Die Beingeometrie in der Frontalebene

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse der
Beingeometrie in der Frontalebene. Gegenübergestellt und
statistisch ausgewertet wurden Daten, die aus konventionellen
langen Röntgenstandbeinaufnahmen (LRS) und digitalen
Übersichtsbildern der Computertomographie (Topogramme) gewonnen
wurden. Neben der Darstellung des aktuellen Standes der derzeit
praktizierten Technik auf dem Gebiet der Beingeometrieanalyse war
es das Ziel, sowohl die Unterschiede als auch die Gemeinsamkeiten
der hierbei gewonnenen Analyseergebnisse aufzuzeigen und die Vor-
und Nachteile entsprechend zu diskutieren. Hierzu wurde sowohl eine
prospektive als auch eine retrospektive Studie durchgeführt; um zu
beurteilen, welche Vorteile die CT-Topogramme zur Messung der
Beingeometrie mit sich bringen. Konventionelle lange Beinaufnahmen
im Stehen sind zur Winkel- und Längenmessung wesentlicher
Bestandteil einer orthopädischen Beurteilung der unteren
Extremität. Eine gute Qualität einer LRS zeigt sich in einer
weitgehend gleichmäßigen Belichtung über die gesamte Aufnahme sowie
einer vollständigen Abbildung des Beines inklusive des
Beckengürtels, gegebenenfalls zusätzlich mit Anteilen der
Lendenwirbelsäule. Die Durchführung der Standbeinaufnahme ist durch
die umständliche Positionierung des Patienten, mit Ausrichtung der
Beinachse und dem Ausgleich eventueller Beinlängendifferenzen auf
der entsprechenden Standapparatur, aufwendig und damit entsprechend
fehlerträchtig. Hinzu kommt, dass die Ausrichtung des Beines in der
Sagitalebene durch ventrale Positionierung der Patella umstritten
ist, da sie als Sesambein nicht ausreichend valide erscheint. Im CT
könnte sich die Ausrichtung des Beines relativ leicht an der
Kondylenhinterkante und damit an einer funktionell wichtigen
Gelenkstruktur orientieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich
ausführlich mit den Konsequenzen, die sich daraus ergeben würden
und versucht die klinisch relevante Frage zu beantworten, ob die
CT-Diagnostik die LRS abzulösen vermag. Hierzu wurden folgende
Fragestellungen untersucht: Wie stellt sich die Beingeometrie in
der Frontalebene einerseits in der LRS und andererseits im
CT-Topogramm jeweils bei ventral ausgerichteter Patella dar? Welche
Voraussetzungen sind erforderlich, um das Bein anhand einer
anatomischen Struktur reproduzierbar im CT auszurichten? Wie stellt
sich die Beingeometrie dar, wenn die Kondylenhinterkante parallel
zur Frontalebene ausgerichtet wird? Welche Unterschiede ergeben
sich im direkten Vergleich zwischen der LRS mit mittig zentrierter
Patella und dem CT-Topogramm mit parallel zur Frontalebene
ausgerichteter Kondylenhinterkante? Bei ventral ausgerichteter
Patella zeigen beide Untersuchungsverfahren hinsichtlich der
Gelenkwinkel und des Verlaufs der Mikulicz-Linie keine
signifikanten Unterschiede. Die P-Werte der fünf analysierten
Gelenkwinkel stellten sich wie folgt da: für den CCD-Winkel 0,2968,
für den aLDFW 0,8272, für den mLDFW 0,5315, für den MPTW 0,2451 und
für den LDTW 0,1219. Bei der konventionellen Aufnahmetechnik kommt
es hinsichtlich der Länge zu einem projektionsbedingten
Vergrößerungseffekt im Bereich des Oberschenkels von 5,0 - 9,7 %,
des Unterschenkels von 2,8 - 7,1 % und bezogen auf die
Gesamtbeinlänge von 4,8 - 8,2 % im Vergleich zu den als real
definierten Daten aus dem CT. Zur Ausrichtung des Beines im CT
wurde eine spezielle Auflage für den CT-Tisch konstruiert und
gebaut, die über Halterungsgurte und Schulterhalterungen sowie auf
die individuelle Körpergröße anpassbare Fußschlitten verfügt. Die
Fußschlitten sind entsprechend der Körpergröße auf der Auflage zu
positionieren und mittels einer Spindel kann eine Feineinstellung
vorgenommen werden. Um eine beidseitig gleich starke Belastung zu
erreichen, sind an den Fußschlitten Druckmesser angebracht. Die
Rotationsstellung der Beine lässt sich mittels einer
Drehvorrichtung an diesen Fußschlitten gradgenau einstellen. Im
Rahmen dieser Studie konnten in einem ersten Testdurchgang an 52 in
die Studie eingehenden Patienten in über 50% der Fälle die
Kondylenhinterkante auf 2° genau eingestellt werden. In einem
Intervall von 5° Abweichung von der Horizontalen lagen 80% der
Ergebnisse. Die Ausrichtung der Kondylenhinterkante parallel zur
Frontalebene zeigte im Vergleich zur LRS mit mittig zentrierter
Patella signifikante Unterschiede bei der Vermessung der
Mikulicz-Linie (P-Wert: 0,0001), dem CCD-Winkel (P-Wert: 0,0004),
dem mLDFW (P-Wert: 0,0019) und dem LDTW (P-Wert: 0,0006). Der aLDFW
und der MPTW sind im Ergebnis weniger abhängig von der Drehung des
Beines und deren P-Werte waren nicht signifikant unterschiedlich
(P-Wert von aLDFW: 0,0600, P-Wert von MPTW: 0,3612). Die Ergebnisse
der Beinlängenmessung verhielten sich entsprechend der Untersuchung
bei ventral ausgerichteter Patella. Vorliegende Arbeit zeigt das
Potential des CT-Topogramms zur Analyse der Beingeometrie. Die
Vorteile des CT liegen einerseits in der gleichmäßigen guten
Belichtung über den gesamten Bereich, auch der problematischen
Beckenregion. Zudem entfallen Belichtungssprünge an den Film- bzw.
Folienübergängen sowie das Fehlerpotential fehlerhaft
zusammengesetzter Einzelbilder. Die Arbeit zeigt, dass es möglich
ist, die Beinachse mit der neu konstruierten Vorrichtung an
anatomisch relevanten Strukturen auszurichten und so im CT
reproduzierbare Projektionen zu erhalten. Die Ausrichtung der
Kondylenhinterkante parallel zur Frontalebene zeigt jedoch aufgrund
der vermehrten Außenrotation des Sprunggelenks keine Vorteile. Es
bleibt einer weiteren Studie vorbehalten, ob sich durch andere
Einstellkriterien, z.B. 15°-Außenrotation diesbezüglich neue
Erkenntnisse ergeben. Die Vorteile der Darstellung beider Beine
zusammen mit der Wirbelsäule im aufrechten Stand unter Belastung,
ggf. mit Ausgleich einer Beinlängendifferenz in der LRS mit ventral
ausgerichteter Patella, überwiegen die dargestellten Nachteile
dieser Aufnahmetechnik, so dass bis auf Weiteres die LRS für die
standardmäßige Darstellung der Beingeometrie, bei Anhalt für
Torsionsfehler ergänzt durch CT-Transversalschnitte, Goldstandard
bleiben sollte.