Rekonstruktion des Humeruskopfdrehpunktes in Abhängigkeit vom Prothesendesign

Zusammenfassung

Studienziel: Die Versetzung des Drehpunktes des Humeruskopfes in Bezug zur Schaftachse variiert individuell in starkem Maße. Die Affinis-Schulterendoprothese erlaubt eine Anpassung des Kopfes an das mediale und dorsale Offset über eine doppelt exzentrische Verstellmöglichkeit, sodass die Lage der Kopfdrehzentren ausgemessen werden kann. Derartige Untersuchungen erfolgten bisher ausschließlich am anatomischen Präparat. Es stellt sich die Frage, ob aus der anatomischen Variabilität der Drehzentren die Notwendigkeit eines solchen Prothesensystems abgeleitet werden kann. Methode: Bei 49 Patienten, die eine Affinis-Schulterendoprothese implantiert erhielten, wurden die individuellen Kopfdrehzentren aus der Position des verschiebbaren Prothesenkonus und der exzentrischen Kalottenposition berechnet. Zusätzlich erfassten wir die klinische Funktion mittels des Constant-Scores. Ergebnisse: Im untersuchten Krankengut wurde der gesamte Einstellbereich der Prothese von 12 mm medial/lateral und 6 mm dorsal/ventral benötigt, da eine sehr große Variabilität der Kopfdrehzentren vorlag. Die Mehrzahl der Kopfmittelpunkte war nach dorso-lateral gegenüber dem Nullpunkt der Prothese versetzt. Die Untersuchung zeigte, dass mit einer konventionellen Prothese in keinem Fall einer der anatomisch vorgefundenen Kopfmittelpunkte exakt rekonstruiert worden wäre. Bei einer Prothese mit einem einfachen Exzenter wäre dies nur in 9 Fällen möglich gewesen, da die einstellbaren Kopfdrehzentren auf einer Kreisbahn liegen und die Einstellmöglichkeiten somit begrenzt sind. Bei 20 der 49 Patienten wurde wegen einer primären Omarthrose eine Humeruskopfprothese implantiert. Der Constant-Score stieg in dieser Gruppe bei einer durchschnittlichen Nachuntersuchungszeit von 24,1 Monaten von präoperativ 18 auf 76 Punkte. Schlussfolgerung: Die hohe Variabilität der Kopfmittelpunkte sowohl innerhalb als auch außerhalb einer einfachen exzentrischen Kopfumlaufbahn zeigt die Notwendigkeit eines frei einstellbaren Rotationszentrums an, wie dies bei einer doppelt exzentrischen Lagerung der Fall ist. Auf diese Weise ist eine optimale Rekonstruktion der anatomischen Verhältnisse möglich. Es sollten deshalb alle technischen Möglichkeiten des „knöchernen Balancing“ ausgenutzt werden, um die Prothese dem Gelenk, nicht aber die knöchernen Verhältnisse der Prothese anzupassen.

Abstract

Aim: The displacement of the rotation centre of the humeral head in relation to the axis of the shaft varies strongly between individuals. The Affinis shoulder endoprosthesis has a double excentric adjustment possibility that permits us to adapt the head to the medial and dorsal offset. So far, such examinations have taken place exclusively on anatomic preparations. This raises the question of whether the need for such a prosthetic system can be derived from the anatomic variation of the pivot points. Method: In 49 patients with an implanted Affinis shoulder prostheses, we calculated the individual rotation centres of the head from the position of the relocatable prosthetic cone and the excentric position of the head. In addition, we used the Constant score to record the clinical function. Results: In the examined case material, we needed the entire setting range of 12 mm mediolateral and 6 mm dorsoventral of the prosthesis, as it presented a great variation of the rotational centres of the head. The majority of the head centres were displaced in a posterior-lateral direction. The examination showed that none of the found anatomic head centres could have been reconstructed exactly with a conventional prosthesis. Prostheses with a single excentricity would allow correct adjustment in only 9 cases, as the adjustable rotational centres of the head are situated in an orbit, which limits the setting possibilities. In 20 of the 49 patients humeral head prosthesis were implanted in cases of primary osteoarthritis. The Constant score of this group improved from 18 points preoperatively to 76 points after 24.1 months in the mean. Conclusion: The high variation of the head centres indicates the necessity of a freely adjustable system, such as in a double excentric bearing. This is a way that permits an optimal reconstruction of the anatomic conditions. Therefore all technical chances for bony balancing should be used to adapt the prosthesis to the bone and not the bone to the prosthesis.

Schulterendoprothese - kombiniertes Offset - Rotationszentrum - Doppelexzenter

shoulder prosthesis - bony balancing - combined offset - rotational centre - double excentricity

Literatur

• 1 Neer II C S. Articular replacement for the humeral head.  J Bone Joint Surg [Am]. 1955;  37 215-228
• 2 Walch G, Boileau P. Prosthetic adaptability: a new concept for shoulder arthroplasty.  J Shoulder Elbow Surg. 1999;  8 443-451
• 3 Boileau P, Walch G. The three-dimensional geometry of the proximal humerus.  J Bone Joint Surg [Br]. 1997;  79 857-865
• 4 Boileau P, Walch G. Anatomical study of the proximal humerus: surgical technique considerations and prosthetic design rationale. Walch G, Boileau P Shoulder Arthroplasty. Berlin, Heidelberg; Springer 1999: 69-82
• 5 Heers G, Grifka J, An K N. Biomechanische Überlegungen zur Schultergelenksendoprothetik.  Orthopäde. 2001;  30 346-353
• 6 Hertel R, Knothe U, Ballmer F T. Geometry of the proximal humerus and implications for prosthetic design.  J Shoulder Elbow Surg. 2002;  11 331-338
• 7 McPherson E J, Friedman R J, An Y H, Chokesi R, Dooley R L. Anthropometric study of normal glenohumeral relationships.  J Shoulder Elbow Surg. 1997;  6 105-112
• 8 Pearl M I, Kurutz S. Geometric analysis of commonly used prosthetic systems for proximal humeral replacement.  J Bone Joint Surg [Am]. 1999;  81 660-671
• 9 Roberts S NJ, Foley A PJ, Swallow H M, Wallace W A, Coughlan D P. The geometry of the humeral head and the design of the prosthesis.  J Bone Joint Surg [Br]. 1991;  73 647-650
• 10 Boileau P, Walch G. Prosthetic adaptability: a new concept in shoulder arthroplasty. Walch G, Boileau P Shoulder Arthroplasty. Berlin, Heidelberg; Springer 1999: 83-93
• 11 Habermeyer P, Magosch P, Lichtenberg S. Classifications and Scores of the Shoulder. Berlin, Heidelberg; Springer 2006: 199-204
• 12 Boileau P, Walch G. The surgical anatomy and osteotomy technique for the humeral head. Walch G, Boileau P Shoulder Arthroplasty. Berlin, Heidelberg; Springer 1999: 105-123
• 13 Gerber A, Ghalambor N, Warner J J. Instability of shoulder arthroplasty: balancing mobility and stability.  Orthop Clin North Am. 2001;  32 661-670
• 14 Habermeyer P, Engel G. Endoprothetik. Implantatgeometrie und Prothesenplanung. Habermeyer P Schulterchirurgie. München, Jena; Urban und Fischer 2002: 508-516
• 15 Habermeyer P. Aktueller Entwicklungsstand und Perspektiven der Schulterendoprothetik.  Unfallchirurg. 1999;  102 667-683
• 16 Nyffeler W R, Gerber C. The Relevance of Anatomical Reconstruction. Nice Shoulder Course: Shoulder Arthroscopy and Arthroplasty. Current Concepts. Montpellier; Sauramps Medical 2004: 315-316
• 17 Nyffeler W R, Sheikh R, Jacob H AC, Gerber C. Influence of humeral prosthesis height on biomechanics of glenohumeral abduction.  J Bone Joint Surg [Am]. 2004;  86 575-580
• 18 Williams G R, Wong K L, Pepe M D, Tan V, Silverberg D, Ramsey M L, Karduna A, Ianotti J P. The effect of articular malposition after total shoulder arthroplasty on glenohumeral translations, range of motion and subacromial impingement.  J Shoulder Elbow Surg. 2001;  10 399-409
• 19 Bergmann G. Biomechanik und Pathomechanik des Schultergelenkes im Hinblick auf den künstlichen Gelenkersatz. Kölbel R, Helbig B, Blauth W Schulterendoprothetik. Berlin, Heidelberg, New York; Springer 1986: 33-43
• 20 Edwards T B, Boulahia A, Kempf J F, Boileau P, Nemoz C, Walch G. The influence of rotator cuff disease on the results of shoulder arthroplasty for primary osteoarthritis.  J Bone Joint Surg [Am]. 2002;  84 2240-2248
• 21 Gansen H K, Irlenbusch U. Die neuromuskuläre Insuffizienz der Rotatorenmanschette als Ursache des funktionellen Impingements - muskelbioptische Untersuchungen am Schultergelenk.  Z Orthop. 2002;  140 65-71
• 22 Hedtmann A, Heers G. Prinzipien der Schulterendoprothetik.  Orthopäde. 2001;  30 354-362
• 23 Irlenbusch U, Gansen H K. Muscle biopsy investigations on neuromuscular insufficiency of the rotator cuff - a contribution to the functional impingement of the shoulder joint.  J Shoulder Elbow Surg. 2003;  12 422-426
• 24 Irlenbusch U, Gansen H K. Die neuromuskuläre Insuffizienz der Rotatorenmanschette als Ursache des funktionellen Impingements - muskelbioptische Untersuchungen am Schultergelenk.  Z Orthop. 2002;  140 65-71
• 25 Boileau P, Chuinard C, Le Huec J C, Walch G, Trojani C. Proximale humerus fracture sequelae: impact of a new radiographic classification on arthroplasty.  Clin Orthop Relat Res. 2006;  442 121-130
• 26 Boileau P, Trojani C, Walch G, Krishnan S G, Romeao A, Sinnerton R. Shoulder arthroplasty for the treatment of the sequelae of fractures of the proximal humerus.  J Shoulder Elbow Surg. 2001;  10 299-308
• 27 Godeneche A, Boileau P, Favard L, Le Huec J C, Levigne C, Nove-Josserand L, Walch G, Edwards T B. Prosthetic replacement in the treatment of osteoarthritis of the shoulder: early results of 268 cases.  J Shoulder Elbow Surg. 2002;  11 11-18
• 28 Habermeyer P, Engel G. Der endoprothetische Gelenkersatz bei Omarthrose.  Oper Orthop Traumatol. 2004;  16 339-364
• 29 Mansat P, Mansat M, Bellumore Y, Rongières M, Bonnevialle P. Mid-term results of shoulder arthroplasty for primary osteoarthritis.  Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2002;  88 544-552
• 30 Haines J F, Trail I A, Nuttall D, Birch A, Barrow A. The results of arthroplasty in osteoarthritis of the shoulder.  J Bone Joint Surg [Br]. 2006;  88 496-501
• 31 Matsen F A, Antoniou J, Rozencwaig R, Campbell B, Smith K L. Correlates with comfort and function after total shoulder arthroplasty for degenerative joint disease.  J Shoulder Elbow Surg. 2000;  9 465-469