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Die Änderung der Hüftgelenkbelastung nach Endoprothesenimplantation – Vergleich zwischen biomechanischer Modellierung und Ganganalyse
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Autoren
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F. Layher
- Lehrstuhl Orthopädie der FSU Jena, Biomechanik, Eisenberg, Germany
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K. Sander
- Lehrstuhl Orthopädie der FSU Jena, Biomechanik, Eisenberg, Germany
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J. Babisch
- Lehrstuhl Orthopädie der FSU Jena, Orthopädie, Eisenberg, Germany
| Veröffentlicht: | 15. Oktober 2009 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Für eine lange Verweildauer künstlicher Hüftgelenke ist neben anderen Faktoren eine biomechanisch optimale Implantatposition wesentlich. Besondere Bedeutung erlangt dieser Umstand bei der Behandlung von Dysplasiekoxarthrosen, bei denen eine unphysiologische Gelenksituation durch den Gelenkersatz korrigiert werden soll. Ein biomechanisch optimales Operationsergebnis lässt sich aber nur mit Hilfe von Planungsprogrammen voraus bestimmen, die einen biomechanischen Modellansatz implementiert haben. Die röntgenbildbasierte Planungssoftware mediCAD® bietet diese Option.
Ziel unserer Untersuchung war, mittels instrumentierter Ganganalyse zu überprüfen, inwieweit die reale Situation (Messung) durch die quantitative Abschätzung der Gelenkbelastung (Modell) abgebildet wird und die im Ganglabor gemessenen mit den in der Planungssoftware berechneten Werten übereinstimmen.
Methodik: 103 Patienten (79 F, 24 M) mit einseitiger sekundärer Koxarthrose wurden untersucht. Mit Hilfe der Planungssoftware mediCAD® - Modul BIOMETRIE (HECTEC GmbH, D) wurden anhand von Beckenübersichtsaufnahmen die biomechanische Hüftgelenkssituation vor und nach der Versorgung mit einer Hüfttotalendoprothese analysiert und (entsprechend des Modells nach BLUMENTRITT) die spezifischen frontalen Parameter Adduktionskraft und Adduktionsmoment ermittelt. Für die Ganganalyse kam das dreidimensionale Bewegungsanalysesystem Vicon 460 (Oxford, GB) mit sechs Infrarotkameras und drei ebenerdig eingelassenen Kraftmessplatten (1 x Kistler 9286, CH; 2 x AMTI OR6-7, USA) zum Einsatz. Die Messungen fanden vor und 8,7±0,9 Monate nach Implantation statt. Analog zum Modell wurden in der Frontalebene die Maxima der externen Gelenkbelastung in Form der Adduktionskraft und des Adduktionsmoments bestimmt. Die Patienten absolvierten die Gehstrecke in individuell frei gewählter Geschwindigkeit. Mittels Korrelationsanalyse nach Pearson erfolgte die statistische Überprüfung der Beziehungen zwischen Modell und Messung.
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Kräfte und Momente in Modell und Messung zeigten sowohl prä- als auch postoperativ hochsignifikante Korrelationen (jeweils p<0,001). Ebenso bildeten Modell und Messung die signifikante Abnahme der postoperativen Gelenkbelastung infolge der biomechanisch optimierten Prothesenpostion vergleichbar ab. Allerdings lagen die absoluten Beträge der Modellparameter präoperativ ca. 20%, postoperativ ca. 15% über den Messwerten.
Das der Planungssoftware zugrunde liegende Hüftmodell spiegelt in hohem Maße die reale Belastungssituation wider. Damit ist mediCAD®-Modul BIOMETRIE sowohl zur quantitativen Belastungsanalyse des Hüftgelenkes als auch zur Belastungsvorhersage im Rahmen der präoperativen Planung geeignet.
Die für die Modellierung angenommene Gehgeschwindigkeit wurde durch die Patienten sowohl prä- als auch postoperativ nicht erreicht; dies ist vermutlich für die Differenz zwischen den absoluten Beträgen der jeweiligen Parameter in Modellierung und Messung verantwortlich.
