Polviproteesin pidemmän käyttöiän takaamiseksi polviproteesin TKA-menetelmässä neutraalin koronaalisen linjataajuuden palauttaminen on välttämätöntä. Luonnollisessa polvessa, jossa on neutraali linjaus, HKAA on lähes 0° ja mLDFA ja mMPTA noin 87° ± 3° . Kun distaalinen reisiluu ja proksimaalinen sääriluu leikataan kohtisuoraan reisiluun ja sääriluun mekaaniseen akseliin nähden, reisiluun ulkokierto noin 3°:lla tasapainottaa fleksiovajeen . Kuitenkin jopa viidesosa TKA:n saaneista potilaista on ilmoittanut olevansa tyytymätön leikkaustulokseen . Epätasainen fleksio- tai ekstensioväli, pehmytkudosten epätasapaino ja patellan virheasento voivat johtaa tyytymättömyyteen . Aiemmissa tutkimuksissa 32 %:lla miehistä ja 17,2 %:lla naisista länsimaisessa väestössä ja 20,34 %:lla korealaisista naisista oli konstitutionaalinen varus (HKAA > 3°). Näissä väestöissä alaraajan koronaalisen linjauksen ”korjaaminen” neutraaliksi saattaa aiheuttaa iatrogeenisen pehmytkudosepätasapainon. Toisessa tutkimuksessa kiinalaisilla aikuisilla havaittiin alaraajojen koronaalisessa linjauksessa sääriluun varus > 5° . Näillä henkilöillä TKA:n aikana saattaa esiintyä enemmän mediaalis-lateraalista pehmytkudosepätasapainoa. Näin ollen reisiluun ja sääriluun mekaanisen linjauksen analysointi preoperatiivisen suunnittelun aikana voisi auttaa lääkäreitä hallitsemaan pehmytkudosten epätasapainoa.

Edellä mainituissa tutkimuksissa alaraajojen koronaalinen linjaus luokiteltiin varus-, neutraali- tai valgus-luokkaan HKAA:n perusteella . Tämä luokittelu ei kuitenkaan kuvaa sääriluun ja reisiluun linjauksen epäsuhtaa. On erittäin tärkeää, että TKA:n leikkausta edeltävässä suunnittelussa ymmärretään kattavasti sekä reisiluun että sääriluun luinen linjaus erikseen ja niiden suhde alaraajan koronaaliseen linjaukseen. Tämän tutkimuksen kolme tärkeintä saavutusta ovat (1) alaraajojen linjauksen onnistunut luokittelu viiteen tyyppiin, joissa on tilastollisesti merkitseviä eroja, mLDFA:n ja mMPTA:n perusteella; (2) havainto, että reisiluun ja sääriluun mekaanisen linjauksen epäsuhta oli yleinen varus- ja valgustyypeissä; ja (3) havainto, että 40 prosentilla neutraalin linjauksen populaatiosta havaittiin nivelen linjan vinoumaa.

Tyypit 1 ja 2 olivat molemmat neutraaleja polven globaalissa linjauksessa, mutta erosivat merkittävästi toisistaan reisiluun ja sääriluun mekaanisessa linjauksessa. Femurin valguskulman ja sääriluun varuskulman vuoksi tyypin 2 linjauksessa havaittiin vino nivellinja. Tämä voi aiheuttaa suoria biomekaanisia seurauksia nivelen kuormitukseen ja leikkausrasitukseen . Painonsiirron suoria seurauksia in vivo ja suhdetta polvinivelen rappeutumiseen olisi kuitenkin tutkittava tulevassa tutkimuksessa. Tietojemme mukaan tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa raportoidaan tämäntyyppisestä linjauksesta. Polven nivelrikkopotilaalla, jolla on nivelrikkoa edeltävä neutraali linjaustyyppi 1 ja 2, tasapainoinen ekstensioväli voitaisiin saavuttaa tekemällä luinen leikkaus kohtisuoraan mekaaniseen akseliin nähden TKA:n aikana.

Tässä tutkimuksessa 39 %:lla koehenkilöistä oli joko varus- tai valgus-linjaustyyppi, ja luonnollisen mLDFA:n ja mMPTA:n välillä havaittiin epäsuhta. Reisiluun ja sääriluun välinen epäsuhta saattaa aiheuttaa iatrogeenisen pehmytkudosepätasapainon, jos TKA:n aikana tehtävä luinen leikkaus tehdään kohtisuoraan reisiluun ja sääriluun mekaaniseen akseliin nähden. Tämän epätasapainon korjaaminen pehmytkudostasapainotekniikalla ei kuitenkaan aina ole mahdollista. Tyypin 3 varuskorjaus oli 20 prosentilla kaikista koehenkilöistä, joiden mLDFA oli 88,0° ± 1,4° ja mMPTA 83,5° ± 1,6°. Tyypin 3 deformiteettiin vaikutti eniten sääriluun varuskulma, mikä selittää, miksi varusnivelrikon osteotomia tehdään yleensä proksimaaliseen sääriluuhun. Lisäksi nivelen horisontaalinen linjaus voi säilyä osteotomian jälkeen. Jos mekaanisesti kohdistettua mitattua resektiotekniikkaa käytetään TKA:ssa potilaalla, jolla on polven nivelrikko ja jolla on nivelrikkoa edeltävä tyypin 3 linjaus, luun resektio saattaa aiheuttaa 4,5°:n ahtautta koronaalitason mediaalisella puolella, mikä edellyttäisi mediaalisten pehmytkudosten vapauttamista. Jos kuitenkin käytetään mekaanisesti kohdistettua kuilun tasapainotustekniikkaa, jossa sääriluu leikataan ensin, varus reisiluun komponentti koronaalitasossa saattaa nostaa nivelen linjaa, ja suuri reisiluun komponentin ulkoinen rotaatio saattaa muuttaa patellan seurantaa poikittaistasossa . Näin ollen pehmytkudosten tasapainottaminen voi vaikeutua. Femurikomponentin liiallisesta ulkokierrosta voi aiheutua myös jäännösvarusasentoa fleksiossa.

Toiseksi yleisin varusasentotyyppi oli tyyppi 4, jossa mLDFA oli 91,4° ± 1,4° ja mMTPA 85,2° ± 2,0°. Tässä tyypissä koronaalinen alaraajan linjaus oli enemmän varus kuin kaikissa muissa tyypeissä (5,6° ± 2,3°, p < 0,05). Polven nivelrikkoa sairastavilla potilailla, joilla on ennen nivelrikkoa tyypin 4 varuskohdistus, 6,2°:n kireys ekstensiovälissä saatetaan joutua korjaamaan pehmytkudosten vapauttamisella mediaaliselta puolelta mekaaniseen akseliin nähden kohtisuorassa olevan luisen leikkauksen jälkeen TKA:n aikana. Mediaalipuolen laaja pehmytkudosten vapautus on tehtävä tasapainoisen ekstensiovälin aikaansaamiseksi. Liian innokas mediaalipuolen pehmytkudosten vapauttaminen ekstensiossa aiheuttaa kuitenkin mitatussa resektiotekniikassa fleksiovälin avautumisen mediaalipuolelle. Tämä aiheuttaa polvinivelen fleksio-instabiliteettia, ja saatetaan tarvita entistäkin rajoitetumpi TKA-proteesi. Nagamine ja muut mainitsevat, että anatominen vaihtelu olisi otettava huomioon TKA:n aikana tämäntyyppisillä potilailla. Näissä kahdessa varuskorjaustyypissä nivelen linjaus oli lähes vaakasuorassa lattiaan nähden, mikä on samanlainen kuin tyypin 1 neutraali linjaus. Tämä tulos on yhdenmukainen Victor ym. raportin kanssa. Verrattuna tyypin 3 varus-polveen tyypin 4 nivellinjan suuntaus on kuitenkin enemmän mediaalisesti avautuva, mikä voi johtua reisiluun varuksesta ja saattaa johtaa suurempaan mediaaliseen avautumiseen nivelrikkoprosessin aikana (TJLA: – 1,9° ± 3,5° aiemmin raportoidussa nivelrikkokohortissa verrattuna TJLA:han: – 0,9° ± 2,2° tässä tutkimuksessa tyypin 4 linjauksessa). Tämän vuoksi näitä potilaita koskeva tuleva prospektiivinen tutkimus olisi suoritettava sen määrittämiseksi, onko henkilöillä, joilla on tyypin 4 linjaus, suurempi nivelrikon riski. On myös tärkeää huomata, että sekä tyypin 3 että tyypin 4 reisiluun taipuma on voimakkaampi kuin neutraalissa ryhmässä. Näin ollen on noudatettava varovaisuutta käytettäessä intramedullaarista ohjainta reisiluun distaaliseen resektioon.

Tyyppiä 5 oli noin 9 % kaikista tässä tutkimuksessa mukana olleista henkilöistä, ja sen keskimääräinen HKAA oli – 4,2° ± 0,9°, mLDFA, 84,6° ± 1,6° ja mMPTA, 88,8° ± 2,0°. Valgusasennossa suurin tekijä on reisiluu, ja sääriluu on kaikista tyypeistä neutraalein. Femurin valguksen ja jalkojen yhteen saattamisen kyvyttömyyden vuoksi myös tyypin 5 valgusasennossa havaittiin vino nivelrivi, mikä on verrattavissa aiemmin raportoituihin tuloksiin . Siksi reisiluun distaalinen osteotomia tehdään potilaille, joilla on valgus-nivelrikko , ja näiden potilaiden nivelrivi voidaan myös korjata osteotomian jälkeen vaakasuoraksi lattiaan nähden. Polven nivelrikkoa sairastavilla potilailla, joilla on ennen nivelrikkoa tyypin 5 valgus-kohdistus, mekaaniseen akseliin nähden kohtisuorassa oleva luinen leikkaus TKA:n aikana aiheuttaa noin 4,2°:n ekstensiovälin ahtauden lateraalipuolella. Siksi lateraalinen vapautus, kuten ilio-tibial band release, on usein tarpeen tasapainoisen pehmytkudosjännityksen saavuttamiseksi.

Tässä tutkimuksessa havaittiin eroja nuorempien ja vanhempien ryhmien välillä (taulukot 2 ja 3). Keskimääräinen HKAA-arvo oli korkeampi vanhemmassa ryhmässä kuin nuoremmassa ryhmässä (2,2° ± 3,4° ja 0,5° ± 2,6°, p < 0,001). Vanhemmassa ryhmässä havaittiin myös suurempi reisiluun varus (mLDFA) ja keula (AA-MA). Lisäksi tyyppien 3 ja 4 esiintyvyys oli suurempi vanhemmassa ryhmässä kuin nuoremmassa ryhmässä. Tämä havainto saattaa selittyä Hueter-Volkmannin lailla, jonka mukaan fysiikan kasvu estyy puristusvoiman vaikutuksesta ja fysiikan kasvu stimuloituu, kun kuormitusta vähennetään. Ero päivittäisissä tottumuksissa ja elämäntavoissa näiden kahden sukupolven välillä (vanhempi taiwanilainen väestö on yleensä tehnyt enemmän ruumiillista työtä ja kyykistynyt usein maataloustöitä tehdessään) on saattanut osaltaan vaikuttaa sekundaariseen varuskorjaukseen, joka johtuu lateraalisen fysiisin kiihtyneestä kasvusta ja mediaalisen fysiisin viivästyneestä kasvusta.

Tuloksiamme verrattiin kirjallisuuden aiempiin löydöksiin (taulukko 4). Aasialaisen populaation alaraajojen linjauksen analyysi tässä tutkimuksessa osoitti, että HKAA:n keskiarvo oli samanlainen kuin kirjallisuudessa raportoidut arvot. Tässä tutkimuksessa havaitsimme HKAA:n keskiarvoksi 1,2° (±3,1°), joka oli samankaltainen kuin aikaisempien tutkimustulosten 1,3° (±2,3°) belgialaisilla , 1,5° (±2,0°) länsimaisilla miehillä , 1,5° (±2,9°) iranilaisilla , 1,4° (±2,0°) korealaisilla naisilla ja 2,2° (±2,7°) kiinalaisilla . Pieni varus-poikkeama polven neutraalista mekaanisesta linjauksesta oli yleistä rodusta riippumatta. Miesten keskimääräinen HKAA (1,5° (±3,0°)) oli tässä tutkimuksessa enemmän varus kuin naisilla (0,8° (±3,1°)), mikä oli myös samanlainen kuin Bellemansin ym. ja Jabalamelin ym. aiemmin ilmoittamat arvot. Huolimatta siitä, että keskimääräisen HKAA:n havaittiin olevan yhdenmukainen aiemmin raportoitujen arvojen kanssa, tämä tutkimus on ensimmäinen, jossa raportoidaan selvä epäsuhta reisiluun ja sääriluun luonnollisen mekaanisen linjauksen välillä varus- ja valguspolvissa sekä nivelen linjan vinous kahdessa kolmasosassa neutraaleista polvista.

Tämän tutkimuksen uutuusarvoista huolimatta muutama rajoitus on otettava huomioon. Ensinnäkin kaikki tutkittavat valittiin, tarkistettiin ja analysoitiin retrospektiivisesti kahden ortopedian tutkijalääkärin toimesta. Joitakin valintavirheitä saattaa esiintyä, kuten hieman epänormaalin kolmoiskalvon tahaton valinta huolimatta siitä, että kaikki epänormaalit kolmoiskalvot suljettiin pois. Tässä tutkimuksessa keskimääräiset HKAA-arvot olivat kuitenkin samankaltaisia kuin aiemmissa tutkimuksissa, mikä osoittaa, että valintavirheiden vaikutus oli todennäköisesti vähäinen. Toinen rajoitus oli se, että tässä tutkimuksessa käytettiin mittauksissa koko jalkaa seisovaa koronaalista tasokuvaa. Vaikka tällä menetelmällä on aiemmissa tutkimuksissa todettu olevan erinomainen havaitsijoiden välinen ja sisäinen luotettavuus, raajojen kiertyminen on saattanut vaikuttaa mittausten tarkkuuteen. Tässä tutkimuksessa eteenpäin suunnattu patella saattoi kuitenkin minimoida rotaation vaikutuksen useimmilla koehenkilöillä, kuten monissa aiemmissa säären linjausta koskevissa tutkimuksissa . Lisäksi alaraajojen morfologian merkitys poikittais- ja sagittaalitasossa on myös ratkaisevan tärkeä alaraajojen linjauksen arvioinnissa ja leikkausta edeltävässä suunnittelussa, mutta tällaista tietoa ei voitu saada tavallisesta filmistä. Alaraajojen tietokonetomografiakuvaus on toinen vaihtoehto, jolla voidaan välttää raajojen kiertymisen vaikutus ja saada tietoa alaraajojen morfologiasta poikittais- ja sagittaalitasossa . Suurempi säteilyaltistus on kuitenkin aina huolenaihe. Kolmas rajoitus oli se, että 19:stä valgus-koehenkilöstä neljällä oli valguslinjaus, jonka mMPTA oli ≥90; nämä muodostivat hyvin pienen osan tutkimuspopulaatiostamme. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli ehdottaa nopeaa tapaa tulkita alaraajojen aksiaalista linjausta alaraajojen yleisten linjaustyyppien osalta. Siksi tässä tutkimuksessa näitä potilaita ei luokiteltu tyypin 6 potilaiksi, vaan heidät sisällytettiin tyypin 5 valgus-kohdistukseen. Näiden osuus on kuitenkin 21 prosenttia kaikista valgus-kohdistustapauksista. Näin ollen tätä väestöryhmää olisi tutkittava tulevassa laajemmassa tutkimuksessa. Tämän tutkimuksen viimeinen rajoitus oli se, että reisiluun ja sääriluun mekaanisen linjauksen korrelaatiota terveen väestön ja nivelrikkopotilaiden välillä ei tunneta, vaikka luutuhoa esiintyy vain pitkälle edenneessä nivelrikossa. Tässä esitetyt havainnot saattavat olla hyödyllisiä kunkin linjaustyypin nopeaa ja yksinkertaista tulkintaa varten, ja niitä voidaan käyttää TKA:n leikkausta edeltävän suunnittelun ensimmäisessä vaiheessa, lukuun ottamatta tapauksia, joissa on vaikea polven nivelrikko ja sekundaarinen luutuho. Tuloksia on kuitenkin myös tulkittava varovaisesti, ja hoito on sovitettava kunkin potilaan yksilöllisen tilan mukaan.