A Novel Radiological Classification System of the Proximal Humerus

Abstract

Introduction

Different anatomical variants have been reported for the proximal and distal femur. Given this context, the goal of our study was to answer the following question: Can we also identify different anatomical variants of the proximal humerus?

Material and Methods

Two hundred anteroposterior (AP) radiographs of the proximal humerus with an equal gender distribution and equal laterality per gender were reviewed. The metaphyseal diameter of the proximal humerus at the level of the anatomical neck (X) and the intramedullary diameter at 10 cm from the apex of the greater tuberosity (Y) were measured. A new ratio was established, based on both measurements (Y/X). Radiographs showed different anatomical variants: type A: Y/X < 0.3, type B: Y/X = 0.3–0.4, type C: Y/X > 0.4. Two observers reviewed the AP radiographs independently and blindly in 2 different sessions.

Results

Three different anatomical groups (A, B and C) were identified based on the 25th and 75th percentiles. A higher percentage of type C was observed among females and a higher percentage of type A among males. A high inter-observer reliability was noted, with a Cronbach’s alpha of 0.97 (ICC 0.96–0.98). The intra-observer reliability for observer 1 had a Cronbach’s alpha of 0.98.

Conclusion

A novel radiological classification of the proximal humerus has been established based on 3 different anatomical types (A, B and C). Further studies are needed to establish whether the novel classification system can be used as an indicator for aseptic loosening of cemented or cementless total shoulder arthroplasty.

Abstract

Einleitung

Studien zufolge gibt es verschiedene anatomische Varianten des proximalen und distalen Os femoris. Vor diesem Hintergrund zielte diese Studie darauf ab, eine Antwort zu finden auf die Frage, ob es auch verschiedene anatomische Varianten des proximalen Oberarmknochens gibt.

Material und Methoden

Insgesamt wurden zweihundert anteroposteriore (AP) Röntgenaufnahmen des proximalen Oberarmknochens aufgenommen. Geschlechterverteilung und Seitigkeit bei der Geschlechterverteilung waren gleich. Der metaphysäre Durchmesser des proximalen Oberarmknochens wurde auf der Ebene des anatomischen Halses (X) gemessen und der intramedulläre Durchmesser wurde 10 cm von der Spitze des Tuberculum majus (Y) gemessen. Aus den Messungen wurde eine neue Quote (Y/X) gebildet. Aus den Röntgenaufnahmen liessen sich verschiedene anatomische Varianten ausmachen, wie folgt: Typ A: Y/X < 0,3, Typ B: Y/X = 0,3–0,4, Typ C: Y/X > 0,4. Die AP Röntgenaufnahmen wurden von zwei Beobachtern in 2 verschiedenen Sitzungen unabhängig und blind beurteilt.

Ergebnisse

Gemäß den 25th und 75th Perzentilen konnten drei unterschiedliche anatomische Gruppen (A, B und C) identifiziert werden. Prozentual kam Typ C häufiger bei Frauen vor, Typ A bei Männern. Es gab eine hohe Interrater-Reliabilität mit einem Cronbach Alpha von 0,97 (ICC 0,96–0,98). Der Intrarater-Reliabilität für Beobacher 1 hatte ein Cronbach Alpha von 0,98.

Schlussfolgerung

Es wurde eine neuartige radiologische Klassifikation des proximalen Oberarmknochens entwickelt, die auf 3 verschiedene anatomische Typen (A, B und C) basiert. Weitere Studien werden benötigt, um zu prüfen, ob das neue Klassifikationssystem als Indikator für eine aseptische Lockerung von zementierten bzw. zementlosen totalen Schulterarthroplastiken dienen kann.

Keywords

proximal humerus - proximal humerus radiographs - proximal humerus classification - proximal humerus canal width - shoulder arthroplasty

Schlüsselwörter

proximaler Humerus - Röntgen des proximalen Humerus - Klassifikation des proximalen Humerus - Kanalweite des proximalen Humerus - Schulterendoprothetik

• References

• 1 Gohal C, Khan M, Burrus T. et al. Impact of Shoulder Injuries on Quality of Life for Retired National Basketball Association Players: A Survey Study. Int J Sports Exerc Med 2019; 5: 154
• 2 Mitchell C, Adebajo A, Hay E. et al. Shoulder pain: diagnosis and management in primary care. BMJ 2005; 331: 1124-1128
• 3 Deutsche Vereinigung für Schulter- und Ellenbogenchirurgie (DVSE e. V.). Endoprothesenregister. Zugriff am 31. Juli 2022 unter: https://www.dvse.info/organisation/prothesenregister.html?file=files/dateien/downloads/prothesenregister/2020_Jahresbericht_Prothesenregister/SPR_Report_2020.pdf
• 4 Hertel R, Knothe U, Ballmer FT. Geometry of the proximal humerus and implications for prosthetic design. J Shoulder Elbow Surg 2002; 11: 331-338
• 5 Doershuk LJ, Saers JPP, Shaw CN. et al. Complex variation of trabecular bone structure in the proximal humerus and femur of five modern human populations. Am J Phys Anthropol 2018; 168: 104-118
• 6 Dorr LD, Faugere MC, Mackel AM. et al. Structural and cellular assessment of bone quality of proximal femur. Bone 1993; 14: 231-242
• 7 Levent A, Suero EM, Gehrke T. et al. Risk factors for aseptic loosening in complex revision total knee arthroplasty using rotating hinge implants. Int Orthop 2021; 45: 125-132
• 8 Casier SJ, Van den Broecke R, Van Houcke J. et al. Morphologic variations of the scapula in 3-dimensions: a statistical shape model approach. J Shoulder Elbow Surg 2018; 27: 2224-2231
• 9 Huang Y, Robinson DL, Pitocchi J. et al. Glenohumeral joint reconstruction using statistical shape modeling. Biomech Model Mechanobiol 2022; 21: 249-259
• 10 Poltaretskyi S, Chaoui J, Mayya M. et al. Prediction of the pre-morbid 3D anatomy of the proximal humerus based on statistical shape modelling. Bone Joint J 2017; 99-B: 927-933
• 11 Salhi A, Burdin V, Boutillon A. et al. Statistical Shape Modeling Approach to Predict Missing Scapular Bone. Ann Biomed Eng 2020; 487: 367-379
• 12 Kim SC, Park JH, Bukhary H. et al. Humeral stem with low filling ratio reduces stress shielding in primary reverse shoulder arthroplasty. Int Orthop 2022; 46: 1341-1349