Periarticular肌肉状态影响在活的有机体内tibio-femoral全膝关节置换术后关节负荷
托拜厄斯温克尔
路易莎贝尔
Alwina本德1,
亚当Trepczynski
菲利普·达姆- 1柏林健康研究所柏林夏洛蒂,肌肉骨骼生物力学和再生中心(朱利叶斯·沃尔夫研究所),柏林,德国
- 2柏林健康研究所夏洛蒂柏林,柏林学院健康研究所再生疗法,柏林,德国
- 3肌肉骨骼手术中心,夏洛蒂柏林,柏林,德国
- 4放射学、查利特大学医学柏林,柏林,德国
背景:全膝关节置换术(TKA)是一种非常有效的治疗严重膝关节骨关节炎,表现在年轻,更积极的病人。术后肌肉障碍可能影响手术结果和植入长寿,功能性肌肉恢复收益越来越重要在未来会议病人的要求。本研究旨在评估的状态periarticular肌肉在TKA后长期随访和评估其影响在活的有机体内tibio-femoral联合载荷。
方法:创建一系列案例,有八个膝骨关节炎患者。所有实验对象都接受单边TKA检测膝盖植入。本地计算机断层扫描,获得前和术后,被用来评估远端肌肉量和脂肪浸润。在活的有机体内tibio-femoral联合载荷测量telemetrically站期间,走路,爬楼梯和椅子上升,肌肉状态相关。
结果:术后减少脂肪浸润在所有periarticular肌肉被宣布。高平均高峰负荷是tibio-femoral联合stand-to-sit活动期间从264%上升到341%体重(BW)楼梯后裔。脂肪浸润的m .股四头肌和腿筋增加tibio-femoral关节接触力在行走(r = 0.542;0.412和0.766)。
结论:研究结果表明,脂肪浸润的periarticular肌肉可能导致tibio-femoral关节接触力增加。然而,我们只观察到弱这些参数之间的相关性。功能的改善流动性和无痛的恢复关节可能解释观察到的术后减少脂肪浸润。围手术期康复方法针对残留肌肉质量的缺陷,有助于降低tibio-femoral联合载荷和提高TKA的长期结果。然而,必须指出,这项研究包括少数患者,这可能会限制其有效性。
介绍
全膝关节置换术的手术(TKA)越来越表现在一个更年轻、更积极的患者人群,因为它代表了一种有效的治疗晚期膝关节骨关节炎(OA)。未来预测从而预测55%的初级TKA程序执行到2030年65岁以下的患者(Kutzner et al ., 2010)和修订的终生风险增加35%的手术TKA患者从50至54岁(Bayliss et al ., 2017)。
手术结果方面的TKA术后身体功能和植入长寿,可能会受到残余在肌肉损伤状态(Moissenet et al ., 2017)。肌肉无力和脂肪浸润,最重要的是股四头肌的肌肉,已经描述的退行性膝关节OA的病因和发展(库尔茨et al ., 2009;Alnahdi et al ., 2012;Kumar et al ., 2014;与Yeldan, 2019)。Mizner] et al .()表明,术前肌肉萎缩和赤字恶化TKA后第一个月内股四头肌力量。一般集中在股四头肌是由于违反了股四头肌机制参与TKA植入的手术方法(Kuenze et al ., 2016;Moissenet et al ., 2017)。
越来越多的研究表明,术中软组织创伤可能导致肌肉萎缩和脂肪浸润(Taaffe et al ., 2009;冯·罗斯et al ., 2014)。萎缩和脂肪变性失去功能肌肉组织的形态特征,这就是为什么他们已经受损的肌肉功能直接相关,因此可以视为后者的替代参数(Mizner] et al ., 2005 a;马库斯et al ., 2010;Kuenze et al ., 2016;Yoon et al ., 2018;与Yeldan, 2019;Maslaris et al ., 2022)。计算机断层扫描(CT)允许评估肌肉架构使用定量测量肌肉肌肉密度(体积和分布分析奥布里et al ., 2014;Engelke et al ., 2018)。最近的证据表明,在joint-stabilizing肌肉功能障碍可能会导致改变运动模式和膝关节负荷分布(辛德。马克勒Mizner], 2005;法夸尔et al ., 2008)。
过早聚乙烯磨损和无菌性松动是移植失败的主要原因和结果从生物力学应力超过膝关节的装载能力(盖洛et al ., 2013)。到目前为止,量化的在活的有机体内联合负荷仍然是一个重大的挑战,作为直接测量仪器的膝盖需要植入的内部联合加载条件(D 'Lima et al ., 2005;海et al ., 2007;海et al ., 2009)。几个肌肉骨骼造型工具是用来描述在活的有机体内加载,但只有达到近似(Moissenet et al ., 2017;Trepczynski et al ., 2018;Trinler et al ., 2018)。因此,这种模型可以反映出对由此产生的关节负荷的影响在活的有机体内基于个体的肌肉状态,只有不够。然而,理解骨骼肌结构的影响在活的有机体内载荷作用在人工膝关节是至关重要的实现令人满意的临床结果在TKA (达姆et al ., 2018;达姆et al ., 2019)。因为肌肉骨骼模型工具不能充分达到这一目标,和真实的在活的有机体内TKA数据加载与periarticular肌肉状态尚未聚集由于缺乏测量植入军团,我们建立了本研究解决这个缺点。本研究的目的是:(1)评估长期术后periarticular肌肉的变化状态的肌肉萎缩和脂肪浸润;(2)测量tibio-femoral联合载荷在活的有机体内功能活动期间的日常生活(ADL);和(3)调查的肌肉状态的影响在活的有机体内tibio-femoral联合载荷。
本研究的假设是,一个periarticular肌肉受损导致更高的地位在活的有机体内tibio-femoral TKA后联合载荷。
材料和方法
病人和研究设计
在目前的9名患者的回顾性调查8 (3 w、5米;69±5年;平均体重指数29.7±4.0公斤/ m2),接受一个仪器的植入物(图1左)在主单边TKA (海et al ., 2007)是包括在内。病人特点提出了表1。排除标准其他活跃植入物(如心脏起搏器)、类风湿性关节炎、神经或肌肉疾病。患者没有接受先前侧TKA,除了一位病人(K2L),无症状的时间报名。一个病人被排除(K1L), CT数据并不有用。这项研究是进行符合赫尔辛基宣言,机构审查委员会批准(夏洛蒂Berlin-EA4/069/06)和在德国注册临床试验注册(DRKS00000606)。之前所有科目给书面知情同意参与这项研究以及参与者的权利保护。
图1。检测关键植入(左)和植入物坐标系(右)的基础上海et al。(2007)。
表1。术前患者特点,BMI-body质量指数;r植入;我离开植入,和流行的时间调查。
手术和CT协议
TKA程序进行通过胫骨内侧parapatellar方法和第一gap-balancing技术由两名有经验的外科医生在一个单一的机构。患者进行一个全面的临床检查术前和术后30个月(范围:8-48)。所有患者完成相同的术后康复计划,鼓励执行回家练习。CT扫描获得1天前和后30个月(范围:8-48)TKA使用商用,摘要多层扫描仪(西门子Somatom感觉64年Somatom定义闪光;德国埃朗根,西门子医疗和光速VCT,光速Pro 16;美国通用电气医疗集团,密尔沃基,WI)。轴向CT片被重建的最窄的标准厚度4.8毫米的病人检查。管电压控制与自动剂量调制算法。
定量分析periarticular肌肉状态
远端肌肉卷被手动分割评估肌肉感兴趣的区域(roi)使用Amira-Avizo软件(版本6;热科学、沃尔瑟姆,妈,美国)。roi包括四个头的股四头肌(股内侧肌、股外侧肌、股中间肌、股直肌),腘绳肌(股二头肌、半膜肌、半腱肌、股薄肌、缝匠肌的肌肉。张成的分段肌肉体积的远端大腿部分87.7±2.8毫米(18±0.57片),标准相对于患者的股骨长度,定义为距离顶部的大转子和股骨外侧髁的下边界。这确保了每个病人的可比分析了肌肉体积,无论体型或腿的长度。肌肉的肌内脂肪含量的roi是量化研究的四个最优连续轴向ct切片大腿地区软件形象J (V1.51;美国国立卫生研究院,马里兰州贝塞斯达,美国)。肌肉密度的分布分析了使用预定义Hounsfield单位(胡)阈值来区分肌内脂肪(190−−30胡)和骨骼肌组织(−150年胡锦涛29日)(奥布里et al ., 2014)。
在活的有机体内测量tibio-femoral联合载荷
遥测在活的有机体内联合加载数据得到临床使用证明仪器的膝盖植入基于ultra-congruent INNEX-FIXUC系统(齐默GmbH,温特图尔,瑞士)(图1)(海et al ., 2007)。假肢的设计细节和测量单位之前发布的(Graichen et al ., 2007;海et al ., 2007;海et al ., 2009)。Tibio-femoral联合加载被六半导体应变式测量胫骨组件和传输到外部接收器通过无线传输(海et al ., 2007;Kutzner et al ., 2010)。结果联合部队(Fres)确定力向量法在活的有机体内在横向(Fx)、高级(Fy(F)和前方向z从胫骨平台的中心),如图所示图1-对(Kutzner et al ., 2010)。合成联合部队的值记录在平均重复运动试验和规范化的负载循环使用时间扭曲过程周期时间(100%本德和伯格曼,2012)。测量进行了术后在26个月(范围:8-45)的活动水平走在自我选择的速度(约。4公里/小时),楼梯上升和下降(四个步骤,步骤高20厘米),sit-to-stand stand-to-sit活动(椅子高度45厘米)和单腿立场。
统计分析
统计分析使用SPSS统计版本25 (IBM公司,阿蒙克,纽约,美国)。数据表示为均值和标准差,除非另有规定。之间的差异和术后连续和正态分布变量在肌肉状态比较使用配对样本t测试。肌肉的关系状态和选定的高峰值在活的有机体内tibio-femoral联合部队(牛顿)在日常生活活动(站、散步、爬楼梯和椅子上升)评估使用皮尔逊的相关性。相关系数被认为是高如果r≥0.7和温和的如果≤0.5 r < 0.7。统计学意义是先天的在p< 0.05。
数据共享
按照研究参与者提供的书面知情同意协议,底层在活的有机体内加载数据文件可从Orthoload数据库(http://orthoload.com/database/)使用以下搜索条件:植入:膝关节:水平行走;楼梯;楼梯下来;坐下来;站起来。此外,个人的形象肌肉状态可以根据要求提供相应的作者。
结果
Periarticular肌肉状态
分析术后远端肌肉卷显示平均减少−9.6%(股四头肌的表2),股内侧肌占49.5%的减少。没有明显的改变远端卷腿筋,股薄肌、缝匠肌肌肉观察,与术前相比值(表2)。分析periarticular肌肉的脂肪浸润的程度(表2)−3.7%的显著减少横截面积(CSA)术后随访30个月的时间。特别是,意味着减少股四头肌肌内脂肪分数是重要的(CSA−2.8%),肌腱(CSA−4.1%),股薄肌(CSA−4.9%)和缝匠肌肌肉(CSA−3.2%)。
表2。术后远端肌肉体积的变化,横截面面积和肌内脂肪比率,QF-Quadriceps肌,RF-Rectus肌,VI-Vastus中间部,股外侧肌,六世,内侧VM-Vastus H-Hamstrings, BF-Biceps肌,SM-Semimembranosus, ST-Semitendinosus, PA-Pes Anserinus集团GR-Gracilis SR-Sartorius。
在活的有机体内膝关节负荷
结果在活的有机体内tibio-femoral联合加载(Fres爬楼梯锻炼时最高的高峰值平均341%的体重(BW)在楼梯血统和BW在楼梯上升305% (图2)。一般来说,练习double-limb支持显示低峰值负载大小的平均值264%和275% BW stand-to-sit sit-to-stand,活动期间。实质性inter-individual峰值负载大小的差异决定了所有ADLs最高,但在楼梯上升(BWΔ234%)值BW (K9L) 187%到430%不等的BW (K6L)。针对病人的负荷数据进行了总结表3。的例子在活的有机体内负载和额外的视频数据的各种活动也可以访问通过公共数据库www.orthoLoad.com(Orthoload 2022)。
图2。平均在活的有机体内测量节点荷载模式在膝盖,在日常生活的活动。
表3。针对病人的在活的有机体内tibio-femoral联合加载在% BW [N]功能活动。1个负载峰值;2 p-second负载峰值;sd标准偏差。
相关性periarticular肌肉状态和在活的有机体内测量膝关节负荷
确定怀疑脂肪肌肉变性的影响在活的有机体内代理膝盖接触力,个人肌肉体积的尺寸以及脂肪的一种退化是相关的在活的有机体内确定每个调查活动的高峰负荷。结果显示之间的显著相关性程度的肌内脂肪和峰值的大小在活的有机体内tibio-femoral联合加载在水平只走(图3)。在步态周期的早期阶段,在侧脚趾头(第一高峰),股外侧肌脂肪浸润(r = 0.751;p腿筋= 0.032)和(r = 0.766;p= 0.027),主要是股二头肌(r = 0.87;p= 0.010),与tibio-femoral联合高峰负荷增加显著相关。此外,脂肪浸润股中间肌(r = 0.71,p= 0.050)与峰值增加相关的积极力量在后期阶段的步态周期侧脚跟冲击。
图3。intramusular脂肪比例和之间的相关性在活的有机体内在日常生活的典型活动膝关节负荷。
之间的关系远端肌肉体积和峰值tibio-femoral关节负荷只是重要的半腱肌肌肉(r = 0.71;p在楼梯血统= 0.050)。
讨论
本研究的主要目的是评估periarticular肌肉组织的地位及其影响在活的有机体内tibio-femoral联合部队在TKA后长期随访。与研究假设,我们的研究结果表明,脂肪浸润可能与tibio-femoral联合载荷的增加在水平行走。四头肌肌肉显示,术后残余萎缩,即远端肌肉体积下属的影响在活的有机体内联合加载条件。
股四头肌远端体积的减少大约10%在2年后TKA符合肌肉萎缩的程度在术后早期所观察到的Mizner] et al。(2005 b)。先前的研究在TKA肌肉大小在4年后的变化表明,术后股四头肌肌肉大小可能会持续下跌后传统的康复方法基于阻力练习(LaStayo et al ., 2009;Valtonen et al ., 2009)。远端股四头肌的体积的下降可能部分源于失败的意志肌肉激活(史蒂文斯et al ., 2003;Mizner] et al ., 2005 b)。TKA确定后一个试点研究术前加强股四头肌神经肌肉电刺激是一个可能的防范措施来限制股四头肌下降14%,此前3个月大小标准康复(墙壁et al ., 2010)。进一步研究的性质和时间pre-habilitation概念的建立,这种方案是适合防止残留肌肉萎缩程度(华丽的et al ., 2011)。
有趣的是,股内侧肌主要占观察到远端股四头肌萎缩。这一发现印证了之前的假设在外科软组织解剖内侧parapatellar方法可能影响术后肌肉状态的变化(Meier et al ., 2008;Kuenze et al ., 2016)。目前的数据是一致的与最近的一项研究,决定降低股内侧肌TKA卷2年之后,与糟糕的术后结果(金正日et al ., 2021)。选择性股内侧肌萎缩的临床相关性一直在强调几项研究表明一个不利影响与髌股疼痛(Pattyn et al ., 2011;王et al ., 2012)和术后行走速度(段et al ., 2003)。
意外,肌内脂肪含量显示术后并发总体减少4% CSA比例有明显的股四头肌。这一结果可能与改进功能移动TKA和符合先前的调查后肌肉脂肪浸润的逆转(瑞安et al ., 2000;Taaffe et al ., 2009;Trinler et al ., 2018;Maslaris et al ., 2022)。因此,它已被证明,恢复运动下火车后可以改善大腿肌肉的肌内血脂(瑞安et al ., 2000;Taaffe et al ., 2009)。久坐不动的分析,肥胖病人复苏表明,肌内脂肪沉积的遵循严格的减肥干预和走程序(瑞安et al ., 2000)。Taaffe et al。(2009)同样决定减少肌肉衰减,作为衡量脂肪浸润,经过12周的阻力训练股四头肌和腿筋的8%和12%,分别。训练强度的水平可以解释减少脂肪浸润越高,相比在目前的患者群。结果强调伴康复方案,以促进肌肉恢复的重要性(Maslaris et al ., 2022)。
高负载在功能性ADLs tibio-femoral联合行动,达到价值观的楼梯步行期间体重的三倍。测量在活的有机体内联合载荷比较大小的估计在活的有机体内测量在1到6例(伯格曼et al ., 2014;D 'Lima et al ., 2005;海et al ., 2009;Kutzner et al ., 2010;段et al ., 2003;泰勒et al ., 2017)。联合载荷峰值的290 - 352% - bw报告文学在爬楼梯贝尔,2022;伯格曼et al ., 2014;D 'Lima et al ., 2005;海et al ., 2009;Kutzner et al ., 2010;泰勒et al ., 2017)解释了复杂的接触力学和运动学参与这个运动任务(泰勒et al ., 2017)。实际观察到的差异研究在爬楼梯(一些参与者经历更高负载在楼梯上升和一些在楼梯血统)可能是由于个人的协调和肌肉co-contraction行为(Taaffe et al ., 2009)。
唯一重要的相关性远端肌肉体积和tibio-femoral接触力决定了半腱肌肌肉在楼梯血统的具有挑战性的活动。这种积极的协会的肌肉体积和机械关节负荷可以归因于肌肉活动模式。在研究task-dependant肌肉活动,它已经表明,振幅在内侧肌腱激活发生在楼梯的早期阶段下降约膝关节负荷峰值的时间(McFadyen和冬季1988;贝尔,2022)。Trepczynski等人发现tibio-femoral接触力是由肌肉收缩所产生的力量使用肌肉骨骼模型技术的基础上在活的有机体内数据(Trepczynski et al ., 2012;Trepczynski et al ., 2018)。对抗co-contractions腘绳肌和股四头肌在膝关节OA与疾病进展(霍奇斯et al ., 2016)和增加tibio-femoral接触力(Trepczynski et al ., 2018)。参数没有明显的相关性被发现的远端肌肉体积的其他periarticular肌肉。虽然这个事实可能由于小样本大小,还提出了当前争论的问题肌肉数量和肌肉质量之间的差异(克拉克和Manini, 2008年;麦格雷戈et al ., 2014)。最近的研究表明,质量和骨骼肌的收缩性质可能代表一个更重要的决定因素的物理函数比解剖参数(克拉克和Manini, 2008年;麦格雷戈et al ., 2014)。
呈现的结果,表现出很强的相关性之间的脂肪浸润的股四头肌和腿筋和tibio-femoral联合负荷,支持这一观点的重要性肌肉质量。这个观察从机械的角度可以解释如下。如果肌肉退化和关节运动相比,病人必须采用更高的肌肉激活执行相同的活动与关节运动。但生理限制激活可能需要额外的激活的替代肌肉,这可能有较少的有利杠杆臂相对于联合中心。因此合成关节接触力可以增加。
的肌内脂肪含量的程度膝屈肌和伸肌的肌肉与增加膝关节负荷在散步。脂肪浸润之前被定义为一个消极预测对肌肉的力量和术后关节置换手术后的结果。健康、衰老和身体成分的3075名老年病人的研究报道,大腿肌肉脂肪浸润与功能下降和行走困难(维瑟et al ., 2005)。达姆等人决定之间的关联髋关节术后降低瘦臀肌肉组织,增加负载全髋关节置换术后3个月(达姆et al ., 2018)。关于膝关节,它已经表明,股内侧肌肌肉的脂肪浸润导致更高的年度胫骨和髌骨软骨损失卷(Teichtahl et al ., 2015;Trinler et al ., 2018)。研究结果表明,收缩肌肉组织的脂肪替代品可能造成植入长寿风险。
结论
总之,虽然现在的研究表明,减少脂肪浸润periarticular大腿肌肉的积极影响加载tibio-femoral联合行动,我们观察到只有弱这些参数之间的相关性。观察到的相关性也可以是由于继发效应改变了肌肉的协调,也许是为了弥补削弱或松弛的肌肉。
术后减少脂肪浸润强调periarticular肌肉组织的再生能力,即剩余股四头肌损伤可能发生。下属的肌肉萎缩的影响在活的有机体内联合负荷还强调肌肉的结构成分的作用。治疗和再生策略针对改善periarticular肌肉质量可以提高植入长寿,因此主要TKA的结果。
限制
这项研究包括只有少数的病人,这可能会限制其外部效度。此外,个人执行的时间点在活的有机体内负荷测量以及个人的决心肌内脂肪比例范围在很长一段时间。然而,尽管广泛的个人分析术后时间点,所有与会者都痛苦和没有限制的自由运动和载荷能力的调查。作为进一步的限制,分析periarticular肌肉状态只由同侧大腿肌肉的远端部分的分割。扩展分析包括整个大腿肌肉地区可以提供进一步的洞察术后肌肉状态的变化。Non-etheless,研究提出了迄今为止最大的病人队列的数据检测植入。
数据可用性声明
在这项研究中提出的数据集可以在网上找到存储库。库的名称/存储库和加入号码可以找到(s)如下:http://orthoload.com/database/。
道德声明
涉及人类受试者的研究回顾和批准夏洛蒂Berlin-EA4/069/06。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。
作者的贡献
TW导致概念化、调查、数据分析、监督、原创作品草稿,writing-review和编辑。磅了概念化、调查、数据分析、原创作品草稿,writing-review和编辑。AB, AJB导致概念化、调查方法,writing-review和编辑。在调查导致方法论,writing-review和编辑。GD导致方法,调查,writing-review和编辑PD概念化,调查,数据分析,项目管理,监督资源,原创作品草稿,writing-review和编辑。
资金
这项研究是由德国研究基金会(DFG) (TR 1657/1-1、DA 1786/5-1 SFB 1444(427826188)),联邦教育部和研究(workHEALTH (01 ec 1905 d)和OrthoLoadClub。资助机构没有参与研究设计、数据的收集和分析,编写出版的手稿和决定。
确认
这个出版物使用收集的数据框架内的博士论文“相互关系periarticular肌肉状态,肌活动,机电和延迟在活的有机体内全膝关节置换术后膝关节负荷“磅2022年出版的教员柏林夏洛蒂(金正日et al ., 2011)。作者想感谢所有病人的参与这项研究。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
出版商的注意
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
引用
Alnahdi, a . H。Zeni, j。,和Snyder-Mackler, L. (2012). Muscle impairments in patients with knee osteoarthritis.体育健康4 (4),284 - 292。doi: 10.1177 / 1941738112445726
奥布里,J。,Esfandiari, N., Baracos, V. E., Buteau, F. A., Frenette, J., Putman, C. T., et al. (2014). Measurement of skeletal muscle radiation attenuation and basis of its biological variation.学报杂志。(Oxf)。210 (3),489 - 497。doi: 10.1111 / apha.12224
阿弗拉米迪斯,K。,Strike, P. W., Taylor, P. N., and Swain, I. D. (2003). Effectiveness of electric stimulation of the vastus medialis muscle in the rehabilitation of patients after total knee arthroplasty11No commercial party having a direct financial interest in the results of the research supporting this article has or will confer a benefit on the author(s) or on any organization with which the author(s) is/are associated.拱门。理论物理。地中海,Rehabil。84 (12)1850 - 1853。doi: 10.1016 / s0003 - 9993 (03) 00429 - 5
Bayliss l E。,Culliford, D., Monk, A. P., Glyn-Jones, S., Prieto-Alhambra, D., Judge, A., et al. (2017). The effect of patient age at intervention on risk of implant revision after total replacement of the hip or knee: A population-based cohort study.《柳叶刀》389 (10077),1424 - 1430。doi: 10.1016 / s0140 - 6736 (17) 30059 - 4
本德,。,和伯格曼,G。(2012). Determination of typical patterns from strongly varying signals.第一版。方法>。生物医学。是女士15 (7),761 - 769。doi: 10.1080 / 10255842.2011.560841
伯格曼,G。本德,。,Graichen F。Dymke, J。,Rohlmann, A., Trepczynski, A., et al. (2014). Standardized loads acting in knee implants.《公共科学图书馆•综合》9 (1),e86035。doi: 10.1371 / journal.pone.0086035
克拉克,b . C。,和Manini, T. M. (2008). Sarcopenia != dynapenia.j . Gerontol。一个杂志。科学。医学科学。63 (8),829 - 834。doi: 10.1093 /赫罗那/ 63.8.829
D 'Lima D D。帕蒂尔,S。,Steklov, N., Slamin, J. E., and Colwell, C. W. (2005). The chitranjan ranawat award:在活的有机体内全膝关节置换术后膝关节力量。中国。.中国。遗传代数。Res。440年,45-49。blo.0000186559.62942.8c doi: 10.1097/01.
达姆,P。,Brackertz, S., Streitparth, F., Perka, C., Bergmann, G., Duda, G. N., et al. (2019). ESB Clinical Biomechanics Award 2018: Muscle atrophy-related increased joint loading after total hip arthroplasty and their postoperative change from 3 to 50 months.中国。>。(布里斯托尔,雅芳)65年,105 - 109。doi: 10.1016 / j.clinbiomech.2019.04.008
达姆,P。,Zonneveld, J., Brackertz, S., Streitparth, F., and Winkler, T. (2018). Gluteal muscle damage leads to higher在活的有机体内髋关节全髋关节置换术后3个月。《公共科学图书馆•综合》13 (1),e0190626。doi: 10.1371 / journal.pone.0190626
Engelke, K。,Museyko, O., Wang, L., and Laredo, J. D. (2018). Quantitative analysis of skeletal muscle by computed tomography imaging-State of the art.j . .。Transl。15日,91 - 103。doi: 10.1016 / j.jot.2018.10.004
法夸尔,美国J。,Reisman, D. S., and Snyder-Mackler, L. (2008). Persistence of altered movement patterns during a sit-to-stand task 1 year following unilateral total knee arthroplasty.理论物理。其他。88 (5),567 - 579。doi: 10.2522 / ptj.20070045
盖洛,J。,Goodman, S. B., Konttinen, Y. T., Wimmer, M. A., and Holinka, M. (2013). Osteolysis around total knee arthroplasty: A review of pathogenetic mechanisms.Acta Biomater。9 (9),8046 - 8058。doi: 10.1016 / j.actbio.2013.05.005
Graichen F。阿诺德,R。,Rohlmann, A., and Bergmann, G. (2007). Implantable 9-channel telemetry system for在活的有机体内负荷测量与骨科植入物。IEEE反式。生物医学。Eng。54 (2),253 - 261。doi: 10.1109 / tbme.2006.886857
海,B。,Graichen F。本德,。,Rohlmann, A., and Bergmann, G. (2007). Design, calibration and pre-clinical testing of an instrumented tibial tray.j . >。40 (1),S4-S10。doi: 10.1016 / j.jbiomech.2007.02.014
海,B。,Kutzner,我。,Graichen F。本德,。,Rohlmann, A., Halder, A. M., et al. (2009). ESB Clinical Biomechanics Award 2008: Complete data of total knee replacement loading for level walking and stair climbing measured在活的有机体内后续的6 - 10个月。中国。>。(布里斯托尔,雅芳)24 (4),315 - 326。doi: 10.1016 / j.clinbiomech.2009.01.011
霍奇斯,p W。,van den Hoorn, W., Wrigley, T. V., Hinman, R. S., Bowles, K. A., Cicuttini, F., et al. (2016). Increased duration of co-contraction of medial knee muscles is associated with greater progression of knee osteoarthritis.男人。其他。21日,151 - 158。doi: 10.1016 / j.math.2015.07.004
金,h·J。,Park, H. J., Oh, J. B., Chang, M. J., Kang, S. B., Kim, Y. K., et al. (2021). Retrospective study of relationship between vastus medialis volume on SPECT-CT and outcome of unilateral total knee arthroplasty.地中海,Baltim。100 (1),e24138。doi: 10.1097 / md.0000000000024138
金,j·G。,Lee, S. W., Ha, J. K., Choi, H. J., Yang, S. J., et al. (2011). The effectiveness of minimally invasive total knee arthroplasty to preserve quadriceps strength: A randomized controlled trial.膝盖18 (6),443 - 447。doi: 10.1016 / j.knee.2010.08.008
Kuenze, c . M。,Blemker, S. S., and Hart, J. M. (2016). Quadriceps function relates to muscle size following ACL reconstruction.j . .。Res。34 (9),1656 - 1662。doi: 10.1002 / jor.23166
Kumar D。,Karampinos, D. C., MacLeod, T. D., Lin, W., Nardo, L., Li, X., et al. (2014). Quadriceps intramuscular fat fraction rather than muscle size is associated with knee osteoarthritis.Osteoarthr。Cartil。22 (2),226 - 234。doi: 10.1016 / j.joca.2013.12.005
库尔茨,s M。刘E。Ong K。,Zhao, K., Kelly, M., and Bozic, K. J. (2009). Future young patient demand for primary and revision joint replacement: National projections from 2010 to 2030.中国。.中国。遗传代数。Res。467 (10)2606 - 2612。doi: 10.1007 / s11999 - 009 - 0834 - 6
与G。,和Yeldan, I. (2019). Strengthening the quadriceps femoris muscle versus other knee training programs for the treatment of knee osteoarthritis.Rheumatol。Int。39 (2),203 - 218。doi: 10.1007 / s00296 - 018 - 4199 - 6
Kutzner,我。,海,B。,Graichen F。本德,。,Rohlmann, A., Halder, A., et al. (2010). Loading of the knee joint during activities of daily living measured在活的有机体内在5个科目。j . >。43 (11),2164 - 2173。doi: 10.1016 / j.jbiomech.2010.03.046
LaStayo, p . C。迈耶,W。,马库斯,r . L。Mizner], R。种植,L。,和Peters, C. (2009). Reversing muscle and mobility deficits 1 to 4 years after TKA: A pilot study.中国。.中国。遗传代数。Res。467 (6),1493 - 1500。doi: 10.1007 / s11999 - 009 - 0801 - 2
马库斯,r . L。艾迪生,O。,Kidde, J. P., Dibble, L. E., and Lastayo, P. C. (2010). Skeletal muscle fat infiltration: Impact of age, inactivity, and exercise.j .减轻。健康老龄化14 (5),362 - 366。doi: 10.1007 / s12603 - 010 - 0081 - 2
Maslaris,。,Vail, T. P., Zhang, A. L., Patel, R., and Bini, S. A. (2022). Impact of fatty degeneration on the functional outcomes of 38 patients undergoing surgical repair of gluteal tendon tears..档案。创伤杂志。142年,2173 - 2183。doi: 10.1007 / s00402 - 021 - 03787 - 2
McFadyen, b . J。,和Winter, D. A. (1988). An integrated biomechanical analysis of normal stair ascent and descent.j . >。21 (9),733 - 744。0021 - 9290 . doi: 10.1016 / (88) 90282 - 5
麦格雷戈,r。,Cameron-Smith, D., and Poppitt, S. D. (2014). It is not just muscle mass: A review of muscle quality, composition and metabolism during ageing as determinants of muscle function and mobility in later life.Longev。愈合。3 (1),9。doi: 10.1186 / 2046-2395-3-9
迈耶,W。,Mizner], r . L。,马库斯,r . L。种植,L。E., Peters, C., and Lastayo, P. C. (2008). Total knee arthroplasty: Muscle impairments, functional limitations, and recommended rehabilitation approaches.j . .。体育理论物理。其他。38 (5),246 - 256。doi: 10.2519 / jospt.2008.2715
Mizner], r . L。,Petterson, S. C., and Snyder-Mackler, L. (2005). Quadriceps strength and the time course of functional recovery after total knee arthroplasty.j . .。体育理论物理。其他。35 (7),424 - 436。doi: 10.2519 / jospt.2005.35.7.424
Mizner], r . L。,Petterson, S. C., Stevens, J. E., Vandenborne, K., and Snyder-Mackler, L. (2005). Early quadriceps strength loss after total knee arthroplasty. The contributions of muscle atrophy and failure of voluntary muscle activation.j .骨Jt。Surg.。87 (5),1047 - 1053。doi: 10.2106 / jbjs.d.01992
Mizner], r . L。,和Snyder-Mackler, L. (2005). Altered loading during walking and sit-to-stand is affected by quadriceps weakness after total knee arthroplasty.j . .。Res。23 (5),1083 - 1090。doi: 10.1016 / j.orthres.2005.01.021
Moissenet F。,Modenese, L., and Dumas, R. (2017). Alterations of musculoskeletal models for a more accurate estimation of lower limb joint contact forces during normal gait: A systematic review.j .生物力学63年,8-20。doi: 10.1016 / j.jbiomech.2017.08.025
Pattyn E。,Verdonk, P., Steyaert, A., Vanden Bossche, L., Van den Broecke, W., Thijs, Y., et al. (2011). Vastus medialis obliquus atrophy: Does it exist in patellofemoral pain syndrome?点。j .体育地中海。39 (7),1450 - 1455。doi: 10.1177 / 0363546511401183
瑞安,a。,Nicklas, B. J., Berman, D. M., and Dennis, K. E. (2000). Dietary restriction and walking reduce fat deposition in the midthigh in obese older women.点。j .中国。减轻。72 (3),708 - 713。doi: 10.1093 / ajcn / 72.3.708
史蒂文斯,j·E。Mizner], R。L., and Snyder-Mackler, L. (2003). Quadriceps strength and volitional activation before and after total knee arthroplasty for osteoarthritis.j . .。Res。21 (5),775 - 779。doi: 10.1016 / s0736 - 0266 (03) 00052 - 4
炫耀,a . M。,Kachelman, J. B., Bibeau, W., Quesada, P. M., Nyland, J., Malkani, A., et al. (2011). Prehabilitation before total knee arthroplasty increases strength and function in older adults with severe osteoarthritis.j .力量电导率。Res。25 (2),318 - 325。doi: 10.1519 / jsc.0b013e318202e431
Taaffe, d R。,Henwood, T. R., Nalls, M. A., Walker, D. G., Lang, T. F., and Harris, T. B. (2009). Alterations in muscle attenuation following detraining and retraining in resistance-trained older adults.老年医学55 (2),217 - 223。doi: 10.1159 / 000182084
泰勒,w·R。舒兹,P。,伯格曼,G。,列表,R。,Postolka, B., Hitz, M., et al. (2017). A comprehensive assessment of the musculoskeletal system: The CAMS-Knee data set.j . >。65年,32-39。doi: 10.1016 / j.jbiomech.2017.09.022
Teichtahl, a·J。Wluka, a E。王,Y。,Wijethilake, P. N., Strauss, B. J., Proietto, J., et al. (2015). Vastus medialis fat infiltration - a modifiable determinant of knee cartilage loss.Osteoarthr。Cartil。23 (12),A283-A2157。doi: 10.1016 / j.joca.2015.02.515
Trepczynski,。Kutzner,我。,Kornaropoulos, E., Taylor, W. R., Duda, G. N., Bergmann, G., et al. (2012). Patellofemoral joint contact forces during activities with high knee flexion.j . .。Res。30 (3),408 - 415。doi: 10.1002 / jor.21540
Trepczynski,。Kutzner,我。,Schwachmeyer, V., Heller, M. O., Pfitzner, T., and Duda, G. N. (2018). Impact of antagonistic muscle co-contraction on在活的有机体内膝盖接触力。j . Neuroeng Rehabil。15 (1),101。doi: 10.1186 / s12984 - 018 - 0434 - 3
Trinler U。,Hollands, K., Jones, R., and Baker, R. (2018). A systematic review of approaches to modelling lower limb muscle forces during gait: Applicability to clinical gait analyses.步态姿势61年,353 - 361。doi: 10.1016 / j.gaitpost.2018.02.005
Valtonen,。,Pöyhönen, T., Heinonen, A., and Sipilä, S. (2009). Muscle deficits persist after unilateral knee replacement and have implications for rehabilitation.理论物理。其他。89 (10)1072 - 1079。doi: 10.2522 / ptj.20070295
维瑟,M。,Goodpaster, B. H., Kritchevsky, S. B., Newman, A. B., Nevitt, M., Rubin, S. M., et al. (2005). Muscle mass, muscle strength, and muscle fat infiltration as predictors of incident mobility limitations in well-functioning older persons.j . Gerontol。一个杂志。科学。医学科学。60 (3),324 - 333。doi: 10.1093 /赫罗那/ 60.3.324
冯·罗斯P。,Abdel, M. P., Wauer, F., Winkler, T., Wassilew, G., Diederichs, G., et al. (2014). Significant muscle damage after multiple revision total hip replacements through the direct lateral approach.骨Jt。J。96 (12)1618 - 1622。0301 - 620 - x.96b12.34256 doi: 10.1302 /
墙壁,r . J。麦克休,G。,O'Gorman, D. J., Moyna, N. M., and O'Byrne, J. M. (2010). Effects of preoperative neuromuscular electrical stimulation on quadriceps strength and functional recovery in total knee arthroplasty. A pilot study.BMC Musculoskelet。Disord。11日,119年。doi: 10.1186 / 1471-2474-11-119
王,Y。,Wluka, A. E., Berry, P. A., Siew, T., Teichtahl, A. J., Urquhart, D. M., et al. (2012). Increase in vastus medialis cross-sectional area is associated with reduced pain, cartilage loss, and joint replacement risk in knee osteoarthritis.关节炎感冒。64 (12)3917 - 3925。doi: 10.1002 / art.34681
尹,j . P。,Jung, J. W., Lee, C. H., Kim, Y. G., Chung, S. W., Kim, J. Y., et al. (2018). Fatty degeneration of the rotator cuff reflects shoulder strength deficits in patients with rotator cuff tears.j . .。41 (1)e15-e21。doi: 10.3928 / 01477447-20171106-02
Orthoload。加载的骨科植入物。2022:https://orthoload.com/database/(2022年1月23日通过)。
关键词:全膝关节置换术(替代),检测膝盖植入,periarticular肌肉状态,在活的有机体内tibio-femoral联合载荷,在活的有机体内测量
引用:温克勒T,贝尔L,本德,Trepczynski,杜达GN,鲍尔AJD和达姆P (2023) Periarticular肌肉状态影响在活的有机体内tibio-femoral全膝关节置换术后关节负荷。前面。Bioeng。Biotechnol。11:1075357。doi: 10.3389 / fbioe.2023.1075357
收到:2022年10月20日;接受:09年3月2023;
发表:2023年3月22日。
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