Biomechanische Aspekte der Resektions-Interpositions-Arthroplastik am rheumatischen Schultergelenk

Abstract

Mid-term results in Resection-lnterposition-Arthroplasty (RIAP) of the rheumatoid shoulder reveal good gain in active flexion and extension. In contrast, active abduction in the glenohumeral joint remains poor in many cases. To find out the reason we developed a simple three-dimensional computer model of the shoulder joint with fixed scapula. Using this model, we can study different types of motion like abduction or flexion/xtension. The geometric data for this model were taken from a/p X-rays in different degrees of abduction or from three-dimensional MRI of our patients. Postoperatively the humeral head tends to move to cranial (0.4 - 1.0 cm) and to medial (0.4 - 0.8 cm). Because of the changes in the glenohumeral relationship, the contact area of the humeral head has moved to the superior part of the glenoid, and hence the kind of motion (rolling/slipping) has changed. As a consequence, the lever arm of the deltoid muscle decreased (35.2%) and the muscle was shortened (0.4 - 0.9 cm) in the frontal plane. In the sagittal plane the lever arm of the deltoid decreased only slightly (9.4%). This is assumed to be the reason for the better active flexion than active abduction after RIAP. The pattern of active motion described by us is an intrinsic problem of the RIAP of the shoulder. Even if the active abduction is significantly impaired after surgery, most of the patients have good active flexion that is important for their activities of daily living. We conclude that the loss of active abduction does not primarily reflect fibrous stiffness of the shoulder joint but is the consequence of biomechanical alteration.

Zusammenfassung

In der vorliegenden biomechanischen Betrachtung wird von folgender klinischer Beobachtung ausgegangen: Patienten mit chronischer Polyarthritis, bei denen aufgrund einer Destruktion des Schultergelenkes eine Resektions-Interpositions-Arthroplastik (RIAP) erforderlich wurde, zeigen postoperativ einen deutlich geringeren Bewegungszuwachs für die aktive Abduktion als für die aktive Anteversion und Retroversion. Zur Klärung dieses diskrepanten Bewegungsverhaltens haben wir ein einfaches dreidimensionales Computermodell des Schultergelenkes entwickelt (Skapula fixiert), mit dem sich die Bewegung in Abduktion sowie Ante- und Retroversion untersuchen läßt. Dazu werden die geometrischen Daten des Schultergelenkes für die Abduktion aus a. p. Röntgenaufnahmen entnommen, Daten für die Anteversion werden MRI-Daten (sagittale Schnittführung) entnommen. Die Daten werden mit einem Scanner erfaßt und im Programm interaktiv bearbeitet. Nach der Operation kommt es zu einer Kranialisierung (0.4 - 1.0 cm) und Medialisierung (0.4 - 0.8 cm) des Humeruskopfes. Die veränderten Artikulationsverhältnisse verlagern den glenohumeralen Auflagepunkt nach kranial bis zur Subluxation, so daß das Rollgleitverhalten gestört wird. Dadurch kommt es in der Frontalebene zur Verkürzung des Hebelarmes des M. deltoideus (im Mittel 35.2%) und zu einer passiven Muskelverkürzung (0.4 - 0.9 cm). In der Sagittalebene kommt es ebenfalls zur passiven Verkürzung des Muskels, jedoch nur zu einer geringen Verkürzung des Hebelarmes bei der Anteversion (im Mittel 9.4%). Dies erklärt die relative Insuffizienz des Deltamuskels bei der Abduktionsbewegung, und es erklärt die betonte Minderung der Abduktionsbewegung bei vergleichsweise gut erhaltener Bewegung in der Sagittalebene. Die dargestellten postoperativen Bewegungsmuster sind ein immanentes Phänomen der Resektionsarthroplastik. Auch wenn die aktive glenohumerale Abduktionsbewegung nur gering ausfällt, kann ein ausgiebiges und für den Patienten wertvolles Bewegungsausmaß in der Sagittalen bestehen. Die eingeschränkte glenohumerale Abduktion ist keineswegs immer ein Zeichen einer fibrösen Steife im glenohumeralen Gelenk.