Description of an evaluation system for knee kinematics in ligament lesions, by means of optical tracking and 3D tomography

Rev Bras Ortop. 2014 Aug 28;49(5):513-9. doi: 10.1016/j.rboe.2014.08.005. eCollection 2014 Sep-Oct.

Abstract

Objective: To describe and demonstrate the viability of a method for evaluating knee kinematics, by means of a continuous passive motion (CPM) machine, before and after anterior cruciate ligament (ACL) injury.

Methods: This study was conducted on a knee from a cadaver, in a mechanical pivot-shift simulator, with evaluations using optical tracking, and also using computed tomography.

Results: This study demonstrated the viability of a protocol for measuring the rotation and translation of the knee, using reproducible and objective tools (error < 0.2 mm). The mechanized provocation system of the pivot-shift test was independent of the examiner and always allowed the same angular velocity and traction of 20 N throughout the movement.

Conclusion: The clinical relevance of this method lies in making inferences about the in vivo behavior of a knee with an ACL injury and providing greater methodological quality in future studies for measuring surgical techniques with grafts in relatively close positions.

Objetivo: Descrever e demonstrar a viabilidade de um método de avaliação da cinemática do joelho, por meio de um aparelho de CPM (continuous passive motion), antes e após a lesão do ligamento cruzado anterior (LCA).

Métodos: O estudo foi feito em joelho de cadáver, em um simulador mecânico de pivot-shift avaliado a partir de rastreamento óptico associado à tomografia computadorizada.

Resultados: Este estudo demonstra a viabilidade de um protocolo de mensuração de rotação e translação do joelho com ferramentas reprodutíveis e objetivas (erro < 0,2 mm). O sistema mecanizado de provocação do teste do pivot-shift é independente do examinador e permite sempre a mesma velocidade angular e tração de 20 N por todo o movimento.

Conclusão: Sua relevância clínica está em fazer inferências sobre o comportamento in vivo de um joelho com lesão do LCA e proporcionar aos estudos futuros maior qualidade metodológica para a aferição de técnicas cirúrgicas com enxertos em posições relativamente próximas.

Keywords: Anterior cruciate ligament; Knee joint; X-ray computed tomography.