Geschlechts- und Altersabhängigkeit von femoralem Offset und Volumen der pelvitrochantären Muskulatur: eine computertomographische Untersuchung

Abstract

Hintergrund: Die klinischen Ergebnisse nach künstlichem Hüftgelenksersatz Implantation von Hüftendoprothesen sind wesentlich von der Rekonstruktion der Gelenksgeometrie und hier im Speziellen des femoralen Offsets sowie der postoperativen Funktion der pelvitrochantären Muskulatur abhängig. Anhand der verfügbaren Literatur ist es jedoch nicht möglich patientenspezifische Ziele für die Rekonstruktion des femoralen Offsets zu formulieren bzw. postoperativ auftretende Symptome anhand stabiler Referenzwerte zu analysieren. Bekannt ist auch, dass bestimmte Patientengruppen (Frauen, Patientenalter > 70 Jahre, BMI > 25) von der Wahl eines bestimmten Hüftzuganges zur H-TEP-Implantation mehr profitieren als andere. Welcher Zugang für welchen Patienten jedoch hinsichtlich der postoperativen Funktion der beste ist, kann anhand der derzeitigen Datenlage nicht argumentiert werden. Ziel dieser Arbeit ist eine geschlechtsspezifische, quantitative Analyse des femoralen Offsets und der pelvitrochantären Muskulatur an Patienten ohne beschriebene Hüftgelenkspathologie. Die Ergebnisse einer solchen Untersuchung können zukünftig als Referenzwerte für die Gelenksrekonstruktion sowie als rationale Basis für die patientenspezifischen Hüftzugangswahl dienen. Methoden: Datensätze computertomographischer Untersuchungen des Beckens sowie des proximalen Oberschenkels von 100 bzw. 93 Patienten wurden hinsichtlich des femoralen Offsets bzw. der Muskelvolumina der pelvitrochantären Muskulatur (Mm. glutei medius, Mm. glutei maximus, Mm. tensor fasciae latae) analysiert. Weiter wurden mögliche Geschlechts- und/oder Altersabhängigkeiten sowie Korrelationen dieser erhobenen Größen mit der Körpergröße und dem Körpergewicht untersucht. Das Verhältnis der Muskelvolumina der Mm. Gluteus medius, Mm. Gluteus maximus und Mm. Tensor fasciae latae zueinander wurde weiter in Abhängigkeit des Geschlechts und des Alters untersucht. Ergebnisse: Die Vermessung des femoralen Offsets ergab signifikant größere Werte für Männer (43,6 ± 5,6 mm) als für Frauen (39,5 ± 3,5 mm); in beiden Gruppen zeigte sich kein Seitenunterschied. Für Männer konnte eine signifikante Korrelation des femoralen Offsets mit der Körpergröße gefunden werden. Die gemessenen Muskelvolumina ergaben ebenfalls größere Werte für Männer als für Frauen für alle einzeln untersuchten Muskelvolumina sowie das Gesamtvolumen der pelvitrochantären Muskulatur. Sowohl bei Männern als auch bei Frauen konnten signifikante Korrelationen zwischen den Körpermaßen und den Muskelvolumina gefunden werden. Männer zeigten mit steigendem Körpergewicht einen signifikant steileren Anstieg der Muskelvolumina als dies bei Frauen beobachtet wurde. Die relative Verteilung der Muskelvolumina von Mm. Gluteus medius, Mm. Gluteus maximus und Mm. Tensor fasciae latae zueinander zeigte keine Unterschiede in Abhängigkeit des Geschlechts oder des Alters. Schlussfolgerungen: Die für das femorale Offset gefundenen Referenzwerte können für eine geschlechtsspezifische Planung und Analyse der Hüftgelenksrekonstruktion verwendet werden. Die relative Verteilung der Muskelvolumina der pelvitrochantären Muskulatur kann geschlechts- und altersspezifische Unterschiede in den Ergebnissen nach Implantation einer Hüft- TEP nicht erklären. Die größere gewichtsnormalisierte Muskelmasse bei Männern könnte jedoch eine Erklärung für die besseren postoperativen Ergebnisse darstellen. Weiter stellen die Ergebnisse dieser Untersuchung die rationale Grundlage zur geschlechtsspezifischen Planung und Durchführung klinischer Studien zu Therapieverfahren dar, bei denen die pelvitrochantäre Muskulatur eine wesentliche Rolle spielt.

Background: Clinical results after Total Hip Arthroplasty (THA) are highly dependent on the reconstruction of joint geometry as well on the amount of functionally intact pelvitrochanteric muscle mass. Based on the current literature it is not possible to define goals for individual joint reconstruction or to analyse postoperative symptoms patient-specifically. Further it is known that specific patient groups profit more from a certain surgical approach the others do (women, patients aged over 75a). Which approach should be used for which patient, however, cannot be argumented based on the current literature. The aim of this work was to patient-specifically investigate femoral offset (FO) without osteoarthritis and to provide index values for reconstruction. Further, the muscle distribution around the hip joint should be investigated with regard to sex and age. The total muscle volume and their distribution will be correlated to gender and age. Methods: 100, respectively 93 computed tomography (CT) scans of the pelvis were analysed. FO was analyzed three dimensionally (n=100). Bi-lateral symmetry and correlation between demographic data and FO were analyzed. Further, the volumes of the muscles gluteus medius (GMV), gluteus maximus (GXV) and tensor faciae latae (TFL) were measured on both sides of the pelvis (n=93). The distribution of muscle volumes was normalised to the patients’ weight and then correlated with their sex and age. Results: FO is larger in males (43,6 ± 5,6 mm) than in females (39,5 ± 3,5 mm). No side differences for FO were found. Significant correlation between height and FO was only observed in males. The measured muscle volumes featured no major differences between the left and the right side. The absolute total volume of the hip-encompassing muscular system (TMV) is bigger in men than in women. Correlations between TMV and the collected data were observed in both sexes in relation to body weight and body size. With increased body weight, the TMV of the male patients increased progressively. The relative distribution of each muscle volume (GMV, GMX, TFL) around the hip joint showed no major differences with respect to sex and/or age. Conclusion: These reference values can be used for the restoration and the evaluation of hip geometry. The equal relative muscle distribution in men and women around the hip joint reflect neither the sex-related differences observed in clinical outcomes after THA nor the bony anatomy. Yet men exhibited more muscle reserves (muscle volume – absolute and in relation to body mass), which could explain the better outcome of men after THA. Furthermore, this suggests the extraordinary importance of muscle sparing surgical approaches in women. The results represent the rationale for the design and the analysis of future studies of sex-specific therapies with regard to the hip joint muscles.