Türk toplumunda distal femur ve proksimal tibianın rotasyonel ve morfometrik özelliklerinin total diz protezi uygulaması ışığında değerlendirilmesi
Evaluation of rotational and morphometric features of distal femur and proximal tibia in the light of total knee prosthesis in Turkish population
Yazar: GÖKHAN DOĞANCI
Danışman: UZMAN ADİL TURAN
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi​ / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Cinsiyet = Gender ; Diz = Knee ; Diz eklemi = Knee joint ; Diz protezi = Knee prosthesis ; Femur = Femur ; Morfometri = Morphometry ; Tibia = Tibia ; Türk toplumu = Turkish society ; Varyasyon = Variation ; Yaş = Age

Özet:
Amaç: Bu çalışmada Türk toplumunda distal femur ve proksimal tibia'nın rotasyonel ve morfometrik ölçümlerini gerçekleştirerek, yaş ve cinsiyetle olan ilişkilerini, kullanılan diz protezleri ile uyumunu ve ölçümlerde tespit edilen varyasyonları total diz protezi ışığında değerlendirmek amaçlanmıştır. 
Hastalar ve Yöntem: Bu çalışmaya 2014-2018 yılları arasında Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi'nde acil servis veya ortopedi polikliniğine başvuran ve herhangi bir sebeple diz bilgisayarlı tomografi (BT)  görüntülemesi yapılan; iskelet gelişimini tamamlamış 20-40 yaş arasında ve 60 yaş üzeri erkek ve kadın toplam 200 hasta dahil edildi.Tüm hastalar rastgele olarak belirlendi. Hastaların demografik verileri hastane kayıtlarından tespit edilerek homojen dağılım gösterip göstermediği değerlendirildi. Herhangi bir sebeple travma geçirmiş ve dizde ölçümü etkileyecek patolojiye sebep vermiş kırıklar, kırığa sekonder veya doğumsal deformitesi olan hastalar, dizde ölçüm sahasında selim veya habis görünümlü kitleler, ölçümün sağlıklı yapılamadığı BT kesitleri, daha önce opere edilerek ölçüm sahasına implant yerleştirilmiş veya dizde protez uygulanması sonrası BT çekilmiş hastalar çalışmadan çıkarıldı. Ölçümleri etkilemediği için opere olan veya olmayan patella kırıklı hastalar çalışmaya dahil edildi.  Femur morfometrik ölçümleri için yedi parametre, Femur rotasyonel ölçümleri için sekiz parametre, tibia morfometrik ölçümleri için beş parametre, tibia rotasyonel ölçüm için tek parametre olmak üzere toplam 21 parametre ölçüldü. Bu parametreler sırasıyla; femur'un rotasyonel ölçümleri için; Whiteside's line (WL) ile trans epikondiler aks (TEA) arası, Whiteside's line (WL) ile surgical trans epikondiler aks (S-TEA) arası, trans epikondiler aks (TEA) ile posterior kondiler line (PCL) arası, surgical trans epikondiler aks (S-TEA) ile posterior kondiler line (PCL) arası, Whiteside line'a dik aks (WL ⊥) ile posterior kondiler line (PCL) arası, femur trans epikondiler aks (F TEA) ile femur surgical trans epikondiler aks (F S-TEA) arası, femur sulcus açısı, femur anterior patellar line (F APL) ile posterior kondiler line (PCL) arasındaki açılar ölçüldü. 
Femur'un morfometrik ölçümleri için femur anteroposterior (F AP), femur mediolateral (F ML), femur anterior mediolateral (F AML), femur posterior mediolateral (F PML), femur lateral anteroposterior (F LAP), femur medial anteroposterior (F MAP), uzunlukları ölçüldü. Tibia'nın Rotasyonel ölçümleri için; Akagie's line rotasyon açısı, tibia'nın morfometrik ölçümleri için; tibia anteroposterior (T AP), tibia mediolateral (T ML), tibia lateral anteroposterior (T LAP), tibia medial anteroposterior (T MAP) uzunlukları ölçüldü ve kaydedildi. Bu verilerin incelemeleri Picture Archiving and Communication System (PACS) yazılım sistemi kullanılarak yapıldı. Çalışmadaki ölçümler farklı zaman dilimlerinde olmak üzere 2 kez ölçüldü. Türk toplumundaki erkek ve kadın, genç ve yaşlı popülasyondaki ölçülen tüm parametreler karşılaştırıldı. Bunun için normal dağılım testleri uygulandı. Normal dağılıma uyan parametreler student-t testi kullanılarak, uymayan parametreler ise Mann-Whitney-U testi kullanılarak analiz edildi. Diğer veriler ortalama, yüzde, dağılım ve standart sapma, maksimum, minimum aralık, ortalama gibi istatistik raporları kullanılarak sunuldu.

Sonuçlar ve çıkarımlar: Çalışmamızda elde ettiğimiz istatistik verilerini değerlendirdiğimizde; Türk toplumunda cinsiyet ve yaşla ilişkili olarak istatistiksel anlamlı olabilecek farklılıklar tespit edildi. Bu parametreler; femur morfemetrik parametrelerden, femur ML, femur AP, femur ML/AP oranı, femur LAP, femur MAP, femur AML, femur PML, tibia morfometrik parametrelerden; tibia AP, tibia ML, tibia LAP ve tibia MAP ölçümleri beklenildiği gibi erkeklerde kadınlardan istatistiksel olarak daha yüksek olduğu tespit edildi (p<0,05). Kadın ve erkeklerin açısal ölçüm farklılıkları göz önüne alındığında kadınlarda femur APL-PCL arası açı ölçümünün erkeklere göre istatistiksel olarak daha yüksek olduğu belirlenmiştir (p=0,014). Bugüne kadar etnik kökenlere göre anatomik farklılıklar konusu, birçok çalışmada yer alan cinsiyetin rolü kadar ilgi çekmemiştir. Çalışmamızdaki morfometrik ölçümleri diğer etnik köken çalışmalarıyla kıyaslandığımızda, Türk toplumunda erkek ve kadınlardaki femur AP ve tibia AP uzunlukları; Beyaz, Siyah, Batı Asya, Kafkas ve Afro Amerikan, Çin, Kore, Thai toplumlarına göre düşük çıkmıştır. Bunun sonucu olarak femur ve tibia ML/AP oranları bizim verilerimizde diğer toplumlara göre yüksek çıkmıştır. Ortopedi pratiğinde sıkça kullanılan total diz protezlerinin batı toplumlarındaki verilerden yola çıkılarak üretildiği bilinmektedir. Bu tezden yola çıkarak, kliniğimizde sıklıkla kullanılan protezlerin ölçüm sonuçlarımızla uyumunu araştırdık. Uygulanan bu protezlerin femoral ve tibial komponentlerinin ML/AP oranlarının, çalışmamızdaki ölçümlerimizle kıyaslandığında uyumsuz olduğu tespit edildi. Bu uyumsuzluğun klinik etkileri tam olarak belli olmasada, uygulanan protezin taşma yapmasının total diz artroplasti sonrası klinik olarak ağrı ile ilişkili olduğunu belirten yayınlar mevcuttur. Çalışmamızın açısal verilerini incelediğimizde; femur TEA-PCL açısı, femur  S-TEA-PCL açısı, femur  WL-TEA açısı, femur  WL-S-TEA açısı, femur WL - PCL açısı, femur  TEA-S-TEA açısı, tibia Akagie's rotasyon açısı yaşla ve cinsiyetle ilişkili anlamlı farklılık göstermemektedir. Ancak femur sulcus açısında erkeklerde ve kadınlarda yaşlandıkça anlamlı artış görülmektedir. Diz artroplastisi uygulamalarındaki komponentin rotasyonel dizilimleri, protez dizaynlarında standart olarak bulunmakta ve batı toplumları verileri kaynaklıdır. Berger ve ark. ölçüm sonucu tespit etmiş olduğu posterior kondiler aks'a göre 3° dış rotasyonda standart kesi kılavuzları kullanılarak yapılmaktadır. Komponentin rotasyonel diziliminin belirlenmesinde kullanılan diğer referans yöntemler ise; TEA'a paralellik veya Whiteside's aksına dik olmak olarak bilinmektedir. Bu referans yöntemleri arasındaki ilişkiyi değerlendirdiğimizde, bizim çalışmamızda femur TEA-femur PCL arası açı kadınlarda; 5,88±1,9, erkeklerde; 5,92±1,85, Femur Whiteside's line'a dik aks (WL ⊥) – femur PCL arasındaki açı kadınlarda 6,93±3,34, erkeklerde 6,77±2,97 bulunmuştur. Farklı popülasyonlarda, distal femoral rotasyonel açıda değişiklikler olduğunu gösteren birçok çalışma mevcuttur. Bunlara göre, distal femoral rotasyonel açının ırksal olarak farklılığı göz önünde bulundurularak; diz protezi uygulamalarında, bu açının ameliyat öncesi BT veya MRI ile ölçülmesiyle kişisel farklılıkların önceden tespit edilebileceği sonucuna varılmıştur. Türk toplumundaki diz protezi dizaynlarına, farklı distal femur rotasyon derecelerinin ihtiyaç halinde kullanılması amacıyla yerleştirilmesi gerekir. Teknolojik gelişmeler ile zaten mevcut olan kişiye özel protez uygulanması ile bu farklılıkların meydana getireceği sıkıntılar ortadan kaldırılabilir.

Abstract:
Objective : The purpose of this study was to evaluate the distal femoral and proximal tibial rotational and morphometric anatomy of the Turkish population, and its variations according to age and gender, in relation with the total knee arthroplasty pratice. 
Patients and Methods: This is a retrospective observational study. 200 patients in this study, the patients who were admitted to Antalya Training and Research Hospital between 2014-2018, who were admitted to the emergency service or orthopedics outpatient clinic and who underwent CT imaging (CT) for any reason; development of skeleton have completed, 20-40 years and over 60 years of age A total of 200 patients were included in the study. All patients were randomly assigned. In addition, demographic data of the patients were determined from hospital records and evaluated whether they showed homogeneous distribution. Patients in the study; For any reason, traumatic and knee fractures caused by pathology that affect the measurement, secondary or congenital deformity patients, knees in the field measurement area benign or malingn-looking masses, the measurement can not be done in the CT sections, implanted previously in the operating area or after the application of prosthesis CT were determined as exclusion criteria.Patients with secondary patellar fractures or operated patellar fractures were included in the study. . seven parameters for femur morphometric measurements, eight parameters for femur rotational measurements, five parameters for Tibia morphometric measurements, and only one parameter for Tibial rotational measurement, totally 21 parameters were measured. These parameters are respectively; rotational measurements of the femur:  Between Whiteside's line (WL) and trans epicondylar aks (TEA), Whiteside's line (WL) and surgical trans epicondylar aks (S-TEA), trans epicondylar (TEA) and posterior kondiler line (PCL), surgical trans epicondylar (S-TEA) and posterior condylar line (PCL), Whiteside line vertical aks (WL ⊥) and posterior condylar line (PCL) arası, femur trans epicondylar aks (F TEA) and femur surgical trans epikondiler aks (F S-TEA), femur sulcus angle, femur anterior patellar line (F APL) ile posterior condylar line (PCL) were measured. Morphometric measurements of the femur: Femur anteroposterior (F AP), femur mediolateral (F ML), femur anteromedial (F AML), femur posterior mediolateral (F PML), femur lateral anteroposterior (F LAP), femur medial anteroposterior (F MAP) lengths were measured. Rotational measurements of the tibia: Tibia Akagie's line rotation angle, morphometric measurements of the tibia; tibia anteroposterior (T AP), tibia mediolateral (T ML), tibia lateral anteroposterior (T LAP), tibia medial anteroposterior (T MAP) lennghts were measured and noted.    These data were analyzed using PACS (Picture Archiving and Communication System) software system. The measurements in the study were measured 2 times in different time periods. All parameters measured in male and female, young and elderly population in Turkish population were compared. Normal distrubition tests were performed. The parameters that fit the normal distrubition were analyzed using the student-t test ans non-matching parameters were analyzed using the Mann-Whitney-U test. Other data were presented using statistical reports such as mean, percentage, distrubition and standard deviation, maximum, minimum interval, average.

Results:  When we evaluated the statistical data obtained in our study; We found statistically significant differences in terms of gender and age. These parameters; morphometric of the femur parameters: femur ML, femur AP, femur ML/AP ratio, femur LAP, femur MAP, femur AML, femur PML, morphometric of the tibia paramaters: tibia AP, tibia ML, tibia LAP, tibia MAP measurements were found to be statistically higher in males than in females (p<0,05). Considering the differences in angular measurements of men and women. İn females between APL-PCL angle were significantly higher than male (p=0,014). Some analyzes played a key role in assessing the anatomical differences between women and men. Some of these analyses are the femur and tibia ML/AP ratio which we have evaluated in our study and this parameters of the differences between men and women.To date, the issue of anatomical differences with respect to ethnic background has not attracted much interest in the role of gender in many studies.İn our study, the morphometric meaurements in our study were compared with other ethnic studies, the length of femur AP and tibia AP in males and females in Turkish population; White, Black, West Asian, Caucasian, African American, Chinese, Korean and Thai populations have come out low.As a result, femoral and tibial ML/AP ratios were higher in our data than in other populations. Total knee prostheses, which are frequently used in orthopedic practice, are known to be produced from the data in Western societies. Based on this thesis, in our clinic, we investigated the compatibility of frequently used prostheses with our measurement result. The femoral and tibial component ML/AP ratios of these prostheses used in our clinic were found to be incompatible with our measurements. The actual clinical effect of such mismatch is unclear. Overhang has been associated with knee pain after TKA in some studies..When we examine the angular data of our study; ; femur TEA-PCL angle , femur S-TEA-PCL angle, femur  WL-TEA angle, femur WL-S-TEA angle, femur WL - PCL angle, femur TEA-S-TEA angle, tibia Akagie's angle of rotation does not show a significant difference with respect to age and gender, but the femur sulcus angle increases significantly in males and females geting older.Rotational placement of the component in knee arthroplasty applications is standart in prosthetic designs and is based on data from Western societies.Berger et al. according to the posterior condylar axis determined by the measurement result is made using standart incision guides in extrenal rotation of 3. Other reference methods used for rotational component placement; it is used in parallel to TEA or in vertical to Whiteside's line axis.
When we evaluate the relationship between these reference methods; in our study between femur TEA-femur PCL angle in women 5,88±1,9, in males 5,92±1,85, between vertical to Whiteside's line axis (WL ⊥) - femur PCL in women 6,93±3,34, in males 6,77±2,97 were found. As a result of all these studies, rotational anatomic variations of the distal femur can be seen as racial. It may be appropriate to perform rotational evaluation with preop CT or MRI by considering these data differences in knee prosthesis applications. İn knee prosthesis designs in Turkish society, different distal femur rotation degrees should be placed in order to use them as needed. With the technological advances, the application of a prosthesis specific to the person already present can be eliminated.