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Der Einfluss einer Achsfehlstellung auf die muskuloskelettalen Belastungen am Knie
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Published: | November 11, 2003 |
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Fragestellung
Ziel einer Korrekturosteotomie der proximalen Tibia ist die Wiederherstellung einer physiologischen Gelenkbelastung. Obwohl die Veränderung der Belastungsbedingungen das langfristige klinische Ergebnis wesentlich beeinflusst, wird das Ausmaß der Korrektur der Achsfehlstellung (Normalwert oder Überkorrektur) kontrovers diskutiert. Während bisherige Studien den Einfluß einer Achsfehlstellung auf die statische Verteilung der Kräfte auf das mediale und laterale Kompartment am Knie untersucht haben, wurden die Auswirkungen auf die Änderungen der in vivo wirkenden muskuloskelettalen Belastungen während dynamischer Aktivitäten bisher nicht betrachtet. Das Ziel dieser Studie war es, den Einfluss einer Varus/Valgus Achsabweichung auf die resultierenden tibio-femoralen Belastungen des individuellen Patienten zu bestimmen.
Methoden
Mit Hilfe eines drei-dimensionalen muskuloskelettalen Modells der unteren Extremitäten, welches zuvor an in vivo Daten validiert wurde, erfolgte an 4 Patienten ausgehend von einer regelrechten Achsstellung eine Simulation einer Varus Fehlstellung von bis zu 10° bzw. einer Valgus Fehlstellung von bis zu 8°. Die resultierenden tibio-femoralen Gelenkkontaktkräfte am Knie wurden sowohl für das Laufen als auch das Treppesteigen analysiert.
Ergebnisse
Eine Veränderung der Achse im Sinne einer Varus/Valgus Fehlstellung führte zu deutlich unterschiedlichen, individuellen Veränderungen der Kniekontaktkräfte. Im Allgemeinen war bei einer Abweichung von der regelrechten Achsstellung eine Erhöhung der Gelenkbelastung zu verzeichnen, wobei eine Abweichung im Valgus zu einem deutlich stärkeren Kraftanstieg führte, als dies bei einer Abweichung im Varus um den gleichen Betrag der Fall war. Für eine Varus Abweichung von 10° wurde ein Anstieg in den maximalen tibio-femoralen Kontaktkräften von einem Mittelwert des 3,3-fachen des Körpergewicht (KG) auf Werte bis zum 7,4-fachen KG (entsprechend +45% bis +114% der Kräfte bei regelrechter Achsstellung) während des Laufens berechnet. Für das Treppensteigen wurde ein Anstieg der Gelenkbelastung zwischen 15% und 35% der Kräfte bei regelrechter Achsstellung ermittelt. Für eine Achsfehlstellung von 8° Valgus wurde dagegen ein Anstieg der Gelenkkontaktkräfte von bis zu 140% (Laufen) bzw. 53% (Treppensteigen) der Kräfte bei regelrechter Achsstellung errechnet.
Schlussfolgerungen
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen eine klare Abhängigkeit der individuellen muskuloskelettalen Gesamtbelastung von der Achsstellung am Knie. Die Berücksichtigung der für den jeweiligen Patienten zu erwartenden muskuloskelettalen Belastungen bereits in der prä-operativen Planung stellt somit einen innovativen Ansatz zur Optimierung des klinischen Erfolges entsprechender Eingriffe am Knie dar. Basierend auf den ermittelten Kniekontaktkräften sollte für die Korrektur von Valgusfehlstellungen eine leichte Überkorrektur, für die Korrektur der Varusdeformitäten die physiologische Beinachse postoperativ angestrebt werden.