”Kul”-forskning ska få fler proteser att sitta fast bättre

När en protes har opererats in i en höft eller ett knä är det meningen att den ska sitta väl förankrad och fungera problemfritt under många år. Och det gör de allra flesta också. Men av de ungefär 25 000 protesoperationer som årligen utförs i Sverige är det ungefär 10 procent som är omoperationer av proteser som med tiden lossnat eller drabbats av andra komplikationer. En omoperation innebär besvär och lidande för patienten men är också en betydande kostnad för sjukvården och samhället.

På Biomekaniklabbet i Lund bedrivs forskning för att få fler proteser att sitta fast längre.
LUMSI träffade forskningsingenjör Håkan Leijon, bilden.

-Var är maskinerna, är min första fråga när jag krånglat mig fram genom branddörrar och långa gångar till Biomekaniklaboratoriets källarlokaler på Skånes universitetssjukhus i Lund.

Men forskningsingenjör Håkan Leijon vid Lunds universitet bara fnissar åt mig och pekar på datorn. Det är där, var annars, som utvecklingen inom protestekniken ska ske. Ett dataprogram, vanliga röntgenbilder, och några små metallkulor: Det är vad som behövs av material i baslägret för att protesforskningen ska kunna klättra uppåt till nya höjder.

Hemligheten, om man får säga så, är att först skjuta in särskilda små metallkulor i ben och protes under protesoperationen. Och att därefter använda två kameror som tar var sin röntgenbild i vinkel mot varandra på den inopererade protesen och benet. Analysprogrammet i datorn kan sedan med hjälp av de båda röntgenbilderna skapa en tredimensionell bild av protesen och omgivande ben, de så kallade stelkropparna. En sådan bild behövs för att räkneverktyget ska kunna fastställa markörernas, metallkulornas, position i protes och ben i tre dimensioner. Med detta vet användaren protesens exakta läge från alla håll och kanter vilket är syftet för de fortsatta studierna.

Har protesen rört sig?
Den första röntgenfotograferingen sker omedelbart efter operationen. Därefter ”plåtas” protes och ben ytterligare ett antal gånger över en viss tid, vanligtvis två år. Frågorna bilderna ska svara på är: Har protesen rört sig under denna tid, på vilket sätt och hur mycket i så fall? Kunskap som bara kan tas fram om verktygen är exakt anpassade för ändamålet.

RSA-tekniken i korthet: Dessa två bilder är tagna samtidigt, från två olika håll.
Kulorna som syns som en ram runt om protesen sitter i en kalibreringsbur som patienten står framför. Buren behövs för att kunna räkna ut ben- och proteskulornas position i rymden (3D-koordinater). Alla kulor som syns i lårbenet, i bäcken, på plastcupen och på själva protesen har fått ett nummer för att kunna hanteras av programmet. I mitten syns en förstoring av det markerade området på den högra bilden (för att eventuellt kunna finjustera inmätningen). På denna förstoring syn också tydligt en kula som sitter fast på protesen (kulan längst till höger med nummer 191). De stora ”+” som syns är bara till för att analysprogrammet ska kunna identifiera rätt höger- och vänsterbild.
Klicka på bilden!

-Kulorna är av tantal, en metall med hög densitet så de ska synas bra på röntgenbilderna. De är ungefär 0,8 millimeter stora och under protesoperationen skjuts de in i ytlagret på skelettet, där sitter de säkert. Det behövs för metodens noggrannhet åtminstone sex kulor fastsatta på det här viset i benet runt protesen.

Proteserna som används ska vara ”RSA-märkta”. RSA står för radiostereometrisk analys. RSA märkningen innebär att protesen är förpreparerad med några kulor för att exakta mätningar ska kunna göras.

-Men det är på gång att protestillverkare ska kunna tillhandahålla en CAD-ritning av protesen istället, en färdig 3D-bild av protesen vilken stoppas direkt in i analysprogrammet.

Målet är färre omoperationer
Vad analysprogrammet gör är att hålla koll på läge och rörelser mellan protes och ben. Med ledning av dessa erhållna data kan forskaren därefter dra slutsatser som en dag kan vara till gagn för den kliniska vardagen: När man vet mer om vilka protesförflyttningar som kan uppstå vid användandet av olika proteser, fastsättningsmaterial och fastsättningsmetoder kan en förbättrad protesteknik skapas och ge patienterna en mer välfungerande protes. Målet är att också att få ner antalet omoperationer som görs på grund av att protesen har lossnat.

– Alla proteser, i stort sett, rör på sig på mikronivå under den första tiden. Men redan inom ett år efter operationen har den stabiliserats, för gör den inte det är risken stor att protesen kommer lossna. Den här mikrorörelsen är inget man kan mäta på vanliga röntgenbilder utan det krävs den här avancerade stereoröntgentekniken som RSA utgör.  RSA hjälper oss helt enkelt att se in i framtiden och förutsäga vad som kommer att hända långt innan patienten känner eller märker något, säger Håkan Leijon.

RSA-metoden gör att protesoperationen tar längre tid, röntgenutrustningen måste vara dubblerad och personalen utbildad för stereometrisk fotografering. Därför tillhör tekniken forskningens värld i huvudsak. Men det finns undantag av klinisk tillämpning:

-Alla barn som opereras för extrem långvuxenhet eller för olika långa ben undersöks med RSA efter operationen. Syftet är att säkerställa att tillväxtzonerna kring knän har slutat växa som påtänkt. Och RSA kan också utnyttjas för att t.ex. upptäcka kotrörelser vid steloperationer.

Tekniken uppfanns i Lund
Själva tekniken med dubbla röntgenbilder, preparerade proteser och märkta ben uppfanns på 70-talet av Göran Selvik, läkare och ingenjör i Lund. Metoden har i stort sett varit färdig från början och har bara förfinats sedan dess. Analysprogrammet ägs och utvecklas av ett externt bolag med säte i Sverige medan kunderna återfinns i hela världen. Nästa år kommer en stor internationell RSA-kongress att hållas i Lund lagom till 40-årsjubileet av teknikens födelse.

– En rolig vinkel på användningsområdet för stereometrisk fotografering är vad som hände under VM i fotboll 1966, avslutar Håkan Leijon. England vann över Tyskland, men var segermålet giltigt? Genom att använda samma teknik och dra nytta av två vinklade kameror mot målet kunde man i efterhand räkna ut om bollen var inne. Uträkningsmetoden, algoritmen, var samma som används inom den här protesforskningen.

 

RSA-forskningens betydelse

”Med framgång för projekten kan vi bidra till att minska antalet proteslossningar och omoperationer och därmed bespara patienterna mycket lidande och sjukvården stora kostnader.
Genom att med nya tekniker, material och operationsmetoder ytterligare kvalitetsförbättra operationsresultaten skapar vi förutsättningar för patienterna att leva ett så aktivt och normalt liv som möjligt utan att äventyra protesöverlevnaden.
Sammantaget kan projekten ha stor betydelse för en omfattande och växande patientgrupps livskvalitet och samtidigt innebära möjligheter till betydande samhällsekonomiska vinster.”
Det skriver docent Gunnar Flivik, överläkare och ortopedkirurg på SUS, i artikeln: Operation med total höftledsprotes – hur kan vi förebygga proteslossning och omoperation? (Sidan 118 och följande).

5 oktober  2012
Text och bild: Anna-Mi Wendel

 

 

Kommentera