Background: Patellofemoral problems after total knee arthroplast (TKA) are frequent and often associated with a change in the geometry of the trochlear groove.
Objective: The present study aimed to analyze the feasibility of intraoperative examination of the patellofemoral joint geometry before and after the implantation of bicondylar total knee replacements without exposing the patient to radiation.
Material and methods: The patellofemoral joint morphology geometries of 33 patients before and after implantation of a bicondylar total knee replacement was intraoperatively analyzed using a digital scanning method. Femoral surface geometries were extracted from intraoperatively recorded tactile scanning data using an in-house algorithm. The geometries were then characterized by sulcus height, medial femoral condyle height and lateral femoral condyle height.
Results: Our preliminary results show that these key geometric parameters are only partially restored after TKA leading to a distinctly different shaped profile of the anterior distal femur. Maximum and minimum mean differences in sulcus height, medial femoral condyle height, and lateral femoral condyle height before and after surgery were 2.00 mm/-3.06 mm, 2.51 mm/-6.25 mm and 2.74 mm/-3.58 mm, respectively.
Conclusion: A new method for intraoperative analysis of the patellofemoral joint morphology before and after TKA without radiation exposure was developed and utilized. Even with the use of modern total knee designs, the patellofemoral articulation is considerably changed postoperatively as quantified by the key parameters of sulcus height, medial femoral condyle height, and lateral femoral condyle height. This may result in altered knee biomechanics and might explain persistent patellofemoral disorders, which are often reported by patients after TKA.
Zusammenfassung: HINTERGRUND: Probleme des Patellofemoralgelenks nach der Implantation einer Knietotalendoprothese (Knie-TEP) sind häufig und gehen mit geometrischen Veränderungen der Trochlea einher. ZIEL: Das Ziel der vorliegenden Pilotstudie war es, die Machbarkeit einer intraoperativen Untersuchung der Geometrie des Patellofemoralgelenks (PFG) vor und nach der Implantation von bikondylären Knietotalendoprothesen ohne zusätzliche Strahlenexposition des Patienten zu analysieren.
Material und methoden: Dazu wurde intraoperativ eine digitale Abtastmethode verwendet, mit der die Morphologie des PFG von 33 Patienten vor und nach der Implantation einer Knie-TEP analysiert wurde. Die Geometrien der Femuroberfläche wurden aus den intraoperativ aufgezeichneten Abtastdaten mit Hilfe eines Algorithmus extrahiert und im Hinblick auf die Sulkushöhe sowie die mediale und laterale Höhe der Femurkondyle charakterisiert.
Ergebnisse: Die vorläufigen Daten zeigen, dass diese geometrischen Schlüsselparameter nach der Implantation einer Knie-TEP nur teilweise wiederhergestellt werden, was zu einem deutlich veränderten Oberflächenprofil des distalen Femurs führt. Die maximale und minimale mittlere Abweichung in der Sulkushöhe, der medialen und der lateralen Femurkondylenhöhe vor und nach der Knie-TEP betrugen 2,00/−3,06 mm; 2,51/−6,25 mm bzw. 2,74/−3,58 mm.
Diskussion: Es wurde eine neue Methode zur intraoperativen Analyse der Morphologie des PFG vor und nach der Implantation einer Knie-TEP ohne zusätzliche Strahlenbelastung entwickelt. Bei der Verwendung moderner Knie-TEPs ist postoperativ die patellofemorale Artikulation erheblich verändert, was durch die Schlüsselparameter Sulkushöhe, mediale und laterale Femurkondylenhöhe gezeigt werden konnte. Dies kann zu veränderten biomechanischen Randbedingungen am Kniegelenk führen und könnte persistierende patellofemorale Beschwerden erklären, über die Patienten nach einer Knie-TEP häufig berichten.
Keywords: Digital tactile scanning; Femoral trochlear groove; Patellofemoral joint; Patellofemoral morphology; Total knee replacement.
© 2022. The Author(s).