Aby zapewnić większą trwałość protezy stawu kolanowego w TKA, konieczne jest przywrócenie neutralnego ustawienia koronalnego kończyny. Naturalne kolano z neutralnym ustawieniem ma HKAA wynoszącą prawie 0°, z mLDFA i mMPTA wynoszącymi około 87° ± 3° . Tak więc, gdy dystalna kość udowa i proksymalna kość piszczelowa są przecięte prostopadle do osi mechanicznej kości udowej i piszczelowej, rotacja zewnętrzna kości udowej o około 3° równoważy lukę zgięciową. Jednak nawet jedna piąta pacjentów, u których wykonano TKA, zgłasza niezadowolenie z wyniku operacji. Nierówna luka zgięcia lub wyprostu, nierównowaga tkanek miękkich i maltracking rzepki mogą prowadzić do niezadowolenia. W poprzednich badaniach 32% mężczyzn i 17,2% kobiet w populacji zachodniej oraz 20,34% Koreanek miało konstytucyjny varus (HKAA > 3°). W tych populacjach „korekcja” ustawienia koronalnego kończyny dolnej do neutralnego w tych populacjach może wywołać jatrogenne zaburzenia równowagi tkanek miękkich. W innym badaniu zaobserwowano > 5° varus piszczeli w ustawieniu koronalnym kończyn dolnych wśród dorosłych Chińczyków. U tych osób podczas TKA może dojść do większej nierównowagi tkanek miękkich w płaszczyźnie przyśrodkowo-bocznej. Dlatego też, analiza mechanicznego ustawienia kości udowej i piszczelowej podczas planowania przedoperacyjnego może pomóc klinicystom w zarządzaniu nierównowagą tkanek miękkich.

W wyżej wymienionych badaniach, ustawienie koronalne kończyn dolnych było klasyfikowane jako varus, neutralne lub valgus na podstawie HKAA . Klasyfikacja ta nie opisuje jednak niedopasowania w ustawieniu kości piszczelowej i udowej. W planowaniu przedoperacyjnym TKA bardzo ważne jest pełne zrozumienie kostnego ustawienia kości udowej i piszczelowej oraz ich związku z ustawieniem koronalnym kończyny dolnej. Trzy główne wnioski wynikające z niniejszego badania to (1) udana klasyfikacja ustawienia kończyn dolnych na pięć typów, ze statystycznie istotnymi różnicami, na podstawie mLDFA i mMPTA; (2) ustalenie, że niedopasowanie mechanicznego ustawienia kości udowej i piszczelowej było powszechne w typach ustawienia varus i valgus; oraz (3) ustalenie, że skośność linii stawowej była obserwowana w 40% populacji neutralnego ustawienia.

Typy 1 i 2 były zarówno neutralne w globalnym ustawieniu kolana, ale były znacząco różne w mechanicznym ustawieniu kości udowej i piszczelowej. Ze względu na koślawe ustawienie kości udowej i koślawe ustawienie kości piszczelowej, w ustawieniu typu 2 zaobserwowano skośną linię stawu. Może to powodować bezpośrednie konsekwencje biomechaniczne w postaci obciążenia stawu i naprężeń ścinających. Bezpośrednie konsekwencje przenoszenia ciężaru ciała in vivo oraz ich związek z degeneracją stawu kolanowego powinny być jednak przedmiotem przyszłych badań. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, niniejsze badanie jest pierwszym, w którym opisano tego typu ustawienie. U pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego z neutralnym ustawieniem typu 1 i 2 przed chorobą zwyrodnieniową, zrównoważona szczelina wyprostu może być osiągnięta poprzez wykonanie cięcia kostnego prostopadłego do osi mechanicznej podczas TKA.

W tym badaniu, 39% badanych miało albo varus albo valgus typ ustawienia, i zaobserwowano niedopasowanie pomiędzy naturalnym mLDFA i mMPTA. Niedopasowanie pomiędzy kością udową i piszczelową może powodować jatrogenne zaburzenia równowagi tkanek miękkich, jeśli cięcie kostne wykonywane podczas TKA jest wykonywane prostopadle do osi mechanicznej kości udowej i piszczelowej. Jednak korekcja tej nierównowagi za pomocą techniki balansowania tkanek miękkich nie zawsze jest możliwa. Typ 3 varus stanowił 20% wszystkich badanych z mLDFA wynoszącym 88,0° ± 1,4° i mMPTA wynoszącym 83,5° ± 1,6°. Głównym czynnikiem przyczyniającym się do deformacji w typie 3 był kąt varus kości piszczelowej, co wyjaśnia dlaczego osteotomia w przypadku varus osteoarthritis jest zwykle wykonywana w bliższej kości piszczelowej. Ponadto, po osteotomii może być zachowana orientacja poziomej linii stawu. Jeśli technika mechanicznie wyrównanej, mierzonej resekcji jest stosowana do TKA u pacjenta z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego z ustawieniem typu 3 przed chorobą zwyrodnieniową, resekcja kości może spowodować 4,5° ciasnotę po przyśrodkowej stronie płaszczyzny koronowej, co wymagałoby przyśrodkowego uwolnienia tkanek miękkich. Jeśli jednak zastosuje się technikę mechanicznego wyrównywania szczeliny z wycięciem najpierw kości piszczelowej, komponent kości udowej varus w płaszczyźnie koronowej może podnieść linię stawu, a duży stopień rotacji zewnętrznej komponentu kości udowej może zmienić śledzenie rzepki w płaszczyźnie poprzecznej. Tym samym balansowanie tkanek miękkich może stać się trudniejsze. Residual varus alignment in flexion may also occur due to excessive external rotation of the femoral component .

Drugim częstym typem varus alignment był typ 4 z mLDFA wynoszącym 91,4° ± 1,4° i mMTPA wynoszącym 85,2° ± 2,0°. W tym typie ustawienie korony kończyny dolnej było bardziej skośne niż w pozostałych typach (5,6° ± 2,3°, p < 0,05). U pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego z typem 4 ustawienia varus przed chorobą zwyrodnieniową, 6,2° ciasnoty w szczelinie wyprostu może wymagać korekcji poprzez uwolnienie tkanek miękkich po stronie przyśrodkowej po prostopadłym cięciu kostnym do osi mechanicznej podczas TKA. W celu uzyskania zrównoważonej szczeliny wyprostu należy wykonać rozległe przyśrodkowe uwolnienie tkanek miękkich. Jednakże nadgorliwość w uwalnianiu tkanek miękkich po stronie przyśrodkowej w przedłużeniu powoduje otwarcie szczeliny zgięciowej po stronie przyśrodkowej w mierzonej technice resekcji. Powoduje to niestabilność zgięciową stawu kolanowego i może być konieczne zastosowanie jeszcze bardziej ograniczonej protezy TKA. Nagamine i wsp. wspominają, że u tego typu pacjentów należy brać pod uwagę zmiany anatomiczne podczas TKA. Orientacja linii stawowej w tych dwóch typach ustawienia varus była prawie pozioma w stosunku do podłogi, co jest podobne do ustawienia neutralnego typu 1. Wynik ten jest zgodny z doniesieniem Victora i wsp. Jednakże w porównaniu z kolanem typu 3 varus, typ 4 charakteryzuje się bardziej przyśrodkowym otwarciem linii stawowej, co może być spowodowane varusem kości udowej i może skutkować większym przyśrodkowym otwarciem podczas procesu osteoarthritis (TJLA: – 1,9° ± 3,5° w poprzednio opisanej kohorcie z chorobą zwyrodnieniową stawów versus TJLA: – 0,9° ± 2,2° w wyrównaniu typu 4 w obecnym badaniu). Dlatego też należy przeprowadzić przyszłe prospektywne badania tych pacjentów w celu ustalenia, czy osoby z typem 4 wyrównania mają większe ryzyko wystąpienia choroby zwyrodnieniowej stawów. Należy również zauważyć, że zarówno typ 3 jak i 4 wykazują bardziej nasilone wygięcie kości udowej niż obserwowane w grupie neutralnej. Dlatego należy zachować ostrożność podczas stosowania prowadnicy śródszpikowej do resekcji dalszej części kości udowej.

Typ 5 obejmował około 9% wszystkich uczestników tego badania, ze średnią HKAA wynoszącą – 4,2° ± 0,9°, mLDFA, 84,6° ± 1,6°; i mMPTA, 88,8° ± 2,0°. W ustawieniu koślawym główny udział ma kość udowa, a piszczel jest najbardziej neutralna spośród wszystkich typów. Ze względu na koślawość kości udowej i niemożność zbliżenia stóp do siebie, w ustawieniu koślawym typu 5 obserwowano również skośną linię stawu, co jest porównywalne z wynikami wcześniejszych badań. Dlatego też u pacjentów z koślawą chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego wykonuje się osteotomię dalszej nasady kości udowej, a linia stawu u tych pacjentów może być również skorygowana tak, aby po osteotomii była pozioma w stosunku do podłoża. U pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego z ustawieniem koślawym typu 5 przed chorobą zwyrodnieniową, prostopadłe cięcie kości do osi mechanicznej podczas TKA powoduje około 4,2° ciasnoty szczeliny wyprostu po stronie bocznej. Z tego powodu często konieczne jest uwolnienie boczne, takie jak uwolnienie pasma biodrowo-piszczelowego, aby osiągnąć zrównoważone napięcie tkanek miękkich.

W tym badaniu zaobserwowano różnice pomiędzy młodszymi i starszymi grupami (tabele 2 i 3). Średnia wartość HKAA była wyższa w grupie starszej niż w grupie młodszej (odpowiednio 2,2° ± 3,4° i 0,5° ± 2,6°, p < 0,001). Stwierdzono również większą koślawość (mLDFA) i koślawość (AA-MA) kości udowej w grupie starszej. Ponadto częstość występowania typów 3 i 4 była wyższa w grupie starszej niż w młodszej. Stwierdzenie to można tłumaczyć prawem Huetera-Volkmanna, które mówi, że supresja wzrostu kości udowej następuje pod wpływem siły ściskającej, a stymulacja wzrostu kości udowej następuje po zmniejszeniu obciążenia. Różnica w codziennych nawykach i stylu życia pomiędzy dwoma pokoleniami (starsze populacje Tajwanu mają tendencję do angażowania się w pracę fizyczną i często kucały podczas podejmowania prac rolniczych) mogła przyczynić się do wtórnego varus alignment, z powodu przyspieszonego wzrostu w bocznej części physis i opóźnionego wzrostu w przyśrodkowej części physis.

Na koniec, porównaliśmy nasze wyniki z wcześniejszymi ustaleniami w literaturze (Tabela 4). Analiza wyrównania kończyn dolnych w populacji azjatyckiej w tym badaniu wykazała podobną średnią wartość HKAA do wartości podawanych w literaturze. W obecnym badaniu średnia wartość HKAA wynosiła 1,2° (±3,1°), co było zbliżone do wyników poprzednich badań: 1,3° (±2,3°) wśród Belgów, 1,5° (±2,0°) wśród mężczyzn z krajów zachodnich, 1,5° (±2,9°) wśród Irańczyków, 1,4° (±2,0°) wśród Koreanek i 2,2° (±2,7°) wśród Chińczyków. Obecność niewielkiego odchylenia warusowego od neutralnego mechanicznego ustawienia kolan była powszechna, niezależnie od rasy. Średni HKAA mężczyzn (1,5° (±3,0°)) w obecnym badaniu był bardziej koślawy niż u kobiet (0,8° (±3,1°)), co było również podobne do wartości podawanych wcześniej przez Bellemansa i wsp. oraz Jabalameli i wsp. Pomimo stwierdzenia średniego HKAA zgodnego z wcześniej podawanymi wartościami, niniejsze badanie jest pierwszym, w którym odnotowano wyraźne niedopasowanie pomiędzy naturalnym mechanicznym ustawieniem kości udowej i piszczeli w kolanach varus i valgus oraz skośność linii stawowej w dwóch trzecich kolan neutralnych.

Pomimo nowatorskiego charakteru tego badania, należy wziąć pod uwagę kilka ograniczeń. Po pierwsze, wszystkie badane osoby zostały wybrane, przejrzane i przeanalizowane retrospektywnie przez dwóch rezydentów ortopedii. Może istnieć pewna tendencyjność wyboru, taka jak niezamierzony wybór lekko nieprawidłowych potrójnych filmów pomimo wykluczenia wszystkich nieprawidłowych potrójnych filmów. Jednak średnia HKAA w tym badaniu wykazała wyniki podobne do tych przedstawionych w poprzednich badaniach, co wskazuje, że wpływ błędu selekcji był prawdopodobnie minimalny. Drugim ograniczeniem było to, że w tym badaniu do pomiarów wykorzystano koronarografię stojącą całych nóg. Chociaż w poprzednich badaniach potwierdzono, że metoda ta charakteryzuje się doskonałą wiarygodnością wewnątrz- i międzyobserwacyjną, rotacja kończyn mogła wpłynąć na dokładność pomiarów. Jednakże, w tym badaniu, rzepka skierowana do przodu mogła zminimalizować efekt rotacji u większości badanych, podobnie jak w wielu poprzednich badaniach nad ustawieniem kończyn dolnych. Ponadto, rola morfologii kończyny dolnej w płaszczyźnie poprzecznej i strzałkowej jest również kluczowa w ocenie ułożenia kończyny dolnej i planowaniu przedoperacyjnym, ale takich informacji nie można było uzyskać za pomocą zwykłej kliszy. Obrazowanie kończyn dolnych metodą tomografii komputerowej jest kolejnym wyborem pozwalającym uniknąć wpływu rotacji kończyn i uzyskać morfologię kończyn dolnych w płaszczyźnie poprzecznej i strzałkowej. Jednak wyższa ekspozycja na promieniowanie jest zawsze niepokojąca. Trzecim ograniczeniem było to, że czterech z 19 badanych z koślawością miało wyrównanie koślawe z mMPTA ≥90; stanowili oni bardzo mały odsetek naszej badanej populacji. Celem tego badania było zaproponowanie szybkiego sposobu interpretacji osiowego ustawienia kończyn dolnych dla powszechnie występujących typów ustawienia kończyn dolnych. Dlatego też nie zaklasyfikowano tych pacjentów do typu 6, lecz zaliczono ich do typu 5 koślawości. Stanowią oni jednak 21% wszystkich przypadków koślawego ustawienia kończyn dolnych. Dlatego też, ta populacja powinna zostać zbadana w przyszłych badaniach na większą skalę. Ostatnim ograniczeniem badania było to, że korelacja mechanicznego ustawienia kości udowej i piszczelowej pomiędzy zdrową populacją a pacjentami z chorobą zwyrodnieniową stawów nie była znana, mimo że destrukcja kostna jest obecna tylko w zaawansowanej chorobie zwyrodnieniowej stawów. Przedstawione wyniki badań mogą być przydatne do szybkiej i prostej interpretacji każdego typu ustawienia i mogą być wykorzystane w pierwszym etapie planowania przedoperacyjnego TKA, z wyjątkiem przypadków ciężkiej choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego z wtórną destrukcją kostną. Wyniki należy jednak interpretować ostrożnie, a leczenie powinno być dostosowane do indywidualnego stanu każdego pacjenta.