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Fragestellung: Rotationsstellungen beeinflussen die Bemaßung der unteren Extremität und können zu falschen Messungen Alignment Parameter im Röntgenbild führen. Für eine korrekte Planung werden deshalb Röntgen Ganzbeinstandaufnahmen mit zentrierter Patella angestrebt. In unserer Studie quantifizierten wir den Zusammenhang zwischen Rotationsstellung und Änderung der Patellaposition.

Methodik: Modelle von 60 gesunden Beinen wurden in Neutralposition in einem Koordinatensystem ausgerichtet. Die mittels Best Fit Zylinder bestimmte femorale Epikondylenachse definierte die Ausrichtung in der Koronarebene und das Kniegelenkszentrum (TKC) in der Sagittalebene. Für jedes Modell ergaben sich somit unterschiedliche physiologische Nullpositionen der Patella. Jedes Bein wurde innerhalb einer Python Skript basierten Simulation in 1° Grad Schritten bis 15° innen- bzw. außenrotiert. Es wurde für jeden Rotationsgrad die Abweichung der Patella bezogen auf die Ausgangsposition (Rotation 0°) gemessen und mithilfe eines linearen Regressionsmodells dargestellt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Anhand des Ergebnisses der Modellberechnung lässt sich ein annähernd linearer Zusammenhang zwischen Rotationsgrad und Patellaposition postulieren (siehe Grafik 1). Die Patellaposition betrug bei Rotation 0° im Mittel -8,26 mm (n=60; SD: 5,40mm) entsprechend einer physiologischen Lateralisierung der Patella. Bei Innenrotation zeigte sich die Patella stärker medialisiert und bei Außenrotation lateralisiert. Das Regressionsmodell (R² =0.99) berechnete eine Veränderung von 1.06mm pro 1° Rotation.

Die annähernd lineare Abhängigkeit der Patella Position vom Rotationsgrad, kann eine inverse Abschätzung der Aufnahmeposition anhand der Patellazentrierung ermöglichen. Mithilfe unserer Patellapositionsanalyse ist es möglich die Ausrichtung des Beines im Röntgenstrahl zu überprüfen und gegebenenfalls eine vorliegende Rotationsstellung zu korrigieren bzw. den möglichen Fehler mathematisch abzuschätzen. Dies ist insbesondere relevant, wenn zwei Bildaufnahmen miteinander verglichen werden.