Kinetische und kinematische Ganganalyse vor und nach Knietotalendoprothesenimplantation

Zusammenfassung.

Fragestellung: Ziel der vorliegenden Arbeit war die Objektivierung des Operationsergebnisses nach primärer Knieendoprothesenimplantation durch ganganalytische Untersuchungen. Methode: Kinetische und kinematische Parameter des Gangbildes wurden unter Verwendung von in ein Laufband integrierten Mehrkomponenten-Messplattformen und eines optoelektronischen Mess-Systems erfasst. 20 Patienten wurden präoperativ und durchschnittlich 14 bzw. 28 Wochen postoperativ untersucht. Ergebnisse: Präoperativ findet sich auf der erkrankten Seite ein zeitlich verkürzter Einsatz des Beines bei jedoch deutlich erhöhten Maximalkräften. Die Beweglichkeit ist sowohl im erkrankten Gelenk als auch im benachbarten Hüftgelenk und den kontralateralen Gelenken beim Laufen vermindert. Nach der Endoprothesenimplantation gleicht sich das Gangbild der Referenzgruppe an. Die Gangsymmetrie steigt, die zeitliche und kraftbezogene Belastung des operierten Beines und der Bewegungsumfang des gegenseitigen Knies und beider Hüftgelenke nimmt bis 28 Wochen postoperativ zu. Der klinische Score nach Aichroth et al. zeigt zu jedem Zeitpunkt eine Korrelation mit den Messwerten der Ganganalyse (p < 0,05). Schlussfolgerung: Durch monartikuläre degenerative Veränderungen des Kniegelenkes wird die Funktion benachbarter und kontralateraler Gelenke negativ beeinflusst. Die Endoprothesenimplantation führt danach zu einer Normalisierung pathologischer Bewegungsmuster sowohl im operierten, als auch in den benachbarten und kontralateralen Gelenken. Jedoch werden 28 Wochen postoperativ noch keine Normalwerte erreicht, woraus die Möglichkeit einer weiteren Verbesserung der funktionellen Befunde, in Abhängigkeit von der Kontinuität der Rehabilitation, ableitbar ist.

Objective: The aim of the present paper was to make an objective assessment of the surgical outcome after primary knee endoprosthesis implantation by means of gait analysis. Method: Kinetic and kinematic parameters of gait pattern were recorded using multi-component measuring platforms integrated into a treadmill and an optoelectric measuring system. 20 patients were investigated preoperatively and on average 14 and 28 weeks postoperatively. Results: Preoperatively, on the affected side, the leg was used for a shorter time, but with much higher maximum forces. Mobility was reduced in the affected joint, in the adjacent hip joint, and in the contralateral joints when walking. After endoprosthesis implantation, the gait pattern approximated that of the reference group. The gait symmetry increased, and the time and force-related loading of the operated leg and the extent of mobility of the contralateral knee and both hips increased up to 28 weeks postoperatively. The clinical score according to Aichroth et al. showed a correlation with the measured values of the gait analysis at all times (p < 0.05). Conclusion: Mono-articular degenerative changes of the knee have a negative effect on the function of adjacent and contralateral joints. Endoprosthesis implantation then leads to a normalisation of pathological motion patterns, both in the operated and in the adjacent and contralateral joints. However, normal values were not yet achieved 28 weeks postoperatively, which demonstrates the possibility for further functional improvement depending on the continuity of rehabilitation.

Schlüsselwörter:

Ganganalyse - Gonarthrose - Knietotalendoprothese - Infrarot-Ganganalyse-Mess-System

Key words:

gait analysis - knee osteoarthritis - Total Knee Arthroplasty - infrared-gait analysis system

Literatur

• 01 Andersson  G BJ, Andriacchi  T P, Galante  J O. Correlations between changes in gait and in clinical status after knee arthroplasty.  Acta Orthop Scand. 1981;  52 569-573
• 02 Andriacchi  T P, Galante  J O, Fermier  R W. The influence of total knee-replacement design on walking and stair-climbing.  J Bone Joint Surg Am. 1982;  64 1328-1335
• 03 Buckwalter  J A, Mankin  H J. Articular cartilage: degeneration and osteoarthritis, repair, regeneration and transplantation.  Instr Course Lect. 1998;  47 487-504
• 04 Chao  E YS, Laugham  R K, Stauffer  R N. Biomechanical gait evaluation of pre and postoperative total knee replacement patients.  Arch Orthop Trauma Surg. 1980;  97 309-317
• 05 Chao  E YS, Laughman  R K, Schneider  E, Stauffer  R N. Normative data of knee joint motion and ground reaction forces in adult level walking.  J Biomech. 1983;  16 219-233
• 06 Chen  P Q, Cheng  C K, Shang  H C, Wu  J J. Gait analysis after total knee replacement for degenerative arthritis.  J Formos Med Assoc. 1991;  90 160-166
• 07 Collopy  M C, Murray  M P, Gardner  G M, Diulio  R A, Gore  D R. Kinesiologic measurements of functional performance before and after geometric total knee replacement.  Clin Orthop. 1977;  126 196-202
• 08 Goodman  S B, Lee  J, Smith  R L, Csongradi  J C, Fomasier  V L. Mechanical overload of a single compartment induces early degenerative changes in the rabbit knee: a preliminary study.  J Invest Surg. 1991;  4 161-170
• 09 Hatanaka  Y, Takai  S, Hase  H, Kubo  S, Hirasawa  Y. Kinematic gait analysis of patients after total knee arthroplasty.  In: Hirasawa YCB, Sledge SLY Clinical biomechanics and related research. Springer. Tokyo Berlin Heidelberg New York London Paris Hong-Kong Barcelona Budapest; 1994: 401-411
• 10 Jäger  M, Wirth  C J. Praxis der Orthopädie.  Thieme. Stuttgart New York; 1992: 596-603, 962
• 11 Krämer  K L, Maichl  F P. Scores, Bewertungsschemata und Klassifikationen in Orthopädie und Traumatologie.  Thieme. Stuttgart New York; 1993: 272-273, 319
• 12 Kroll  M A, Otis  J C, Sculco  T P, Lee  A C, Paget  S A, Bruckenstein  R, Jensen  D A. The relationship of stride characteristics to pain before and after total knee arthroplasty.  Clin Orthop. 1989;  239 191-195
• 13 Martin  S D, Scott  R D, Thornhill  T S. Current concepts of total knee arthroplasty.  J Orthop Sports Phys Ther. 1998;  28 252-261
• 14 Oddis  C V. New perspectives on osteoarthritis.  Am J Med. 1996;  100 10S-15S
• 15 Saleh  M, Murdoch  G. In defence of gait analysis. Observation and measurement in gait assessment.  J Bone Joint Surg Br. 1985;  67 237-241
• 16 Simon  S R, Trieshmann  H W, Burdett  R G, Ewald  F C, Sledge  C B. Quantitative gait analysis after total knee arthroplasty for monarticular degenerative arthritis.  J Bone Joint Surg Am. 1983;  65 605-613
• 17 Skinner  H B. Pathokinesiology and total joint arthroplasty.  J Bone Joint Surg Br. 1993;  288 78-86
• 18 Smidt  G L. Biomechanical analysis of knee flexion and extension.  J Biomech. 1973;  6 79-92
• 19 Steiner  M E, Simon  S R, Pisciotta  J C. Early changes in gait and maximum knee torque following knee arthroplasty.  Clin Orthop. 1976;  238 174-182
• 20 Walker  E R, Boyd  R D, Wu  D D, Lukoschek  M, Burr  D B, Radin  E L. Morphologic and morphometric changes in synovial membrane associated with mechanically induced osteoarthrosis.  Arthritis Rheum. 1991;  34 515-524
• 21 Walsh  M LJ, Woodhouse  S G, Thomas  E. Physical impairments and functional limitations: a comparison of individuals 1 year after total knee arthroplasty with control subjects.  Phys Ther. 1998;  78 248-258
• 22 Winter  D A. Knowledge base for diagnostic gait assessments.  Med Prog Technol. 1983;  19 61-81