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Fragestellung: Obwohl die Knie-Totalendoprothetik (Knie-TEP) einer der erfolgreichsten orthopädischen Eingriffe ist, beeinträchtigen patello-femorale (PF) Komplikationen wie vorderer Knieschmerz häufig die Funktion des Gelenks. Während PF Komplikationen oft mit hohen Belastungen im Zusammenhang gebracht wurden, sind diese nur schwer in vivo zu erfassen. Das Ziel dieser Studie war daher den Zusammenhang zwischen PF Kontaktkraft, und dem leichter erfassbaren externen Flexionsmoment (EFM) zu bestimmen. Dafür wurden erstmals in vivo gemessene tibio-femorale (TF) Lasten mit fluoroskopisch erfasster in vivo TF und PF Kinematik in einer muskuloskelettalen Belastungsanalyse kombiniert.

Methodik: Sechs Knie-TEP-Patienten (Alter 65–80 J.) aus dem CAMS-Knee-Datensatz [1] führten 5-6 Wiederholungen vonSitz-Stand-Sitz und Kniebeuge aus. Die in vivo tibio-femoralen (TF) Lasten wurden durch eine instrumentierte tibiale Komponente gemessen, während die interne TF und PF Kinematik durch ein mobiles Fluoroskop erfasst wurde. PF Kräfte wurden durch ein muskuloskelettales Modell ermittelt, wobei die gemessenen TF Lasten als Randbedingung einflossen [2], während die aus der Fluoroskopie rekonstruierte TF & PF Kinematik genutzt wurde, um die funktionelle Knie-Flexionsachse, den Hebelarm der Patellasehne sowie das Verhältnis von Patellasehnen-Kraft zu Quadrizeps-Kraft zu bestimmen. Die Kräfte wurden mit dem Körpergewicht (BW) und die Momente mit Körpergewicht mal Körpergröße (BWHt) normiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Für Sitz-Stand-Sitz und Kniebeuge betrugen die max. in vivo gemessenen TF Kräfte 2,81 ± 0,34 BW (mean ± SD) und 2,59 ± 0,51 BW, die max. EFMs 0,047 ± 0,007 BWHt und 0,042 ± 0,011 BWHt, die max. PF Kräfte 2,62 ± 0,45 BW und 2,38 ± 0,61 BW. Mit R² Werten von 0,94 and 0,84 ergab die Regression zwischenEFM und PF Kraft Steigungen von 56 Ht^-1 und 54 Ht^-1 (Abbildung 1 [Abb. 1]) mit kleinen Achsenabschnitten (0,014 and 0,023 BW), die es erlauben die Steigung als festen Faktor zwischen den beiden Größen zu interpretieren.

Die neuartige Kombination aus in vivo gemessenen TF Lasten und patellarer Kinematik minimiert die Unsicherheiten bzgl. der Co-Kontraktion und der Patella-Position in der Analyse. Die resultierenden PF-Kräfte sind vonähnlicher Größenordnung wie die TF Kräfte und zeigen eine starke Korrelation mit dem EFM. Unsere Ergebnisse erlauben eine schnelle Abschätzung der PF Kräfte, basierend auf dem externen Flexionsmoment aus quantitativer Ganganalyse.