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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und
47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

02. - 06.10.2006, Berlin

In vivo Analyse der femoro-patellaren und femoro-tibialen Kinematik sowie der Kontaktflächen nach Oberflächenersatz des Kniegelenks

Meeting Abstract

  • R. von Eisenhart-Rothe - Forschungsgruppe Kinematik und Biomechanik, Orthopädische Universitätsklinik Stiftung Friedrichsheim, Frankfurt, Germany
  • S. Hinterwimmer - Chirurgische Klinik und Poliklinik, Klinikum Innenstadt, Ludwig-Maximilians-Universität, München, Germany
  • K.-H. Englmeier - Institut für Medizinische Informatik und Systemforschung, GSF Forschungszentrum Neuherberg, München, Germany
  • T. Vogl - Institut für klinische und interventionelle Radiologie, JWG-Universität Frankfurt, Frankfurt, Germany
  • H. Graichen - Asklepios Orthopädische Klinik Lindenlohe, Asklepios, Schwandorf, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocW.4.2.11-712

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0661.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 von Eisenhart-Rothe et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: 50% aller Revisionen nach Oberflächenersatz des Kniegelenks sind bedingt durch Beschwerden im femoro-patellar Gelenk. Die Ursache für die gestörte Patellakinematik wird jedoch häufig verursacht durch ein unphysiologisches femoro-tibiales Bewegungsmuster, wie z.B. eine vermehrte Rotation oder Translation. Bisherige in vivo Techniken, wie z.B. die Fluoroskopie erlauben jedoch keine 3D Erfassung der Patellakinematik. Ziel der Studie war die Entwicklung und Anwendung einer in vivo Technik, welche erstmalig eine Quantifizierung der 3D Kinematik des Gelenks sowie der femoro-patellaren Kontaktflächen nach Oberflächenersatz des Kniegelenks (TKA) erlaubt.

Methodik: 10 Patienten mit Gonarthrose wurden prä- und 1 Jahr postoperativ nach TKA (mobile-bearing; Alphanorm) in einem offenem MRT untersucht. Zur Auswertung der Prothesenkinematik wurden die CAD-Datensätze in Voxeldatensätze umgewandelt. Anschließend erfolgte eine vollautomatische Registrierung der Prothesenkomponenten mittels einer 3D/3D Matching-Technik. Mittels bildverarbeitender Verfahren erfolgte die 3D Analyse der tibio- und patello-femoralen Kinematik sowie der patello-femoralen Kontaktflächen. Zur Bestimmung der Reproduzierbarkeit wurde an einem Datensatz alle Bildverarbeitungsschritte sechsmal durchgeführt. Die Validität wurde an einem Phantom, in welchem die Prothesenkomponenten in einer definierten Position zueinander fixiert waren, ermittelt.

Ergebnisse: Hinsichtlich der Validität zeigte sich für die Translation und Rotation ein Pearson-Korrelationskoeffizient r von 0.991 bzw. von 0.985. Das Bestimmtheitsmaß r2 lag bei 0. 981 bzw. 0.970. Die Reproduzierbarkeit der Technik war sehr hoch mit einem Variationskoeffizienten von 4% für die Rotation und von 7.1% für die Translation. Während Knieflexion konnte eine signifikante Zunahme des Patellashifts (0°: -0.45±5.31mm, 90°: 5.51±9.61mm) und Tilts (0°: 13.4±9.8°, 90°: 21.8±9.5°) beobachtet werden. In einigen Prothesen zeigte sich ein Tiltwinkel von über 30°. Hinsichtlich der femoro-tibialen Prothesenkinematik zeigte sich im Vergleich zu gesunden Knien eine signifikant (p<0.05) vermehrte posteriore Translation ohne Rotation der femoralen Komponente relativ zur Tibialen von 0° auf 30°. Von 30° auf 90° hingegen trat keine Translation sondern nur eine geringe Außenrotation auf. In der Horizontalebene wiesen 50 % der Prothesen eine Kippung der Epicondylarachse auf (Condylar lift off).

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen sowohl eine hohe Validität als auch Reproduzierbarkeit der Technik. Die Genauigkeit der Technik liegt bei ca. 0.5 mm für die Translation bzw. 0.7° für die Rotation. Im Gegensatz zur Fluoroskopie, welche keine 3D Erfassung der Patellakinematik erlaubt, ist es mit der vorgestellten Technik erstmalig möglich, die Bewegungsmuster aller Kniekompartimente vor und nach TKA simultan zu erfassen. Diese Daten können zur Verbesserung des Prothesendesigns und der Langzeitergebnisse in der Knieendoprothetik beitragen.