För att säkerställa en längre livslängd för knäprotesen vid TKA, är det nödvändigt att återställa en neutral koronal anpassning av extremiteterna. Det naturliga knäet med neutral inriktning har en HKAA på nästan 0°, med mLDFA och mMPTA på cirka 87° ± 3° . När det distala lårbenet och det proximala skenbenet skärs av vinkelrätt mot lårbenets och skenbenets mekaniska axel, balanserar lårbenets externa rotation med cirka 3° flexionsgapet . Upp till en femtedel av de patienter som fått TKA har dock rapporterat att de är missnöjda med det kirurgiska resultatet . Ojämnt flexions- eller extensionsgap, obalans i mjukvävnad och patella maltracking kan leda till missnöje . I tidigare studier hade 32 % av männen och 17,2 % av kvinnorna i en västerländsk population och 20,34 % av de koreanska kvinnorna konstitutionell varus (HKAA > 3°). I dessa populationer kan ”korrigering” av den koronala anpassningen av de nedre extremiteterna till neutralitet hos dessa populationer leda till iatrogen mjukvävnadsobalans. I en annan studie observerades en > 5° varus i tibia i den koronala anpassningen av de nedre extremiteterna hos kinesiska vuxna . Hos dessa personer kan mer medial-lateral mjukvävnadsobalans uppstå under TKA. Analys av den mekaniska inriktningen av femur och tibia under preoperativ planering kan därför hjälpa kliniker att hantera obalans i mjukvävnaden.

I de ovannämnda studierna klassificerades den koronala inriktningen av de nedre extremiteterna i varus, neutral eller valgus baserat på HKAA . Denna klassificering beskriver dock inte missmatchningen i tibias och femurs inriktning. Det är av stor vikt att ha en omfattande förståelse för den beniga inriktningen av både lårbenet och skenbenet separat och deras förhållande till den koronala inriktningen av nedre extremiteten vid den preoperativa planeringen av TKA. De tre viktigaste bidragen i denna studie är (1) den framgångsrika klassificeringen av de nedre extremiteternas inriktning i fem typer, med statistiskt signifikanta skillnader, baserat på mLDFA och mMPTA, (2) upptäckten att missmatchning mellan den mekaniska inriktningen av femur och tibia var vanligt förekommande i varus- och valgusinriktningstyper, och (3) upptäckten att ledlinjens snedhet observerades i 40 % av den neutrala inriktningspopulationen.

Typ 1 och 2 var båda neutrala i global knäinriktning, men skilde sig signifikant åt i femurens och tibias mekaniska inriktning. På grund av valgusvinkeln hos lårbenet och varusvinkeln hos skenbenet observerades en sned ledlinje i typ 2-inriktningen. Detta kan leda till direkta biomekaniska konsekvenser av ledbelastning och skjuvspänning . De direkta konsekvenserna av viktöverföring in vivo och förhållandet till knäledsdegeneration bör dock undersökas i en framtida studie. Såvitt vi vet är denna studie den första som rapporterar denna typ av anpassning. Hos en patient med knäartros med typ 1 och 2 neutral inriktning före artros kan en balanserad extensionsspalt uppnås genom att utföra ett benigt snitt vinkelrätt mot den mekaniska axeln under TKA.

I den här studien hade 39 % av försökspersonerna antingen varus- eller valgusinriktningstypen, och en missmatchning mellan naturlig mLDFA och mMPTA observerades. En missmatchning mellan femur och tibia kan orsaka iatrogen mjukvävnadsobalans om det beniga snittet som utförs under TKA görs vinkelrätt mot den mekaniska axeln hos femur och tibia. Det är dock inte alltid möjligt att korrigera denna obalans med hjälp av tekniken för balansering av mjukvävnad. Typ 3 varusjustering stod för 20 % av alla försökspersoner med mLDFA på 88,0° ± 1,4° och mMPTA på 83,5° ± 1,6°. Den största bidragande orsaken till deformationen i typ 3 var tibias varusvinkel, vilket förklarar varför osteotomi vid varusartros vanligtvis utförs i proximala tibia . Dessutom kan den horisontella ledlinjens orientering bevaras efter osteotomi. Om den mekaniskt inriktade uppmätta resektionstekniken används för TKA hos en patient med knäartros med typ 3-inriktning före artros, kan benresektionen orsaka 4,5° trånghet på den mediala sidan av det koronala planet, vilket skulle kräva en medial mjukdelsfrigörelse. Om den mekaniskt inriktade tekniken för utjämning av klyftor används med tibialbenet skuret först, kan dock den varusformade femurkomponenten i det koronala planet höja ledlinjen, och en hög grad av extern rotation av femurkomponenten kan förändra patellans spårning i det tvärgående planet . Det kan därför bli svårare att balansera den mjuka vävnaden. Resterande varusjustering i flexion kan också uppstå på grund av överdriven extern rotation av femurkomponenten .

Den näst vanligaste typen av varusjustering var typ 4 med mLDFA på 91,4° ± 1,4° och mMTPA på 85,2° ± 2,0°. I denna typ var den koronala underbensinriktningen mer varus än i alla andra typer (5,6° ± 2,3°, p < 0,05). Hos patienter med knäartros med typ 4 varusinriktning före artros kan 6,2° trånghet i extensionsspalten behöva korrigeras genom mjukvävnadsfrigörelse på medialsidan efter ett vinkelrätt benigt snitt till den mekaniska axeln vid TKA. En omfattande mjukvävnadslösning på den mediala sidan måste göras för att få en balanserad extensionsspalt. En överdrivet ivrig mjukvävnadsfrigörelse på medialsidan i extension orsakar dock en öppning av flexionsspalten på medialsidan i den uppmätta resektionstekniken . Detta orsakar flexionsinstabilitet i knäleden, och en ännu mer begränsad TKA-protes kan behövas. Nagamine et al. nämner att anatomisk variation bör beaktas vid TKA hos dessa typer av patienter. Ledlinjens orientering för dessa två typer av varusinriktning var nästan horisontell mot golvet, vilket liknar typ 1 neutralinriktning. Detta resultat överensstämmer med rapporten från Victor et al. . I jämförelse med typ 3 varusknä har dock typ 4 en mer medial öppning av ledlinjens orientering, vilket kan orsakas av varus i lårbenet och kan resultera i en större medial öppning under artrosprocessen (TJLA: – 1,9° ± 3,5° i en tidigare rapporterad kohort med artros jämfört med TJLA: – 0,9° ± 2,2° vid typ 4-inställning i denna studie). Därför bör en framtida prospektiv studie av dessa patienter genomföras för att fastställa om individer med typ 4-inriktning har en högre risk för artros. Det är också viktigt att notera att typerna 3 och 4 båda visar en allvarligare böjning av lårbenet än vad som observeras i den neutrala gruppen. Därför bör försiktighet iakttas vid användning av en intramedullär guide för distal femurresektion.

Typ 5 bestod av cirka 9 % av alla försökspersoner i den här studien, med en genomsnittlig HKAA på – 4,2° ± 0,9°, mLDFA, 84,6° ± 1,6°; och mMPTA, 88,8° ± 2,0°. Vid valgusinriktning är det framför allt lårbenet som bidrar, och skenbenet är det mest neutrala av alla typer. På grund av valgus i lårbenet och en oförmåga att föra samman fötterna observerades också en sned ledlinje i typ 5 valgusinställning, vilket är jämförbart med tidigare rapporterade resultat . Därför utförs distal femurosteotomi hos patienter med valgusartros , och ledlinjen hos dessa patienter kan också korrigeras så att den blir horisontell mot golvet efter osteotomin. Hos patienter med knäartros med typ 5 valgusinriktning före artros orsakar vinkelrätt benklipp till den mekaniska axeln under TKA cirka 4,2° extensionsspaltstramhet i lateral sida. Därför behövs ofta en lateral frigörelse, t.ex. en ilio-tibiell bandfrigöring, för att uppnå en balanserad mjukdelsspänning.

Differenser observerades mellan de yngre och äldre grupperna i den här studien (tabellerna 2 och 3). HKAA-medelvärdet var högre i den äldre gruppen än i den yngre gruppen (2,2° ± 3,4° respektive 0,5° ± 2,6°, p < 0,001). Större varus (mLDFA) och böjning (AA-MA) av lårbenet i den äldre gruppen observerades också. Dessutom var prevalensen av typ 3 och 4 högre i den äldre gruppen än i den yngre gruppen. Detta resultat kan förklaras av Hueter-Volkmanns lag, som säger att undertryckande av fysistillväxten sker vid kompressionskraft och stimulering av fysistillväxten sker när belastningen minskas . Skillnaden i dagliga vanor och livsstil mellan de två generationerna (den äldre taiwanesiska befolkningen tenderar att ha ägnat sig åt mer manuellt arbete och satt ofta på huk när de utförde jordbruksarbete) kan ha bidragit till den sekundära varusinriktningen, på grund av accelererad tillväxt i den laterala fysen och fördröjd tillväxt i den mediala fysen.

Slutningsvis jämförde vi våra resultat med tidigare fynd i litteraturen (tabell 4). Analysen av de nedre lemmarnas anpassning i en asiatisk population i den här studien avslöjade ett liknande medelvärde för HKAA som de värden som rapporterats i litteraturen. I denna studie fann vi ett medelvärde för HKAA på 1,2° (±3,1°), vilket liknade tidigare studieresultat på 1,3° (±2,3°) bland belgare , 1,5° (±2,0°) bland västerländska män , 1,5° (±2,9°) bland iranier , 1,4° (±2,0°) bland koreanska kvinnor och 2,2° (±2,7°) bland kineser . Förekomsten av en liten varusavvikelse från den neutrala mekaniska knäledspositionen var vanlig, oavsett ras. Den genomsnittliga HKAA hos män (1,5° (±3,0°)) i den aktuella studien var mer varus än hos kvinnor (0,8° (±3,1°)), vilket också liknade tidigare rapporterade värden av Bellemans et al. och Jabalameli et al. . Trots att man fann en genomsnittlig HKAA som överensstämde med tidigare rapporterade värden, är den aktuella studien den första som rapporterar en markant missmatchning mellan den naturliga mekaniska inriktningen av lårbenet och skenbenet i varus- och valgusknän och ledlinjens oblikvitet i två tredjedelar av de neutrala knäna.

Trots det nya i den här studien bör man ta hänsyn till ett par begränsningar. För det första valdes, granskades och analyserades alla försökspersoner retrospektivt av två ortopediska forskarstuderande. En viss selektionsbias kan förekomma, t.ex. oavsiktligt urval av något onormala trippelfilmer trots uteslutning av alla onormala trippelfilmer. Den genomsnittliga HKAA i den här studien visade dock resultat som liknar dem som rapporterats i tidigare studier, vilket tyder på att inflytandet av selektionsbias sannolikt var minimalt. Den andra begränsningen var att koronala slätfilm med hela benet stående användes för mätningar i den här studien. Även om denna metod har bekräftats ha utmärkt intra- och interobservatörstillförlitlighet i tidigare studier kan rotation av extremiteterna ha påverkat mätningarnas noggrannhet . I den här studien kan dock den framåtriktade patella ha minimerat effekten av rotationen hos de flesta försökspersoner, liksom i många tidigare studier av underbenens inriktning . Dessutom är morfologin hos de nedre extremiteterna i det tvärgående och sagittala planet av avgörande betydelse för bedömningen av de nedre extremiteternas inriktning och den preoperativa planeringen, men sådan information kan inte erhållas med hjälp av vanlig film. Datortomografi av de nedre extremiteterna är ett annat alternativ för att undvika påverkan från rotation av extremiteterna och för att få fram morfologi av de nedre extremiteterna i tvär- och sagittalplanet . Den högre strålningsexponeringen är dock alltid ett problem. Den tredje begränsningen var att fyra av de 19 valgusämnena hade valgusinriktning med mMPTA ≥90; dessa utgjorde en mycket liten andel av vår studiepopulation. Den här studien syftade till att föreslå ett snabbt sätt att tolka axial anpassning av nedre extremiteter för vanliga typer av anpassning av nedre extremiteter. Därför klassificerades dessa patienter i denna studie inte som typ 6 utan inkluderades i typ 5 valgusinriktning. Dessa utgör dock 21 % av alla fall av valgusjustering. Denna population skulle därför undersökas i en framtida större studie. Den sista begränsningen i den här studien var att korrelationen mellan lårbenets och skenbenets mekaniska inriktning mellan friska populationer och patienter med artros var okänd trots att benförstöring endast förekommer vid avancerad artros. De resultat som presenteras här kan vara användbara för en snabb och enkel tolkning av varje typ av anpassning och kan användas i det första steget av den preoperativa planeringen av TKA, utom i fall av allvarlig knäartros med sekundär benförstöring. Resultaten bör dock också tolkas med försiktighet, och behandlingen bör anpassas till varje patients individuella tillstånd.