Electrophysiological patterns of sciatic nerve in patients with arthrosis deformans of the hip

Abstract

BACKGROUND: Neurological complications in sciatic nerve (SN) after a total hip replacement (THR) are observed in 0.9–3.2% of cases in patients with arthrosis deformans and age-related morphologic changes in SN. These cause the need for SN evaluation before THR. This research was aimed at the evaluation of the initial SN capacity with electrophysiological findings in patients with arthrosis deformans of the hip.

MATERIALS AND METHODS: Electroneuromyography (ENMG) was used to evaluate fibular and tibial nerves M-responses as well as F-waves in 66 patients with dysplastic coxarthrosis and 12 patients with posttraumatic coxarthrosis. The findings were compared to those of the controls.

RESULTS: Changes in ENMG findings for fibular nerve in 49 patients with dysplastic coxarthrosis were bilateral and showed significant difference only from the norm. In 19 of 66 cases (27.9%) low M-responses (р <0.02) were found in the side subject to THR. In 87.3% of cases, the signs of a decrease in the conductivity of proximal segments of the tibial nerve were revealed. In patients with posttraumatic coxarthrosis, the significant decrease in ENMG findings from both fibular and tibial nerves was observed in the affected side, they made up just 42-50% of those in the opposite side. Asymptomatic progress of denervation damage in hip and tibia muscles sometimes required needle EMG to fund the signs of motor innervation disorder. A-waves revealed in 65% of patients suggested local damage to one or both portions of SN.

CONCLUSION: ENMG findings in patients with dysplastic arthrosis of the hip enabled revealing of the signs of neuropathy before surgeries and decreasing the risk of neurologic post-surgery complications.

Keywords

sciatic nerve / arthrosis deformans / THR / hip joint / ENMG

References

[1] Veber EV, Vorontsova TN, Bogopolskaya AS, Bezgodkov YuA. Routing of adult patients with pathology of hip and knee joints. Modern problems of science and education. 2017;(2):94. (In Russ).

[2] Вебер Е.В., Воронцова Т.Н., Богопольская А.С., Безгодков Ю.А. Маршрутизация взрослых пациентов с патологией тазобедренного и коленного суставов // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 2. С. 94.

[3] Koryak VA, Sorokovikov VA, Svistunov VV, Sharova TV. Epide-miology of coxarthrosis. Siberian Medical Journal. 2013;123(8):39–45. (In Russ).

[4] Корьяк В.А., Сороковиков В. А., Свистунов В.В, Шарова Т.В. Эпидемиология коксартроза // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2013. Т. 123. № 8. С. 39–45.

[5] Volokitina EA, Zaitseva OP, Kolotygin DA, Vishniakov AA. Local intraoperative and early postoperative complications after endoprosthetics of the hip. Genii Ortopedii. 2009;(3):71–77. (In Russ).

[6] Волокитина Е.А., Зайцева О.П., Колотыгин Д.А., Вишняков А.А. Локальные интраоперационные и ранние послеоперационные осложнения эндопротезирования тазобедренного сустава // Гений ортопедии. 2009. № 3. С. 71–77.

[7] Gusta A, Jakuszewski M, Kedzierski M. Neurological complication after total hip replacement. Chir Narzadow Ruchu Ortop Pol. 2004;69(3):185–187. (In Polish).

[8] Gusta A., Jakuszewski M., Kedzierski M. Neurological complication after total hip replacement // Chir Narzadow Ruchu Ortop Pol. 2004. Vol. 69, N 3. P. 185–187. (In Polish).

[9] Su EP. Post-operative neuropathy after total hip arthroplasty. Bone Joint J. 2017;99-B(1 Supple A):46–49. doi: 10.1302/0301-620X.99B1.BJJ-2016-0430.R1

[10] Su E.P. Post-operative neuropathy after total hip arthroplasty // Bone Joint J. 2017. Vol. 99-B, N 1 Supple A. P. 46–49. doi: 10.1302/0301-620X.99B1.BJJ-2016-0430.R1

[11] Safarov JM, Articov KP, Safarov DD. Prevention and treatment of neuropathy of the saddle nerve at endoprosthesis in congenital dislocation of the femoral head. Vestnik Akademii meditsinskikh nauk Tadzhikistana. 2017;(2):56–60. (In Russ).

[12] Сафаров Дж.М., Артыков К.П., Сафаров Д.Д. Профилактика и лечение нейропатий седалищного нерва при эндопротезировании по поводу врожденного вывиха головки бедра // Вестник Академии медицинских наук Таджикистана. 2017. № 2. С. 56–60.

[13] Safarov JM. Complications of hip joint endoprosthesis. Avicenna bulletin. 2017;19(4):528–531. (In Russ). doi: 10.25005/2074-0581-2017-19-4-528-531

[14] Сафаров Д.М. Осложнения при эндопротезировании тазобедренного сустава // Вестник Авиценны. 2017. Т. 19. № 4. С. 528–531. doi: 10.25005/2074-0581-2017-19-4-528-531

[15] Balandina IA, Zheltikova TN, Zheltikov IG, et al. Morphometric characteristics of myelinated fibers of the sciatic nerve. Fundamental research. 2013;(5–1):28–32. (In Russ).

[16] Баландина И.А., Желтикова Т.Н., Желтиков И.Г., и др. Морфометрические характеристики миелиновых волокон седалищного нерва // Фундаментальные исследования. 2013. № 5–1. С. 28–32.

[17] Melnikov II. Anatomicheskie osobennosti sedalishchnogo nerva na etapakh postnatal’nogo ontogeneza [dissertation abstract]. Ufa; 2012. 26 p. (In Russ).

[18] Мельников И.И. Анатомические особенности седалищного нерва на этапах постнатального онтогенеза : автореф. дис. … канд. мед. наук. Уфа, 2012. 26 с.

[19] Shneider LS. Izmeneniya pozvonochno-tazovykh vzaimootnoshenii u patsientov s displaziei tazobedrennykh sustavov IV stepeni po Srowe pri endoprotezirovanii [dissertation abstract]. Novosibirsk; 2019. 22 p. (In Russ).

[20] Шнайдер Л.С. Изменения позвоночно-тазовых взаимоотношений у пациентов с дисплазией тазобедренных суставов IV степени по Сrowe при эндопротезировании : автореф. дис. … канд. мед. наук. Новосибирск, 2019. 22 c.

[21] Skoromets AA, German DG, Iretskaya MV, Bradman LL. Tunnel compression-ischemic mono- and multineuropathies. Moscow: GOETAR-Meditsina; 2015. P. 371. (In Russ).

[22] Скоромец А.А., Герман Д.Г., Ирецкая М.В., Брадман Л.Л. Туннельные компрессионно-ишемические моно- и мультиневропатии. Москва : ГЭОТАР-Медицина, 2015. С. 371.

[23] Gudz AI, Denisov AO, Lasunsky SA, et al. Management of complex acetabulum fractures and their consequences. Khirurgia. 2017;(2):70–76. (In Russ).

[24] Гудз А.И., Денисов А.О., Ласунский С.А., и др. Лечение сложных переломов вертлужной впадины и их последствий // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017. № 2. С. 70–76.

[25] Petrov AB, Ruzanov VI, Mashukov TS. Long-term outcomes of surgical treatment of patients with acetabular fractures. Genii ortopedii. 2020;(3):300–305. (In Russ). doi: 10.18019/1028-4427-2020-26-3-300-305

[26] Петров А.Б., Рузанов В.И., Машуков Т.С. Отдаленные результаты хирургического лечения пациентов с переломами вертлужной впадины // Гений ортопедии. 2020. Т. 26. № 3. С. 300–305. doi: 10.18019/1028-4427-2020-26-3-300-305

[27] Blizkyukov VV. Hip arthroplasty in patients with femoral deformities [dissertation abstract]. Saint Petersburg, 2014. 25 p. (In Russ).

[28] Близнюков В.В. Эндопротезирование тазобедренного сустава у пациентов с деформациями бедренной кости : автореф. дис. … канд. мед. наук. Санкт-Петербург, 2014. 25 c.

[29] Kamarudin KI, Hamid MH, Yaacob SS, et al. Incidence of sciatic nerve palsy associated with reconstruction plate fixation of posterior wall and posterior column of acetabulum through posterior approach and its prognosis. MOJ Orthop Rheumatol. 2018;10(6):350–353. doi: 10.15406/mojor.2018.10.00447

[30] Kamarudin K.I., Hamid M.H., Yaacob S.S., et al. Incidence of sciatic nerve palsy associated with reconstruction plate fixation of posterior wall and posterior column of acetabulum through posterior approach and its prognosis // MOJ Orthop Rheumatol. 2018. Vol. 10, N 6. P. 350–353. doi: 10.15406/mojor.2018.10.00447

[31] Chekhonatsky AA. Diagnostika i kompleksnoe lechenie porazhenii sedalishchnogo nerva pri perelomakh vertluzhnoi vpadiny [dissertation abstract]. Saratov; 1996. 14 p. (In Russ).

[32] Чехонацкий А.А. Диагностика и комплексное лечение поражений седалищного нерва при переломах вертлужной впадины : автореф. дис. … канд. мед. наук. Саратов, 1996. 14 c.

[33] Mombekov AO. Dostupy k tazobedrennomu sustavu pri endoprotezirovanii i ikh vliyanie na funktsional’nye i otdalennye rezul’taty [dissertation abstract]. Moscow; 2005. 10 p.

[34] Момбеков А.О. Доступы к тазобедренному суставу при эндопротезировании и их влияние на функциональные и отдаленные результаты : автореф. дис. … канд. мед. наук. Москва, 2005. 10 c.

[35] Reshetnikov AN, Zaitsev VA, Korshunova GA, et al. Analysis of neuromuscular and locomotor functions in lower extremities of patients with dysplastic coxarthrosis before and after total arthroplasties. Modern Problems of Science and Education. 2016;(3):30. (In Russ).

[36] Решетников А.Н., Зайцев В.А., Коршунова Г.А., и др. Анализ состояния нейромышечной и локомоторной функций нижних конечностей у пациентов с диспластическим коксартрозом до и после тотальной артропластики // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 3. С. 30.

[37] Nickolaev SN. Elektromiografiya: klinicheskii praktikum. Ivanovo: Neirosoft; 2013. P. 275. (In Russ).

[38] Николаев С.Н. Электромиография: клинический практикум. Иваново : Нейрософт, 2013. С. 275.

[39] Gekht BM, Kasatkina LF, Samoilov MI, Sanadze AG. Elektromiografiya v diagnostike nervno-myshechnykh zabolevanii. Taganrog: TRTU; 1997. P. 148. (In Russ).

[40] Гехт Б.М., Касаткина Л.Ф., Самойлов М.И., Санадзе А.Г. Электромиография в диагностике нервно-мышечных заболеваний. Таганрог : ТРТУ, 1997. С. 148.

[41] Fullerton PM, Gilliatt RW. Axon reflexes in human motor nerve fibres. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1965;28(1):1–11. doi: 10.1136/jnnp.28.1.1

[42] Fullerton P.M., Gilliatt R.W. Axon reflexes in human motor nerve fibres // J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1965. Vol. 28, N 1. P. 1–11. doi: 10.1136/jnnp.28.1.1

[43] Brown GD, Swanson EA, Nercessian OA. Neurologic injuries after total hip arthroplasty. Am J Orthop (Belle Mead NJ). 2008;37(4):191–197.

[44] Brown G.D., Swanson E.A., Nercessian O.A. Neurologic injuries after total hip arthroplasty // Am J Orthop (Belle Mead NJ). 2008. Vol. 34, N 7. P. 191–197.

Funding

НИР НИИТОН СГМУ «Разработка системы поддержки принятия врачебных решений при комплексном лечении травм периферической нервной системы методами электронейромодуляции»NIR NIITON SSMU "Development of a support system for making medical decisions in the complex treatment of injuries of the peripheral nervous system by means of electroneuromodulation"(121032300173-9)

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector