3.2 B EWEGUNGSMESSUNG
3.2.2 Meniskallagerbewegungen in sagittaler Richtung (Mittelwerte)
Diagramm 3-7 zeigt die Absolutbewegungen der Meniskallager (Meniscal Bearing lateral und medial, Universal AP-Glide) in sagittaler Richtung (Y-Richtung) bezogen auf das jeweilige Tibiaplateau bei 0° Varus- / Valgusbelastung und einem Exten-sionsmoment von 31 Nm.
Auffällig waren die stark variierenden Anfangspositionen und Bewegungsmuster der Inlays, die auch in der Literatur (Kapitel 1.1.1) beschrieben worden sind.
Die Anfangsposition (120° Knieflexion) des lateralen Inlays der LCS Meniscal Bea-ring-Prothese lag durchschnittlich 2,8 (+/- 2,2) mm posterior zum Koordinatenur-sprung (Zentrum) des Tibiaplateaus. Für das mediale Inlay betrug dieser Wert 1,6 (+/- 2,6) mm (nach posterior). Während die Bewegungen beim lateralen Inlay ab ei-nem Flexionsbereich von 60° bis 40° zunahmen, schien das mediale Inlay weniger AP-Translation durchzuführen (Ausnahme P6).
Noch stärkere Varianz im Bezug auf die Anfangsposition zeigte das LCS Universal AP-Glide. Im Mittel begann die Bewegung bei 1,3 (+/- 5,7) mm posterior zum Tibia-zentrum. Die Bewegungen erschienen hier wellenförmig, zunächst nach anterior (~70°), anschließend nach posterior (~20°) und bis zur vollen Streckung wieder nach anterior.
Um diese komplizierten Bewegungsmuster genauer analysieren zu können, wurden die Koordinatensysteme der Tibiaplateaus und die Koordinatensysteme der zugehö-rigen Inlays zu Beginn der Flexion (120°) auf Null gesetzt und die Bewegung von hier an relativ zueinander betrachtet (Diagramm 3-8).
Diagramm 3-7: Inlaybewegungen auf den Tibiaplateaus (P1, P2, P4-P7)
Cl lateral: Inlay-Bewegung Io 0° Varus/Valgus (Normalstellung), 31 Nm
-8
Cl medial: Inlay-Bewegung Io 0° Varus/Valgus (Normalstellung), 31 Nm
-8
Universal: Inlay-Bewegung Io 0° Varus/Valgus (Normalstellung), 31 Nm
-8
Diagramm 3-8: Inlaybewegungen relativ zu den Koordinatenursprüngen
Cl lateral: Inlay-Bewegung Io 0° Varus/Valgus (Normalstellung), 31 Nm
-8
Cl medial: Inlay-Bewegung Io 0° Varus/Valgus (Normalstellung), 31 Nm
-8
Universal: Inlay-Bewegung Io 0° Varus/Valgus (Normalstellung), 31 Nm
-8
Die Diagramme (3-9 bis 3-12) zeigen die Mittelwerte über alle Präparate (P1, P2, P4-P7) bei den verschiedenen Varus- / Valguseinstellungen unter beiden Extensions-momenten.
Die beiden Meniscal Bearing-Inlays bewegten sich nahezu gegenläufig, wobei das laterale Inlay von 120° bis 60° Flexion kaum Bewegung zeigte, um dann bis 28,0°
nach posterior (0,6 mm +/- 2,6 mm) und von dort insgesamt 2,2 mm (+/- 3,1 mm) bis zur vollen Streckung nach anterior zu wandern. Das mediale Inlay lief kurz bis 103,8°
Flexion nach posterior, dann bis 42,0° um 1,8 mm (+/- 3,2 mm) nach anterior, ver-harrte in dieser Position bis 30.0° und zog von dort bis zur vollen Streckung wieder 0,9 mm (+/- 1,6 mm) nach posterior.
Eine Erhöhung der Belastung von 31 Nm auf 39 Nm zeigte nur geringfügige Ände-rungen der Bewegungsmuster.
Das Festsetzen in der 0° Einstellung führte zu stärkeren Bewegungen, was sich vor allem in größeren Standardabweichungen ausdrückte. Lateral war hier die zurück-gelegte Wegstrecke (3,6 mm +/- 6,7 mm) deutlich größer, als medial (1,5 mm +/- 1,7 mm).
Durch Valguseinstellungen bewegte sich das laterale Inlay weniger (bis zu 1,0 mm), das mediale stärker (bis zu 1,5 mm). Unter Varuseinstellungen galten diese Bezie-hungen umgekehrt, waren jedoch nicht so stark ausgeprägt.
Das Universal AP-Glide-Meniskallager bewegte sich zunächst bogenförmig bis zu einem Flexionswinkel von 68,9° um 1,1 mm (+/- 2,1 mm) nach anterior, von dort legte es weiter im Bogen eine Strecke von 2,9 mm (+/- 2,6 mm) zurück nach posterior und wanderte schließlich von 12,0° Beugung bis zur vollen Streckung 1,0 mm (+/- 1,6 mm) nach anterior.
Die Belastungserhöhung auf 39 Nm zeigte hier ebenfalls kaum Veränderungen, die Standardabweichungen nahmen bei den 0° festgesetzten Messungen um bis zu 1,3 mm zu.
Bei Valguseinstellungen lief das Meniskallager insgesamt weiter nach anterior (bis zu 2,5 mm). Varuseinstellungen wirkten sich vor allem in der ersten Hälfte des Flexions-bereichs mit weiter posterior (bis zu 1,5 mm) gelegenen Inlays aus.
Diagramm 3-9: Inlaybewegungen Meniscal Bearing (0°, 0°f, 3,5° Valgus)
Inlay-Bewegung Io 0° (Normalstellung)
-8
Mittelwert 31 Nm lateral Mittelwert 39 Nm lateral Mittelwert 31 Nm medial Mittelwert 39 Nm medial
Inlay-Bewegung Io 0°f (Normalstellung, fest)
-8
Mittelwert 31 Nm lateral Mittelwert 39 Nm lateral Mittelwert 31 Nm medial Mittelwert 39 Nm medial
Inlay-Bewegung Io 3.5° Valgus
-8
Mittelwert 31 Nm lateral Mittelwert 39 Nm lateral Mittelwert 31 Nm medial Mittelwert 39 Nm medial
Diagramm 3-10: Inlaybewegungen Meniscal Bearing (3,5°m, 7°l, 7°m)
Inlay-Bewegung Io 3.5° Varus
-8
Mittelwert 31 Nm lateral Mittelwert 39 Nm lateral Mittelwert 31 Nm medial Mittelwert 39 Nm medial
Inlay-Bewegung Io 7° Valgus
-8
Mittelwert 31 Nm lateral Mittelwert 39 Nm lateral Mittelwert 31 Nm medial Mittelwert 39 Nm medial
Inlay-Bewegung Io 7° Varus
-8
Mittelwert 31 Nm lateral Mittelwert 39 Nm lateral Mittelwert 31 Nm medial Mittelwert 39 Nm medial
Diagramm 3-11: Inlaybewegungen Universal AP-Glide (0°, 0°f, 3,5° Valgus)
Inlay-Bewegung Io 0° Verdrehung (Normalstellung)
-8
Mittelwert 31 Nm Y-Rchtg.
Mittelwert 39 Nm Y-Rchtg.
Inlay-Bewegung Io 3.5° Valgus
-8
Mittelwert 31 Nm Y-Rchtg.
Mittelwert 39 Nm Y-Rchtg.
Inlay-Bewegung Io 0°f (Normalstellung, festgesetzt)
-8
Mittelwert 31 Nm Y-Rchtg.
Mittelwert 39 Nm Y-Rchtg.
Diagramm 3-12: Inlaybewegungen Universal AP-Glide (3,5°m, 7°l, 7°m)
Inlay-Bewegung Io 7° Valgus
-8
Mittelwert 31 Nm Y-Rchtg.
Mittelwert 39 Nm Y-Rchtg.
Inlay-Bewegung Io 3.5° Varus
-8
Mittelwert 31 Nm Y-Rchtg.
Mittelwert 39 Nm Y-Rchtg.
Inlay-Bewegung Io 7° Varus
-8
Mittelwert 31 Nm Y-Rchtg.
Mittelwert 39 Nm Y-Rchtg.
3.2.3 Vergleich der Mittelwerte der Präparate P1, P2, P4-P7
Zur besseren Vergleichbarkeit zwischen den Prothesenmodellen wurde zusätzlich der theoretische Mittelwert für das laterale und mediale Meniscal Bearing-Inlay gebil-det (Diagramm 3-13).
Während das LCS Universal AP-Glide-Inlay die in Kapitel 3.2.2 wellenförmige Be-wegung nachvollzog, legte es zwischen den am weitesten anterior (68,9°) und den am weitesten posterior (12,0°) gelegenen Punkten eine Strecke (Range of Motion, ROM) von 2,9 mm (+/- 2,6 mm) zurück. Bei voller Streckung (0° Flexionswinkel) be-fand sich das Meniskallager durchschnittlich 0,8 mm (+/- 3,4 mm) posterior der An-fangsposition (120°).
Beim lateralen LCS Meniscal Bearing-Inlay betrug die zurückgelegte Wegstrecke zwischen den beiden Extrempunkten 2,2 mm (+/- 3,1 mm) und beim medialen Inlay 1,8 mm (+/- 3,2 mm). Die jeweiligen Endpunkte lagen lateral 1,6 mm (+/- 3,1 mm) und medial 0,6 mm (+/- 1,8 mm) anterior der Anfangsposition.
Unter Zuhilfenahme des theoretischen Mittelwertes, der beide Meniscal Bearing-Inlays auf den geometrischen Mittelpunkt des Tibiaplateaus reduzierte, zeigte sich eine AP-Translation nach anterior in zwei Stufen (95° bis 70° und 20° bis 0°) von ins-gesamt 1,3 mm (+/- 1,6 mm) und einer Endposition von 1,2 mm (+/- 2,1 mm).
Diagramm 3-13: Vergleich der Translationsbewegungen in AP-Richtung (0°, 31 Nm) Vergleich der Inlaybewegungen (0°, 31 Nm, Y-Richtung)
-3
Meniscal Bearing theoret. MW
Deutliche Veränderungen durch Belastungserhöhung auf 39 Nm (Diagramm 3-14) waren die um etwa 0,5 mm bzw. 0,7 mm weiter posterior gelegenen Endpunkte vom medialen Meniscal Bearing-Inlay und des Universal AP-Glide-Inlays.
In der Tabelle 3-2 sind die Ergebnisse der Signifikanzanalyse bezüglich der Trans-lationsbewegungen in AP-Richtung aufgelistet.
Das Universal AP-Glide-Meniskallager legte einen signifikant größeren Weg bei 0°f und 3,5° Varuseinstellung (31 Nm) im Vergleich zum medialen Meniscal Bearing-Inlay zurück (p = 0,046). Durch Belastungserhöhung auf 39 Nm konnte dieses Ver-halten zusätzlich auch bei 3,5° Valgus und 7° Varus (p = 0,046) signifikant nachge-wiesen werden.
Innerhalb der Prothesenmodelle war die höhere Belastung nur für das Universal AP-Glide bei 7° Varusfehlstellung mit einer signifikant stärkeren Bewegung verbunden (p = 0,046).
Signifikanztestungen der einzelnen Einstellungen untereinander sind wegen des rie-sigen Umfangs nicht tabellarisch dargestellt (gilt auch für die Winkelbewegungen).
Ermittelte Signifikanzen werden nachfolgend aufgeführt. Durch Festsetzen der Nor-malstellung (von 0° zu 0°f) zeigte das laterale Meniscal Bearing-Inlay eine signifikant größere Bewegung (p = 0,043 bei 31 Nm und p = 0,028 bei 39 Nm).
Diagramm 3-14: Vergleich der Translationsbewegungen in AP-Richtung (0°, 39 Nm) Vergleich der Inlaybewegungen (0°, 39 Nm, Y-Richtung)
-3
Meniscal Bearing theoret. MW
Das beobachtete Verhalten bei Varus- / Valgusfehlstellungen mit abnehmender Be-weglichkeit gleichseitig und Zunahme der Wegstrecke auf der anderen (weniger be-lasteten) Seite zeigte sich nur in der 7° Valgusfehltellung gegenüber der 0°f Einstel-lung für das mediale Inlay signifikant (p = 0,028, 39 Nm).
Tabelle 3-2: Signifikanztestung der Prothesenmodelle untereinander und im Ver-gleich zwischen den unterschiedlichen Belastungen bezüglich der Bewegungsmes-sung in Y-Richtung (Weg, AP-Translation)
Signifikanz* (< ,05) 31 Nm 39 Nm 31 Nm / 39 Nm
Cll : Clm ,983 ,753 ,249 Cll : Cll
Un : Cll ,116 ,116 ,753 Clm : Clm
0°
Un : Clm ,116 ,116 ,173 Un : Un
Cll : Clm ,463 ,753 ,600 Cll : Cll
Un : Cll ,345 ,345 ,116 Clm : Clm
0°f
Un : Clm ,046* ,046* ,917 Un : Un
Cll : Clm ,917 ,917 ,345 Cll : Cll
Un : Cll ,917 ,600 ,463 Clm : Clm
3,5° Valgus Un : Clm ,116 ,046* ,173 Un : Un
Cll : Clm ,753 ,686 ,345 Cll : Cll
Un : Cll ,463 ,463 ,600 Clm : Clm
3,5° Varus Un : Clm ,046* ,046* ,173 Un : Un
Cll : Clm ,753 ,753 ,917 Cll : Cll
Un : Cll ,917 ,463 ,917 Clm : Clm
7° Valgus Un : Clm ,753 ,753 ,345 Un : Un
Cll : Clm ,345 ,463 ,463 Cll : Cll
Un : Cll ,917 ,345 ,249 Clm : Clm
7° Varus Un : Clm ,075 ,046* ,046* Un : Un