Bestimmung des Migrationsverhaltens eines zementfreien Hüftendoprothesenschaftes mittels digitaler Bildanalyse

Abstract

EBRA (Ein Bild Röntgen Analyse) ist ein Computerprogramm zum Messen der Migration von Endoprothesenkomponenten. Es wurde ursprünglich zur Migrationsmessung der Hüftpfanne entwickelt. Mit der speziellen FCA (femoral component analysis) Software läßt sich die Migration des Prothesenschaftes ausmessen. EBRA-FCA benötigt digitale Röntgenserien, deren einzelne Bilder von dem Programm auf ihre Vergleichbarkeit hin überprüft werden. Nur vergleichbare Bilder der Serie werden zur Messung herangezogen. Die Migration wird zwischen einem festzulegendem Referenzpunkt am Trochanter major und der Prothesenschulter gemessen. Die Genauigkeit der Methode wird in der Literatur mit +/- 1,5mm angegeben [3].

Der zementfreie BiCONTACT®-Schaft wird in der Berufsgenossenschaftlichen Unfallklinik in Tübingen seit 1987 verwendet. Eine prospektive Nachuntersuchungsstudie in 250 Fällen von Eingartner [17] belegt die hervorragenden Ergebnisse dieses Schaftes mit einer Überlebensrate von 97,1% nach 11 Jahren. Von diesen 250 Patienten lagen 93 komplette Röntgenserien (d.h. mit Aufnahmen nach 0, 3, 6, 12, 24, 60 und 120 Monaten) vor, die in dieser retrospektiven Arbeit mit EBRA-FCA analysiert wurden.

71 Schäfte konnten vermessen werden. In 22 Fällen war eine Messung nicht möglich, entweder aufgrund von heterotoper Ossifikationen, die eine Festlegung des Referenzpunktes am Trochanter major unmöglich machten oder der Hüftkopf wurde von der Pfanne überlagert, so daß er nicht markiert werden konnte. Die ermittelten Meßkurven wurden mit Hilfe einer Diskriminanzanalyse verschiedenen Gruppen zugeteilt (frühes Absinken in den ersten 24 Monaten und spätere Stabilität, späte Lockerung nach anfänglicher Stabilität, kontinuierliches Absinken, absolute Stabilität und irregulärer Kurvenverlauf) Die größte Gruppe mit 45,1% der Fälle zeigte ein Absinken in den ersten 24 Monaten und anschließender Stabilität (11,3% < 0,3 mm, 5,6% < 0,5mm, 14,1% < 1mm, 7,0% < 1,5mm, 4,2% < 2 mm, 2,8% > 2mm). 15,5% der Schäfte sanken nach anfänglicher Stabilität ab (1,4% < 0,3mm, 1,4% < 0,5mm, 9,9% < 1mm, 2,8% < 1,5mm). In 12,7% der Fälle zeigte sich ein kontinuierliches Absinken (1,4% < 0,3mm, 2,8% < 1mm, 2,8% < 1,5mm, 1,4% < 2mm, 4,2% > 2mm). Keine Prothese zeigte überhaupt kein Absinkverhalten. In 33,8% der Fälle lag die mittlere Absinktiefe bei 0,5-1mm nach 120 Monaten. 6 Schäfte (8,5%) sanken mehr als 2mm nach 120 Monaten ab. In 26,8% der Fälle lagen irreguläre Migrationsmeßkurven vor. Die mittlere Absinktiefe lag nach 3 und 6 Monaten bei 0,2mm, bei 0,3mm nach 12 Monaten und erreichte 0,5mm nach 120 Monaten.

Der große Anteil an früher Stabilität und die geringe Absolutabsinktiefe passen zu den klinischen Ergebnissen. Klinisch sitzen diese Prothesen alle fest und zeigen kein Lockerungsverhalten. Es sollten daher auch die Fälle mit späterer Lockerung oder kontinuierlichem Absinken nicht überbewertet werden. Die Meßergebnisse sind als objektiver Hinweis für die erfolgreiche Osteointegration in den proximalen Schaftanteil zu bewerten. Aus den Zahlen läßt sich schließen, daß der Schaft relativ früh fest im Knochen verankert ist. Dies ist wichtig für eine dauerhafte Implantatanbindung im Knochen.

EBRA-FCA erwies sich als einfach zu bedienende Software. Die Methode ist geeignet auch schon geringe Migration einer Prothese frühzeitig zu erkennen. Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem Nachweis von gemessener Migration von mehr als zwei Millimetern und aseptischer Lockerung der Prothese [41]. EBRA-FCA ist daher eine gute Methode aseptische Lockerung frühzeitig zu erkennen. Dies kann von Nutzen sein bei der Entwicklung neuer Prothesenmodelle oder bei Änderungen am Prothesendesign.

EBRA (Ein Bild Roentgen Analyse) is a computer program to assess migration of endoprothetic components; Originally it had been developed for measuring the migration of acetabular cups. Using the femoral component analysis (FCA) software it allows the measuring of the migration of the femoral stem. The software uses digitized x-ray series, whose single shots are checked for comparability. Only comparable shots of the series are used for measuring. Migration is measured by using the distance between a reference point of the greater trochanter and the shoulder of the prosthesis in comparable x-rays. The accuracy of the EBRA-FCA method is +/- 1.5 mm. The BiCONTACT® cementless femoral component has been used in hospital (Berufsgenossenschaftlichen Unfallklinik Tübingen) since 1987. A prospective follow-up study of 250 cases has proven excellent results with a survival rate of 97.1 % after 11 years. For this retrospective study 93 hips with a complete radiographic follow up (x-rays after 0, 3, 6, 12, 24, 60, 120 months) were available and were analyzed using the EBRA-FCA. 71 stems could be measured. In 22 cases, measurement was impossible due to heterotopic ossifications. The most common pattern (45.1 %) of migration was initial subsidence within the first 24 months with no later subsidence (11.3%<0.3mm, 5.6%<0.5mm, 14.1%<1mm, 7.0%<1.5mm, 4.2%<2mm, 2.8%>2mm), 15.5% of the patients had a late onset of subsidence (1.4%<0.3mm, 1.4%<0.5mm, 9.9%<1mm, 2.8%<1.5mm). In 12.7 % continuous sinking could be found (1.4%<0.3mm, 2.8%<1mm, 2.8%<1.5mm, 1.4%<2mm, 4.2%>2mm). In 33.8% of the cases the overall migration after 120 months was between 0.5-1 mm. 6 stems (8.5 %) had an absolute amount of subsidence exceeding 2 mm after 120 months (one more than 3 mm). 26.8% had irregular patterns of migration. The average subsidence was 0.2 mm after 3 months and 6 months, 0.3 mm after 12 months and reached 0.5 mm after 10 years. The large proportion of in early stability and the small absolute dropping correspond to the clinical results. Clinically these prostheses all stick and show no loosening behavior. Therefore the cases with later loosening or continuous dropping should not be overestimated. The results of the measuring have to be seen as objective indicators for the successful Osteointegration into the proximal shank portion. It can be derived from the results that relatively early the shank is firmly embodied in the bone. This is important for a durable implant binding in the bone.

EBRA-FCA can easily be operated. The method is appropriate to recognize even small migration of a prosthesis early on. There is a connection between the proof of measured migration of more than two millimeters and aseptic loosening of the prosthesis [ 41 ]. Therefore, EBRA-FCA seems to be a good method for early recognition of aseptic loosening. This can be of use for the development of new prosthesis models or when changes at the prosthesis design occur.