Refine
Document Type
- Article (2)
- Doctoral Thesis (1)
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- no (3)
Keywords
- Gait analysis (1)
- Joint loading (1)
- Leg alignment (1)
- Total hip replacement (1)
- Unilateral hip osteoarthritis (1)
- external joint moments (1)
- gait analysis (1)
- joint loading (1)
- leg alignment (1)
- unilateral hip osteoarthritis (1)
Institute
- Medizin (3)
The present study considered the entire leg alignment and links static parameters to the external joint moments during gait in patients with hip osteoarthritis. Eighteen patients with unilateral hip osteoarthritis were measured using the EOS® system. Clinical leg alignment and femoral parameters were extracted from the 3D reconstruction of the EOS images. A 3D gait analysis was performed and external knee and hip adduction moments were computed and compared to 18 healthy controls in the same age group. The knee adduction moments of the involved leg were strongly correlated to the femoral offset and the varus/valgus alignment. These parameters alone explained over 50% of the variance in the knee adduction moments. Adding the pelvic drop of the contralateral side increased the model of femoral offset and varus/valgus alignment and explained 78% of the knee adduction moment during the first half of the stance phase. The hip adduction moments were best associated with the hip kinematics and not the leg alignment.
Background: Gait kinematics after total hip replacement only partly explain the differences in the joint moments in the frontal plane between hip osteoarthritis patients after hip replacement and healthy controls. The goal of this study was to determine if total hip replacement surgery affects radiological leg alignment (Hip-Knee-Shaft-Angle, femoral offset, Neck-Shaft-Angle and varus/valgus alignment) and which of these parameters can explain the joint moments, additionally to the gait kinematics.
Methods: 22 unilateral hip osteoarthritis patients who were scheduled for total hip replacement were included in the study. Preoperatively and 1 year postoperatively all patients had biplanar radiographic examinations and 3D gait analysis.
Results: The operated leg showed significantly (P < 0.05) more varus (1.1°) as well as a larger femoral offset (+ 8 mm) and a larger Hip-Knee-Shaft-Angle (+ 1.3°) after total hip replacement; however no significant differences in the joint moments in the frontal plane compared to healthy controls were found. The hip moment (first half of stance) and the knee moments (first and second half of stance) were mostly determined by the varus/valgus alignment (29% and respectively 36% and 35%). The combination with a kinematic parameter (knee range of motion, foot progression angle) increased the predictive value for the knee moments.
Conclusion: In our patient group the joint moments after total hip replacement did not differ from healthy controls, whereas radiological leg alignment parameters changed significantly after the total hip replacement. A combination of these radiological leg parameters, especially the varus alignment, and the deviating kinematics explain the joint moments in the frontal plane during gait after total hip replacement surgery. For surgeons it is important not to create too much of a structural varus alignment by implanting the new hip joint as varus alignment can increase the knee adduction moment and the risk for osteoarthritis of the medial knee compartment.
Trial registration: This study was retrospectively registered with DRKS (German Clinical Trials Register) under the number DRKS00015053. Registered 1st of August 2018.
Zielstellung: Es sollte im Rahmen dieser Arbeit geprüft werden ob (1) ein Zusammenhang zwischen einer radiologischen Beinlängendifferenz und einer veränderten Hüft- bzw. Kniegelenksbelastung bei Coxarthrosepatienten besteht. Des Weiteren galt es zu prüfen (2) ob die radiologisch-anatomische Beinachse bei Coxarthrosepatienten einen Einfluss auf die Gelenksbelastung von Hüfte und Knie habe und (3) ob sich in diesem Zusammenhang Unterschiede zwischen unilateral und bilateral betroffenem Patientenkollektiv darstellen ließe.
Hintergründe: Es konnte bereits gezeigt werden, dass Coxarthrosepatienten ein verändertes Gangbild aufweisen. Diese Veränderungen sind mitverantwortlich für eine veränderete Gelenkbelastung sowohl in Knie als auch Hüfte, sowohl im Vergleich zwischen betroffener und nicht betroffener Seite als auch im Vergleich zu hüftgesunden Normprobanden. Insbesondere bezüglich der Kniegelenksbelastung konnte bei den Betroffenen ein reduziertes Knieadduktionsmoment (KAM) während der Standphase nachgewiesen werden. Dies steht im Einklang mit der Beobachtung, dass Coxarthrosepatienten vermehrt eine laterale Kniearthrose auf der ipsilateralen Seite entwickeln. Coxarthrosepatienten zeigten darüber hinaus eine veränderte Beinachse, mit einer Tendenz hin zu einer Valgusfehlstellung. In wieweit insbesondere die proximale Beinachse einen Einfluss auf die alterierten Gelenkmomente hat, bleibt bislang jedoch offen. Zu bilateralen Patienten sind darüber hinaus nur wenige Daten vorliegend.
Methoden: Um die oben genannten Hypothesen zu prüfen wurden bei insgesamt 29 Patienten, bei welchen die Indikation für eine Hüfttotalendoprothese aufgrund einer fortgeschrittenen Coxarthrose gestellt wurde, eine instrumentelle Bewegungsanalyse sowie eine biplanare EOSRöntgenaufnahme, welche in diesem Zusammenhang die konventionelle präoperative Planungsaufnahme ersetzte, durchgeführt. Anschließend wurden die Daten, die aus der 3D EOS Rekonstruktion über die Beinachse gewonnen wurden, sowie die Ergebnisse der Bewegungsanalyse mit bereits zuvor erhobenen Normdaten sowie untereinander verglichen und statistisch analysiert.
Ergebnisse: Es zeigte sich, dass die Patienten eine bis auf MFA nicht von der Norm abweichende Beinachse hatten. Die bilateralen zeigten eine signifikant größere Beinlängendifferenz als die Norm, die unilateralen Patienten jedoch diesbezüglich keine Abweichung. Insgesamt zeigten die Patienten ein verändertes Gangbild, welches weitgehend den bereits in der Literatur beschriebenen Veränderungen entsprach.
Bezüglich der Gelenkmomente zeigte sich ein im Vergleich zur Norm erniedrigtes KAM 2, die übrigen Gelenkmomente zeigten keine Abweichungen von der Norm.
Es zeigten sich weder für die Beinachse noch für die Gelenkmomente signifikante Unterschiede zwischen unilateralem und bilateralem Patientenkollektiv.
Die unilateralen Patienten als gesamtes zeigten keine Korrelationen mit der absoluten Beinlängendifferenz. In einer unilateralen Subgruppe, in der die betroffene Seite länger war, konnte eine inverse Korrelation mit HAM 1 und HAM 2 gefunden werden.
KAM 1 und KAM 2 korrelierten signifikant mit allen Beinachsenparametern. In einer schrittweisen Regressionsanalyse mit HKA, FO und MFA konnten damit 68% der KAM 1 Alterationen und 57,5 % der Veränderungen von KAM 2 erklärt werden. HAM 1 und HAM 2 zeigten jeweils eine signifikante Korrelation mit MFA.
Schlussfolgerung: Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Beinachse, insbesondere das Offset, einen Teil der Veränderungen der Kniegelenksbelastung erklären. Eine intraoperative Vergrößerung des Offsets und damit eine Varisierung der Beinachse könnte möglicherweise so zu einer Normalisierung der Kniegelenksbelastung führen.