mais de 25 anos de experiência usando a técnica de Ilizarov para reconstrução do quadril em crianças, relatamos nossos resultados de médio a longo prazo na reconstrução do quadril em adolescentes com quadris displásicos devido a displasia do desenvolvimento do quadril.

Materiais e Métodos

Entre 2002 e 2014, com aprovação do Conselho de Revisão Institucional (CRI) e do Comitê de Ética de nossa instituição, foram analisados os resultados do tratamento de 26 pacientes com coxartrose displásica. A idade média na intervenção foi de 14,7 anos (variação: 12–18 anos). A amostra continha 22 mulheres e 4 homens. O acompanhamento médio foi de 5,9 anos (variação: 3–13 anos). Nossos critérios de inclusão foram: 1) pacientes com idade > 12 e < 19 anos; 2) com grau I ou II para displasia do desenvolvimento do quadril (DDQ) de acordo com Tönnis et al; ¹⁶ 3) com graus II, III e IV de congruência articular de acordo com os critérios de Coleman; e 4) período de acompanhamento ≥ 3 anos. Os critérios de exclusão foram: 1) pacientes com idade < 12 e > 19 anos; 2) com grau 0 e III para DDQ de acordo com Tönnis et al; ¹⁶ 3) com grau I de congruência articular de acordo com Coleman; e 4) e com quadris displásicos por outras causas que não a DDQ.

Histórico clínico e exame, além de radiografias pélvicas simples, foram utilizados para o diagnóstico pré-operatório e para acompanhar os resultados funcionais. O desfecho clínico foi avaliado pelos critérios de Merle d'Aubigné e Postel, ¹⁷ e a melhora radiográfica, pelos critérios de Severin. A avaliação qualitativa da condição do quadril foi realizada de acordo com os critérios de Tönnis et al ¹⁶ e Coleman. As radiografias estudadas da articulação do quadril foram realizadas nas projeções anteroposterior e lateral antes da operação, durante o tratamento, e ao longo de todo o período de acompanhamento. Desenho manual sobre raios-X foi usado para avaliar os parâmetros radiográficos. Os seguintes parâmetros radiográficos foram calculados: índice da zona de carga (ZC), coeficiente acetabular (CA), ângulo cervicodiafisário (ACD), distância articulotrocantérica (DAT), ângulo centro–borda (ACB) de Wiberg, ângulo central-vertical-anterior (CVA), e índice de migração (IM).

Todos os pacientes foram submetidos a reconstrução extra-articular do quadril com o aparelho de Ilizarov para correção da displasia acetabular, e foram realizadas osteotomias pélvicas como as de Carlioz et al ¹ e Steel ¹⁸ ( Fig. 1 e 2 ). Em seis casos, a osteotomia pélvica foi complementada com osteotomia periacetabular incompleta para alterar a forma do arco da cavidade. Em todo o estudo, com 26 pacientes, fizemos osteotomia pélvica. A correção da deformidade proximal do fêmur foi realizada em 22 casos, além da pélvica, cujos detalhes são os seguintes: em cinco casos fizemos osteotomia de destorção, em oito casos, osteotomia de desrotação do varo, em quatro casos, osteotomia de desrotação do valgo, e, em cinco casos, osteotomia transtrocantérica dupla ( Fig. 3 ). Nos quatro casos restantes, foram feitas apenas osteotomias pélvicas. O aparelho de Ilizarov foi utilizado para fixar os fragmentos osteotomizados. No decorrer do tratamento, foi realizado destracionamento de apoio entre as superfícies articulares para proporcionar um modo de descompressão.

Os valores radiográficos foram analisados usando o programa Microsoft Excel 2007 (Microsoft Corp., Redmond WA, EUA). Os ângulos e outros parâmetros foram calculados como médias ± desvios padrão, e o valor de p da significância estatística foi calculado usando dispersão de dados, erro, e o teste t de Student. Valores de p < 0,05 foram considerados significativos. Os pacientes ou seus responsáveis deram consentimento para os fins do estudo, sem identificação pessoal.

Técnica Cirúrgica

Na sala de cirurgia, sob anestesia geral, 5 fios de Kirschner (fios k) olivados são passados pela asa ilíaca, pelo menos um deles na direção oposta, e outros 4 fios k são passados para a metáfise femoral distal. Todos os fios são então conectados ao aparelho de Ilizarov por arcos que são conectados por hastes ( Fig. 3 ). Usando o método de Steel ¹⁸ ( Fig. 1a-c ), realizamos incisão longitudinal de 3–4 cm lateralmente a partir da tuberosidade isquiática para osteotomizar o ísquio, uma incisão de 2–3 cm medial ao feixe neurovascular, e, abaixo do ligamento inguinal, realizamos osteotomia púbica e uma incisão de 3–4 cm acima da espinha ilíaca anterossuperior para realizar a osteotomia ilíaca. Após mobilizar os fragmentos em posição favorável para a cobertura da cabeça anterolateral, o fragmento acetabular é fixado à estrutura pélvica usando fios ou pinos de Schanz ( Fig. 4 ) na região supra-acetabular. Se a técnica de Carlioz et al ¹ for usada, uma incisão de 5 cm a 6 cm na superfície interna da coxa é feita 1 cm distal à prega inguinal, e, entre os músculos adutor longo e pectíneo, fazemos a dissecção romba para alcançar o osso púbico e realizar a osteotomia ( Fig. 2a,b ). Depois, pela mesma incisão e entre os músculos adutor longo e magno, atingimos o osso ciático para realizar uma osteotomia transversal distal à coluna ciática ( Fig. 2c,d ). A osteotomia do ílio e a cobertura acetabular são realizadas como na osteotomia de Steel. ¹⁸ Se necessário, uma osteotomia periacetabular incompleta pode ser realizada por uma incisão de 5cm a 6 cm ao longo do vinco inguinal entre as origens do sartório e do músculo tensor da fáscia lata. Deve-se tomar cuidado para não violar a cartilagem articular. O fragmento supra-acetabular é então conectado à armação por meio de fios ou pinos de Schanz. A cirurgia corretiva no fêmur é realizada duas semanas após a osteotomia pélvica. Vale ressaltar que, no caso da técnica de Ilizarov, e quando as osteotomias pélvica e femoral são realizadas separadamente, elas se tornam intervenções relativamente simples e menos traumáticas. No entanto, a cirurgia simultânea é possível, mas, nesse caso, a duração e a agressividade da operação aumentam. Portanto, o tratamento em duas etapas é aceito em nosso centro. Ao realizar a cirurgia do quadril duas semanas após a osteotomia pélvica, o período total de tratamento com o equipamento não muda, pois é determinado principalmente pelo período de consolidação dos ossos pélvicos. Com relação ao grupo estudado, também é importante mencionar que, no caso de incongruência inicial e deformação dos componentes da articulação, uma reconstrução em dois estágios facilita significativamente a adaptação das superfícies articulares.

Resultados

A duração do tratamento foi de 76 ± 2,2 dias. A duração da reabilitação é de 9 ± 1,5 meses. Os resultados funcionais iniciais de acordo com o critério de Merle d'Aubigné e Postel ¹⁷ foram: dor – 4,3 ± 0,05 pontos; amplitude de movimento (ADM) – 3,6 ± 0,3; e marcha – 4 ± 0,15 pontos. O principal sinal radiográfico em todas as articulações foi displasia acetabular e subluxação da cabeça femoral. A média do índice da ZC foi de 38,7° ± 2,72°, e o CA) foi de 162 ± 6,8. O ACB de Wiberg foi de 3° ± 0,2°, o ângulo CVA foi 10° ± 1,5°, e o IM foi de 38% ± 4,5%. Em todos os casos, houve uma anteversão excessiva do colo do fêmur (41,6 ± 1,24). Em 22 casos, foram observados vários tipos de deformidades proximais do fêmur, que foram corrigidas de acordo com suas características ( Fig. 3 ). Em 8 casos, houve deformidade em valgo do pescoço, com ACD de 142,4° ± 1,44°. Em 9 casos, houve coxa vara definida, com ACD de 96,5° ± 2,344°, e encurtamento do pescoço, com DAT de 9,8 ± 2,01 mm. Em cinco casos, houve apenas desvio do pescoço no plano horizontal.

A distribuição das articulações pelo grau de deslocamento de acordo com Tönnis et al ¹⁶ foi: grau I – 10 casos; grau II – 13 casos; e grau III –3 casos. O grau de coxartrose foi avaliado de acordo com Tönnis et al: ¹⁶ grau I – 16 casos; e grau II –10 casos. O tipo de congruência das superfícies articulares foi avaliado de acordo com Coleman: grau II –7 casos; grau III – 8 casos; e grau IV – 11 casos.

Os resultados foram acompanhados por 3 a 13 anos. Os resultados funcionais de acordo com Merle d'Aubigné e Postel ¹⁷ foram: dor – 4,7 ± 0,1 pontos; ADM – 4,1 ± 0,2 pontos; e marcha – 4,6 ± 0,1 pontos. De acordo com os resultados radiográficos, o valor da ZC diminuiu para 8,2° ± 1,293°, e o CA amentou para 249 ± 12,05. A média do ACD foi de 115° ± 4°, e da DAT, 8,5 ± 1,5 mm. Os índices médios de redução melhoraram com ACB de Wiberg de 28° ± 1,6°, ângulo CVA de 26° ± 1,5°, e IM de 12,6 ± 1,5. Houve diferença significativa entre todos os valores pré- e pós-operatórios ( Tabela 1 ). Os achados radiográficos segundo os critérios de Severin foram: grau IIа – 14 casos; grau IIb – 8 casos; e grau III – 4 casos. De acordo com os critérios de Coleman, eles foram: grau I – 6 casos; grau II – 5 casos; grau III – 12 casos; e grau IV – 3 casos. A distribuição da articulação segundo Tönnis et al ¹⁶ foi: grau I – 17 articulações; grau II – 8 articulações; e grau III – 1 articulação. Houve melhora na congruência das superfícies articulares, e, no acompanhamento final, o grau de artrose permaneceu inalterado em 20 casos, reduzido em 4 articulações, e progrediu 1 grau em 2 articulações. No geral, os desfechos foram bons em 14 pacientes (54%), razoáveis em 10 pacientes (34,5%), e ruins em 2 (11,5%), o que significa resultados positivos, com interrupção da progressão da osteoartrite em 24 pacientes (88,5%) ( Figs. 4 e 5 ).

Tabela 1. Parâmetros radiográficos no pré-operatório, no pós-operatório, e resultados do último acompanhamento.

Parâmetros	Intervalos de tratamento
Parâmetros	Pré-operatório	Após a remoção da armação	Último acompanhamento
ACD (°)	118,5 ± 3,9	121 ± 1,0*	116 ± 1,0* p < 0,05
AA (°)	41,6 ± 1,6	15 ± 0,8* p < 0,001	16 ± 0,8
DAT (mm)	7,2 ± 2,8	13,7 ± 0,3* p < 0,05	11,5 ± 0,4*
ZC	39 ± 1,6	9 ± 0,7* p < 0,001	8,2 ± 0,8
CA	162 ± 1,9	190 ± 7,5* p < 0,01	249 ± 6,6 p < 0,01
ACB (°)	3 ± 0,8	30,5 ± 1,4* p < 0,001	28 ± 1,8
IM (%)	38 ± 1,5	8,5 ± 1,5* p < 0,001	12,6 ± 1,8
CVA (°)	10 ± 0,7	27 ± 0,8* p < 0,01	26 ± 0,9

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Abreviaturas: AA, ângulo epifisário de Alsberg; ACB, ângulo centro–borda; ACD, ângulo cervicodiafisário; CA, coeficiente acetabular; CVA, ângulo central-vertical-anterior; DAT, distância articulotrocantérica; IM, índice de migração; ZC, zona de carga.

Nota: *Valor de p estatisticamente significativo.

Discussão

Na displasia do quadril, o componente acetabular é geralmente afetado, assim como o femoral, mas em menor grau. No acetábulo raso, a cabeça do fêmur é lateralizada e deslocada com proporções anatômicas anormais dos componentes do quadril, perturbação da biomecânica, e contratura muscular e ligamentar periarticular. ² ¹⁹ Muitas osteotomias de reorientação pélvica para displasia do quadril sintomático podem fornecer resultados satisfatórios em longo prazo. ⁵ ¹⁶ ¹⁸ ¹⁹ ²⁰ ²¹ ²² O aumento da área de contato entre a cabeça congruente e o acetábulo pode promover a remodelação da cartilagem degenerada. ¹⁰ A osteotomia pélvica, mesmo no segundo estágio da coxartrose, pode impedir que a coxartrose se desenvolva ainda mais, ¹² ²³ e até mesmo promover sua regressão. ⁷ Diferentes técnicas de osteotomia pélvica de redirecionamento foram estudadas e comparadas, ²⁴ incluindo a osteotomia periacetabular de Bernese, ²⁵ sendo que algumas permitem rotação em direção indesejada e resultam em desfechos piores. Na comparação das osteotomias de Ganz, Carlioz et al ¹ e Tönnis et al, ¹⁶ a osteotomia de Carlioz et al ¹ proporcionou menos movimento, com deslocamento previsível dos fragmentos de osteotomia nas direções propostas. As de Tönnis et al ¹⁶ e Ganz permitiram movimentos sem restrições em diferentes direções. ²⁴ A osteotomia de Carlioz et al ¹ foi usada em conjunto com a de Steel ¹⁸ neste estudo. Pacientes jovens com quadril displásico devido a DDQ podem se beneficiar das osteotomias intertrocantéricas e pélvicas para adiar ou eliminar a necessidade de artroplastia total do quadril (ATQ). ² ⁴ ⁶ ¹² ¹⁴ O uso da técnica de Ilizarov para redução da displasia do quadril e a fixação de múltiplas osteotomias ao mesmo tempo, sem a necessidade de redução aberta e encurtamento do fêmur, mostraram bom resultado, com menor prevalência de necrose avascular. ²⁶

Acreditamos que a idade do paciente na operação desempenha um papel importante no desfecho, com pacientes que completaram sua maturidade esquelética obtendo desfechos menos favoráveis. Alguns estudos ² ⁴ ²⁷ foram realizados em amostras de faixa etária mais ampla, com alguns pacientes tendo necessitado conversão para ATQ mais cedo. Okano et al ¹⁴ demonstraram progressão em 11 (25%) pacientes da sua amostra, mas a média de idade deles era de 43,4 anos (variação de 30 a 59 anos). Um resultado médio foi observado no estudo de Böhm et al, ⁶ com pacientes com idade média no momento da operação de 24,8 anos (variação de 19 a 35 anos), que tiveram resultado médio, com diminuição da coxartrose em 11 quadris, nenhuma mudança em 17, e piora em 5 quadris. Em contraste com esses resultados, nossa amostra incluiu pacientes adolescentes (12 a 18 anos), e resultou em 88,5% de resultados positivos, e piora em apenas 2 casos (11,5%); resultados semelhantes foram obtidos por outros autores ³ ¹⁸ com estudos em pacientes jovens.

Com relação ao grau de osteoartrite no pré-operatório, em estudo realizado por Van Hellemondt et al ¹¹ (embora seus fatores negativos significativos para bons resultados em longo prazo fossem a presença de alterações osteoartríticas e um escore clínico razoável ou ruim no pré-operatório), os autores relataram seus resultados com osteotomia pélvica tripla de 48 quadris, em que 42 pacientes (88%) com acompanhamento em longo prazo de 15 anos não apresentaram progressão da osteoartrite, e com bons ou excelentes resultados clínicos em 27 (64%) deles. Curiosamente, Johnsen et al ²² descobriram que, entre a população Sámi da Noruega, um quadril com DDQ tem baixo valor preditivo de osteoartrite radiográfica concomitante. Assim, os índices radiográficos não podem prever a taxa na qual a articulação do quadril desenvolverá osteoartrite; no entanto, acreditamos que não há contraindicação per se para realizar reorientação de osteotomias pélvicas em pacientes com alterações radiográficas displásicas. No que diz respeito à escolha da osteotomia, preferimos a técnica de Carlioz et al ¹ se for necessária uma transposição considerável do acetábulo.

No que diz respeito ao método de fixação após a osteotomia, é mais provável que os métodos convencionais de fixação sejam fios k robustos ou pinos e placas, e alguns autores relataram maior incidência de não união óssea, que está associada à insatisfação do paciente. ⁴ ²⁷ ²⁸ Em nosso estudo, não encontramos nenhum caso de não união, provavelmente por causa da relativa estabilidade da estrutura. No entanto, se essa possibilidade se concretizasse, ainda poderíamos modificar a estrutura e adicionar ou remover fios para dinamizar os fragmentos ósseos, conforme necessário. Outras complicações, como infecção, sangramento e dor pós-operatória podem ser incômodas. Trousdale et al ⁴ relataram dor relacionada ao equipamento, o que levou à sua remoção em 9 pacientes (21%) de sua série. Em relação às nossas complicações, tivemos dois casos de infecção no trajeto de fios e/ou pinos (ITFP), que foram tratados com cefazolina intravenosa (IV) e troca frequente de curativos. Também tivemos 2casos com rápido desenvolvimento de osteoartrite durante os primeiros 2 anos de acompanhamento: 1 paciente apresentou correção excessiva da cabeça femoral, mas isso foi refutado por Klein et al ¹⁵ no estudo em que descobriram que a sobrecorreção nos 3 planos em 33 (80,5%) quadris não apresentou diferença significativa entre estes e quadris com parâmetros normais. Acreditamos que a causa foi o impacto femoroacetabular e o estreitamento do espaço articular, como aparecia na radiografia. O outro paciente teve déficit de cobertura da cabeça femoral pela osteotomia, que provavelmente desempenhou um papel na progressão da osteoartrite. Em nossa opinião, as vantagens de nossa técnica se devem principalmente ao uso do aparelho de Ilizarov, com grande versatilidade de correção e movimento dos fragmentos acetabulares, e que também é menos invasivo e resulta em menos perda de sangue, o que pode estar associado a um melhor desfecho. ³ ²⁹ O uso da técnica de Ilizarov também permite reabilitação precoce, com pacientes capazes de caminhar no segundo dia de pós-operatório.

O uso da técnica de Ilizarov para correção e alongamento das deformidades isquêmicas do quadril tem sido apresentado com bons resultados em médio prazo. ³⁰ No entanto, alguns pacientes podem se sentir desconfortáveis com a estrutura volumosa, mas com o tempo eles se acostumam e se sentem confortáveis, focados no tratamento. Outra limitação é que o uso da técnica de Ilizarov requer experiência do cirurgião, a qual demanda algum tempo para ser adquirida.

Conclusão

A aplicação da técnica de Ilizarov para cirurgia reconstrutiva pélvica devido a displasia congênita do quadril em adolescentes provou ser um método bem-sucedido e confiável. A técnica pode ser uma alternativa para a substituição articular em adolescentes e adultos jovens, e proporciona funcionalidade suficiente à articulação afetada. No geral, nossos resultados mostraram desfechos bons em 14 pacientes (54%), razoáveis em 10 pacientes (34,5%), e ruins em 2 (11,5%) pacientes, o que significa que um desfecho positivo, com a interrupção da progressão da osteoartrite, foi observado em 24 pacientes (88,5%).

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PERMALINK

Ilizarov Technique with Proximal Femoral and Triple Pelvic Osteotomy for the Treatment of Adolescent Developmental Dysplasia of the Hip ^{^*}

Mikhail Teplenky

Waleed Mekki

Evgenii Oleinikov

Abstract

Introduction

Materials and Methods

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Surgical Technique

Fig. 4.

Results

Table 1. Radiographic parameters, preoperatively and postoperatively, and last folow-up results.

Fig. 5.

Discussion

Conclusion

Referências

Técnica de Ilizarov nas osteotomias do fêmur proximal e pélvica tripla para o tratamento da displasia do desenvolvimento do quadril em adolescentes ^{^*}

Resumo

Introdução

Materiais e Métodos

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Técnica Cirúrgica

Fig. 4.

Resultados

Tabela 1. Parâmetros radiográficos no pré-operatório, no pós-operatório, e resultados do último acompanhamento.

Fig. 5.

Discussão

Conclusão

ACTIONS

PERMALINK

RESOURCES

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Ilizarov Technique with Proximal Femoral and Triple Pelvic Osteotomy for the Treatment of Adolescent Developmental Dysplasia of the Hip *

Mikhail Teplenky

Waleed Mekki

Evgenii Oleinikov

Abstract

Introduction

Materials and Methods

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Surgical Technique

Fig. 4.

Results

Table 1. Radiographic parameters, preoperatively and postoperatively, and last folow-up results.

Fig. 5.

Discussion

Conclusion

Referências

Técnica de Ilizarov nas osteotomias do fêmur proximal e pélvica tripla para o tratamento da displasia do desenvolvimento do quadril em adolescentes *

Resumo

Introdução

Materiais e Métodos

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Técnica Cirúrgica

Fig. 4.

Resultados

Tabela 1. Parâmetros radiográficos no pré-operatório, no pós-operatório, e resultados do último acompanhamento.

Fig. 5.

Discussão

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