Eine neue In-vivo-Technik zur dreidimensionalen Analyse der Translation der Femurkondylen und der Menisken unter dem Einfluß antagonistischer Muskelkräfte - A New in vivo Technique for the Three-dimensional Analysis of Femoral and Meniscal Translation under the Influence of Antagonistic Muscle Forces

Abstract

Ziel dieser Studie war die Entwicklung einer MR-basierten 3-D-Technik zur Analyse der Meniskus-und Femurtranslation während der Knieflexion und unter dem Einfluß antagonistischerMuskelkräfte bei gesunden Probanden. Î n einem offenen MRT-System wurden fünf gesunde Kniegelenke in 30° und 90° Flexion mit einer Tl-gewichteten 3-D-Gradienten-Echosequenz untersucht. Es wurde eine Kraft von 30 N am distalen Unterschenkel mit extendierender und anschließend mit flektierender Zugrichtung angebracht. Nach dreidimensionaler Rekonstruktion erfolgte die Bestimmung der minimalen rä-umlichen Distanz zwischen dem Schwerpunkt des Tibiaplateaus und der Hinterkante der Menisken sowie der Femurkondylen., _ · * -' "V. Die Minimaldistanz war bei 30° sowohl für den Meniskus mit (23,2 ± l,8} mm versus (16,2 ± 3,3) mm als auch für den Kondylus mit (25,1 ± 1,5) mm versus (19,0 ± 3,0) mm medial größer als lateral. Unter Flexion auf 90° kam es zur posterioren Translation des Außenmeniskus (0,5 mm ± 0,2 mm) und des Innenmeniskus (3,4 mm ± 1,2 mm). Die Kondylen zeigten eine davon abweichende postenore Translation: lateral (2,2 ± 0,6) mm; medial (1,8 ± 1,9) mm. In keiner Stellung fand sich ein wesentlicher Unterschied zwischen extendierender und flektierender Muskelaktivitat. In dieser Studie wird eine neue In-vivo-3-D-Technik zur Untersuchung der femoralen und der meniskalen Translation in verschiedenen Knieflexionsstellungen und unter dem Einfluß von Muskelaktivität vorgestellt. Die Befunde weisen darauf hin, daß die Menisken ein anderes Translationsverhalten während der Flexion aufweisen als die Femurkondylen.-_ ~* Key words: Knee -translation -magnetic resonance imaging -muscle activity -meniscus . "-· *-. 'The aim of our study was to develop a 3-D MR-based technique for the analysis of meniscal and femoral translations during flexion of the knee, and under the influence of antagonistic muscle forces in healthy subjects. , ., \ In an open MR system, 5 knees were examined at 30° and 90° flexion using a Tl-weighted 3-D gradient echo sequence. A force of 30 Newtons, first in the extending and then in the flexing di-< rection, was applied to the distal lower leg. After three-dimensional reconstruction, the minimal, distances between the centre of the tibial plateau and the posterior edge of the menisci and fe-m oral condyles were determined. , .-Â t 30° flexion, the minimum distance for the meniscus was larger medially than laterally (23.2 ±" 1.8 mm vs. 16.2 ± 3.3 mm), and this also applied to the condyles (25.1 ± 1.5 vs. 19.0 ± 3.0 mm). Du-, nng flexion to 90°, a posterior translation of 0.5 ± 0.2 mm was observed for the lateral, and of 3.4' ±12 mm for the medial, meniscus. The condyles demonstrated a different posterior translation (lateral 2.2 ± 0.56 mm; medial 1.8 ± 1.9 mm). No obvious differences were found between extension and flexion muscle activity for the different positions of the knee.