Radiografia stereo della meccanica rotulea TKA

Il successo della funzione e del risultato dopo l'artroplastica totale del ginocchio (TKA) è in parte determinato dal ripristino della funzione femoro-rotulea (PF) e dal recupero del meccanismo del quadricipite del ginocchio. I pazienti con TKA mostrano spesso adattamenti nei loro schemi di movimento durante l'attività funzionale che sono stati attribuiti alla riduzione della forza del quadricipite e deficit di attivazione che possono essere collegati alla meccanica del ginocchio ricostruito. I cambiamenti nella geometria articolare con il rivestimento rotuleo influenzano anche la cinematica femoro-rotulea, la meccanica di contatto e il carico sull'osso rotuleo. Mentre gli adattamenti del movimento persistono nei pazienti con TKA molto tempo dopo la riparazione del ginocchio, la misurazione della cinematica a 6 gradi di libertà (DOF) dell'articolazione femoro-rotulea è difficile con i metodi tradizionali di motion capture. La radiografia stereo ad alta velocità (HSSR), un avanzamento della fluoroscopia biplanare, consente la misurazione del movimento dell'osso e dell'impianto durante l'attività con una precisione inferiore al millimetro. La capacità di misurare e modellare la cinematica del ginocchio con questa precisione può migliorare la comprensione della meccanica del ginocchio impiantato. Inoltre, l'acquisizione di HSSR in sincronia con le misurazioni di tutto il corpo (acquisizione del movimento video del segmento corporeo, elettromiografia muscolare (EMG) e forze di terra) stabilisce connessioni tra la funzione a livello articolare e quella di tutto il corpo e consente la creazione di modelli specifici del soggetto di il ginocchio e l'arto inferiore. L'integrazione con la modellazione è importante perché rivela le conseguenze biomeccaniche delle differenze nella cinematica femoro-rotulea.

Precedenti confronti di misurazioni e modellazione della cinematica PF tra cupole e disegni di rivestimento anatomico hanno rivelato differenze nella flessione del piano sagittale rotuleo che hanno implicazioni per l'efficienza del quadricipite e la soddisfazione del paziente. L'efficienza del quadricipite è una misura del braccio momento effettivo dei muscoli quadricipiti; una maggiore efficienza consente al quadricipite di produrre coppia estensore del ginocchio con minore forza. La flessione rotulea può alterare l'efficienza del quadricipite modificando il braccio di momento del tendine rotuleo e il modo in cui la rotula trasmette la forza del quadricipite a causa dei cambiamenti nel contatto femoro-rotuleo. La soddisfazione del paziente può essere influenzata dai cambiamenti nell'efficienza del quadricipite attraverso l'aumento dello sforzo del meccanismo estensore e i cambiamenti nel trasferimento del carico che possono essere collegati al dolore anteriore del ginocchio. Mentre le misurazioni HSSR possono chiarire le differenze nella cinematica della cupola e anatomica, è necessaria la modellazione computazionale per determinare in che modo le differenze cinematiche influenzano le forze articolari e muscolari e la funzionalità complessiva degli arti.

Obiettivo 1: Confronto della cinematica femoro-rotulea tra i design della cupola e dell'impianto anatomico utilizzando la radiografia stereo e la correlazione con la funzione del paziente misurata dal punteggio di esito della lesione del ginocchio e dell'osteoartrite, punteggio della Knee Society e forza. Le misurazioni di laboratorio saranno raccolte da 22 pazienti con TKA con cupola medializzata e 22 pazienti con TKA con rotula anatomica medializzata. Un numero uguale di uomini e donne sarà reclutato per lo studio. L'angolo della componente rotulea rispetto alla componente femorale sarà misurato e confrontato con i valori riportati in soggetti sani. Verranno effettuate correlazioni con i punteggi dei risultati dei pazienti.

Obiettivo 2: Confronto tra cupola e braccio del momento anatomico, efficienza del quadricipite, meccanica del contatto rotuleo e carico attraverso l'uso di simulazioni specifiche per soggetto. Il braccio di momento sarà misurato in millimetri come la distanza dal tendine rotuleo al centro di rotazione dell'articolazione del ginocchio e confrontato con i valori riportati per il ginocchio sano. L'efficienza del quadricipite sarà calcolata come il rapporto tra la forza del quadricipite e la forza del tendine rotuleo. La meccanica del contatto rotuleo è definita come la forza e la posizione della forza tra le componenti rotulea e femorale.