Radiologische Evaluation der Variationsbreite der Pfannenpositionierung bei konventioneller Hüftendoprothesenversorgung

Zusammenfassung

Ziel: Bestimmung der Variationsbreite bei konventioneller Pfannenpositionierung (radiologisch gemessene Inklination und Anteversion) unter Berücksichtigung verschiedener Einflussgrößen. Material und Methoden: Anhand eines Kollektivs von 950 zementfrei implantierten Hüfttotalendoprothesen wurde postoperativ radiologisch überprüft, inwieweit die angestrebte Pfannenposition von 45° Inklination und 20° Anteversion erreicht wurde. Darüber hinaus wurde der Ausbildungsstand des Operateurs, die operierte Seite und das Implantat-Modell erfasst und auf eine mögliche Korrelation hin untersucht. Da das Ausmaß eines „sicheren” Winkelbereichs nicht eindeutig definiert werden kann, wurden die Ergebnisse in Bezug zu unterschiedlichen, tolerierbaren Abweichungen von der Zielposition beurteilt. Ergebnisse: Für den Inklinationswinkel wurde ein Mittelwert von 48,7° (SD 7, Minimum 28°, Maximum 75°) evaluiert. Der Anteversionswinkel betrug im Mittel 18,6° (SD 9, Minimum - 9°, Maximum 50°). Bei einer akzeptablen Abweichung von ± 5° zur angestrebten Position (45° Inklination und 20° Anteversion) liegen nur 22,7 % der Hüfttotalendoprothesen in diesem Zielbereich. Bei einer tolerierten Abweichung von ± 10° befinden sich immer noch 34,5 % der Hüftpfannen außerhalb dieses „Sicherheitsbereiches”. Weder der Ausbildungsstand des Operateurs noch das Pfannenmodell oder die operierte Seite hatten einen signifikanten Einfluss auf die Implantationsergebnisse. Schlussfolgerung: Bei der herkömmlichen Implantationstechnik wurde eine deutliche Streubreite der Winkel für Anteversion und Inklination gemessen. Die Verwendung von computergestützten Navigationshilfen könnte zu einer Verbesserung der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Pfannenpositionierung führen und sollte unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse erwogen werden.

Abstract

Purpose: Determination of the amount of variation in conventional acetabular cup positioning (radiological inclination and anteversion) in view of different factors that could influence the measured angles. Materials and Methods: The intended acetabular cup position of 45° inclination and 20° anteversion was checked radiologically in 950 patients who received a cementless total hip replacement. The qualifications of the surgeon, operated side and implant model were recorded and analyzed with respect to a possible correlation with the results. Since a “safe angle” cannot be defined without consideration of other variables, a tolerable deviation of the target position was investigated. Results: The mean inclination angle was 48.7° (SD 7°, minimum 28°, maximum 75°). Anteversion was measured with a mean of 18.6° (SD 9°, minimum - 9°, maximum 50°). Assuming an acceptable deviation of ± 5° from the target position (45° inclination and 20° anteversion), only 22.7 % of the acetabular cups were in this range. In the case of an acceptable deviation of ± 10°, 34.5 % of the cups were still outside of the acceptable range. The qualifications of the surgeon, the implanted model, as well as the operated side did not have a significant influence on the results. Conclusion: The common implantation technique yielded significant variation with respect to anteversion and inclination. The application of computer-aided navigation in the placement of acetabular cups would help to improve accuracy and reproducibility considerably in total hip arthroplasty.

total hip arthroplasty - anteversion - inclination - cup positioning - computer-assisted arthroplasty - navigation

Literatur

• 1 Kennedy J G, Rogers W B, Soffe K E. et al . Effect of acetabular component orientation on recurrent dislocation, pelvic osteolysis, polyethylene wear, and component migration.  J Arthroplasty. 1998;  13 530-534
• 2 Collier M B. The role of acetabular component alignment in volumetric wear calculations.  Trans Orthop Res Soc. 2000;  25 576
• 3 D’Lima D D, Chen P C, Colwell Jr C W. Optimizing acetabular component position to minimize impingement and reduce contact stress.  J Bone Joint Surg Am. 2001;  83 87-91
• 4 Lipman J, Padgett D. The effect of highwall liner orientation on total hip rangeof motion during activities of daily living.  Trans Orthop Res Soc. 2001;  26 1046
• 5 Mattessich S, Nakamura Y, Elias J. et al . Effects of femoral head design, cup orientation, and wear on hip range of motion.  Trans Orthop Res Soc. 2000;  25 521
• 6 Lewinnek G E, Lewis J L, Tarr R. et al . Dislocations after total hip-replacement arthroplasties.  J Bone Joint Surg Am. 1978;  60 217-220
• 7 Nadzadi M E, Pedersen D R, Callaghan J J. et al . Effects of acetabular component orientation on dislocation propensity for small-head-size total hip arthroplasty.  Clin Biomech (Bristol, Avon). 2002;  17 32-40
• 8 Paterno S A, Lachiewicz P F, Kelley S S. The influence of patient-related factors and the position of the acetabular component on the rate of dislocation after total hip replacement.  J Bone Joint Surg Am. 1997;  79 1202-1210
• 9 Yuan L, Shih C. Dislocation after total hip arthroplasty.  Arch Orthop Trauma Surg. 1999;  119 263-266
• 10 Noble P C. Biomechanics of dislocation after total hip replacement.  Curr Opin Orthop. 2001;  12 79-84
• 11 Turner R S. Postoperative total hip prosthetic femoral head dislocations. Incidence, etiologic factors, and management.  Clin Orthop. 1994;  301 196-204
• 12 Bader R, Willmann G. Keramische Pfannen für Hüftendoprothesen. Teil 7: Wie beeinflussen Lage des Rotationszentrums und CCD-Winkel des Schaftes Range of Motion und Impingement?.  Biomed Technik. 1999;  44 345-351
• 13 Yoshimine F, Hoshino H, Mikasa M. A shape of the safe area for the cup position that fulfills the criteria for acceptable range of motion in total hip arthroplasty.  Trans Orthop Res Soc. 2001;  26 1052
• 14 DiGioia A M, Jaramaz B, Blackwell M. et al . Image guided navigation system to measure intraoperatively acetabular implant alignment.  Clin Orthop. 1998;  355 8-22
• 15 Jaramaz B, DiGioia A M, Blackwell M. et al . Computer assisted measurement of cup placement in total hip replacement.  Clin Orthop. 1998;  354 70-81
• 16 Harris W H. Advances in Surgical Technique for total hip replacement.  Clin Orthop. 1980;  146 188-204
• 17 Mulroy W F, Estok D M, Harris W H. Total hip arthroplasty with use of so-called second-generation cementing techniques. A fifteen-year-average follow-up study.  J Bone Joint Surg Am. 1995;  77 1845-1852
• 18 Rössig S, Kohn D. Verbesserte radiologische Darstellung von Hüftschraubpfannen.  Z Orthop. 1996;  134 36-43
• 19 Glant T T, Jacobs J J, Mikecz K. et al . Particulate-Induced, Prostaglandin- and Cytokine-Mediated Bone Resorption in an Experimental System and in Failed Joint Replacements.  Am J Ther. 1996;  3 27-41
• 20 Harris W H. Wear and periprosthetic osteolysis: the problem.  Clin Orthop. 2001;  393 66-70
• 21 Murray D W, Rushton N. Macrophages stimulate bone resorption when they phagocytose particles.  J Bone Joint Surg Br. 1990;  72 988-992
• 22 Willert H G, Ludwig J, Semlitsch M. Reaction of bone to methacrylate after hip arthroplasty: a long-term gross, light microscopic, and scanning electron microscopic study.  J Bone Joint Surg Am. 1974;  56 1368-1382
• 23 Mestan H, Cavallaro A, Horger W. et al . Bestimmung der Knorpelverteilung im Hüftgelenk in Beziehung zur Femurhalsachse basierend auf 3.0T-MRT.  Fortschr Röntgenstr. 2005;  177 S 289
• 24 Hirakawa K, Mitsugi N, Koshino T. et al . Effect of acetabular cup position and orientation in cemented total hip arthroplasty.  Clin Orthop. 2001;  388 135-142
• 25 Bader R, Steinhauser E, Gradinger R. et al . Computergestutzte Bewegungssimulation an Hüftendoprothesen mit Keramik-Keramik-Gleitpaarung. Analyse der Einflussparameter Implantat-Design und Position.  Z Orthop Ihre Grenzgeb. 2002;  140 310-316
• 26 Müller O, Lembeck B, Reize P. et al . Quantifizierung und Visualisierung des Einflusses der Beckenkippung auf die Messung von Pfanneninklination und -anteversion.  Z Orthop Ihre Grenzgeb. 2005;  143 72-78
• 27 Honl M, Schwieger K, Gauck C H. et al . Pfannenposition und Orientierung im Vergleich - Navigation vs. konventionelle Handimplantation von Hüftendoprothesen.  Orthopäde. 2005;  34 1131-1136
• 28 Kovacs P, Rosenberger R R, Dolati B D. et al . Navigations unterstützte, minimal invasive Stabilisation von Beckenfrakturen.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 S 336
• 29 Oberst M, Bertsch C, Würstlin S. et al . Alignment der Beinachse nach navigierter vs. nicht-navigierter Knieendoprothese. CT-Analyse einer prospektiven, kontrollierten und randomisierten Studie.  Fortschr Röntgenstr. 2004;  176 S 201