Stereoradiographie der TKA-Patella-Mechanik

Die erfolgreiche Funktion und das Ergebnis nach einer totalen Knieendoprothetik (TKA) werden teilweise durch die Wiederherstellung der patellofemoralen (PF) Funktion und die Wiederherstellung des Quadrizepsmechanismus des Knies bestimmt. Patienten mit TKA zeigen häufig Anpassungen in ihren Bewegungsmustern während funktioneller Aktivität, die auf eine Verringerung der Quadrizepskraft und Aktivierungsdefizite zurückgeführt wurden, die mit der Mechanik des rekonstruierten Knies in Verbindung gebracht werden können. Veränderungen der Gelenkgeometrie beim Patella-Resurfacing wirken sich auch auf die patellofemorale Kinematik, die Kontaktmechanik und die Belastung des Patellaknochens aus. Während Bewegungsanpassungen bei Patienten mit TKA noch lange nach der Knieoperation bestehen bleiben, ist die Messung der Kinematik des patellofemoralen Gelenks mit 6 Freiheitsgraden (DOF) mit herkömmlichen Bewegungserfassungsmethoden schwierig. Hochgeschwindigkeits-Stereoradiographie (HSSR), eine Weiterentwicklung der Biplane-Fluoroskopie, ermöglicht die Messung der Knochen- und Implantatbewegung während der Aktivität mit einer Genauigkeit von weniger als einem Millimeter. Die Fähigkeit, die Kinematik des Knies mit dieser Präzision zu messen und zu modellieren, kann das Verständnis der implantierten Kniemechanik verbessern. Darüber hinaus stellt die synchrone Erfassung von HSSR mit Ganzkörpermessungen (Körpersegment-Videobewegungserfassung, Muskelelektromyographie (EMG) und Bodenkräfte) Verbindungen zwischen Gelenkebene und Ganzkörperfunktion her und ermöglicht die Erstellung fachspezifischer Modelle von das Knie und die untere Extremität. Die Integration in die Modellierung ist wichtig, da sie die biomechanischen Folgen von Unterschieden in der patellofemoralen Kinematik aufzeigt.

Frühere Mess- und Modellierungsvergleiche der PF-Kinematik zwischen Kuppel- und anatomischen Oberflächenerneuerungsdesigns haben Unterschiede in der Beugung der Patella-Sagittalebene aufgedeckt, die Auswirkungen auf die Quadrizepseffizienz und die Patientenzufriedenheit haben. Quadrizeps-Effizienz ist ein Maß für den effektiven Momentarm der Quadrizeps-Muskeln; Eine größere Effizienz ermöglicht es dem Quadrizeps, ein Drehmoment der Kniestrecker mit weniger Kraft zu erzeugen. Die Patellaflexion kann die Quadrizepseffizienz verändern, indem sie den Momentarm der Patellasehne und die Art und Weise, wie die Patella die Quadrizepskraft überträgt, aufgrund von Änderungen im patellofemoralen Kontakt verändert. Die Patientenzufriedenheit kann durch Änderungen der Quadrizepseffizienz durch erhöhte Dehnung des Streckmechanismus und Änderungen der Lastübertragung, die mit Schmerzen im vorderen Knie verbunden sein können, beeinträchtigt werden. Während HSSR-Messungen Unterschiede in der Kuppel- und anatomischen Kinematik aufklären können, ist eine Computermodellierung erforderlich, um zu bestimmen, wie sich kinematische Unterschiede auf die Gelenk- und Muskelkräfte und die Gesamtfunktion der Gliedmaßen auswirken.

Ziel 1: Vergleich der patellofemoralen Kinematik zwischen Kuppel- und anatomischen Implantatdesigns unter Verwendung von Stereoradiographie und Korrelation mit der Patientenfunktion, gemessen anhand des Knieverletzungs- und Osteoarthritis-Outcome-Scores, des Knee Society-Scores und der Kraft. Labormessungen werden von 22 TKA-Patienten mit medialisierter Kuppel und 22 TKA-Patienten mit medialisierten anatomischen Patellae gesammelt. Für die Studie werden gleich viele Männer und Frauen rekrutiert. Der Winkel der Patellakomponente relativ zur femoralen Komponente wird gemessen und mit gemeldeten Werten bei gesunden Probanden verglichen. Es werden Korrelationen mit Patienten-Outcome-Scores hergestellt.

Ziel 2: Vergleich von Kuppel und anatomischem Momentarm, Quadrizepseffizienz, Patellakontaktmechanik und Belastung durch fachspezifische Simulation. Der Momentarm wird in Millimetern als Abstand von der Patellasehne zum Rotationszentrum des Kniegelenks gemessen und mit den für das gesunde Knie angegebenen Werten verglichen. Die Quadrizepseffizienz wird als Verhältnis der Quadrizepskraft zur Patellarsehnenkraft berechnet. Die Mechanik des Patellakontakts ist definiert als die Kraft und der Kraftort zwischen den Patella- und Femurkomponenten.