Стереорентгенография TKA Patella Mechanics

Успешная функция и результат после тотального эндопротезирования коленного сустава (ТКА) частично определяются восстановлением пателлофеморальной (ПФ) функции и восстановлением механизма четырехглавой мышцы колена. Пациенты с ТКА часто демонстрируют адаптацию своих моделей движений во время функциональной активности, что связано со снижением силы четырехглавой мышцы и дефицитом активации, что может быть связано с механикой реконструированного колена. Изменения суставной геометрии при шлифовке надколенника также влияют на кинематику надколенника, механику контакта и нагрузку на надколенник. В то время как адаптация движений сохраняется у пациентов с ТКА в течение длительного времени после пластики коленного сустава, измерение кинематики 6 степеней свободы (DOF) пателлофеморального сустава с помощью традиционных методов захвата движения затруднено. Высокоскоростная стереорентгенография (HSSR), усовершенствование двухплоскостной рентгеноскопии, позволяет измерять движение костей и имплантатов во время активности с точностью до миллиметра. Возможность измерять и моделировать кинематику коленного сустава с такой точностью может улучшить понимание механики имплантированного коленного сустава. Более того, получение HSSR синхронно с измерениями всего тела (видеозапись движения сегмента тела, мышечная электромиография (ЭМГ) и наземные силы) устанавливает связи между функциями на уровне суставов и всего тела и позволяет создавать специфические для субъекта модели колено и нижняя конечность. Интеграция с моделированием важна, потому что она выявляет биомеханические последствия различий в пателлофеморальной кинематике.

Предыдущие измерения и сравнение моделирования кинематики PF между купольной и анатомической конструкциями для шлифовки выявили различия в сгибании надколенника в сагиттальной плоскости, которые влияют на эффективность четырехглавой мышцы и удовлетворенность пациентов. Эффективность четырехглавой мышцы является мерой эффективного плеча момента четырехглавой мышцы; большая эффективность позволяет квадрицепсам создавать крутящий момент разгибателей колена с меньшим усилием. Сгибание надколенника может изменить эффективность четырехглавой мышцы за счет изменения плеча момента сухожилия надколенника и того, как надколенник передает усилие четырехглавой мышцы из-за изменений пателлофеморального контакта. На удовлетворенность пациента могут влиять изменения в эффективности четырехглавой мышцы бедра из-за увеличения напряжения разгибательного механизма и изменений в передаче нагрузки, которые могут быть связаны с болью в передней части колена. В то время как измерения HSSR могут прояснить различия в куполе и анатомической кинематике, компьютерное моделирование необходимо для определения того, как кинематические различия влияют на усилия суставов и мышц и общую функциональность конечностей.

Цель 1: Сравнение пателлофеморальной кинематики между купольной и анатомической конструкцией имплантата с использованием стереорентгенографии и корреляции с функцией пациента, измеренной по оценке результатов травмы колена и остеоартрита, оценке Общества коленного сустава и прочности. Лабораторные измерения будут получены у 22 пациентов с ТКА с медиализованным куполом и у 22 пациентов с ТКА с медиализованным анатомическим надколенником. Для исследования будет набрано равное количество мужчин и женщин. Угол надколенникового компонента относительно бедренного компонента будет измеряться и сравниваться с зарегистрированными значениями у здоровых субъектов. Корреляции будут сделаны с оценками исходов пациентов.

Цель 2: Сравнение плеча купола и анатомического момента, эффективности четырехглавой мышцы, механики контакта с надколенником и нагрузки с помощью моделирования для конкретного предмета. Плечо момента будет измеряться в миллиметрах как расстояние от сухожилия надколенника до центра вращения коленного сустава и сравниваться со значениями, указанными для здорового колена. Эффективность четырехглавой мышцы будет рассчитываться как отношение силы четырехглавой мышцы к силе сухожилия надколенника. Механика контакта надколенника определяется как сила и расположение силы между компонентами надколенника и бедренной кости.