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DOI: 10.1055/s-0031-1279336
Lokoregionale Belastungszonen des Gelenkknorpels im gesamten Knie nach Belastung in unterschiedlichen Flexionsgraden mit 3D-MR-Volumetrie bei 3T
Ziele: Analyse von lokoregionalen Deformationsmustern als Indikator für Knorpelkontaktareale im Knie nach Belastung. Methode: Das rechte Kniegelenk von 10 Probanden wurde mit einer sagittalen 3D-T1-w FLASH-WE Sequenz (TR 14,2ms/TE 7,2ms/FA 15°/Auflösung 0,32x1,5mm3/Matrix 5122/3T) vor und nach Belastung (Knien, Fersensitz, Hocken, 50 Kniebeugen), sowie nach 90min Erholungszeit untersucht. Basierend auf 3D-Rekonstruktionen von Knorpelsegmentationen des Femur-, Patella- und Tibiaknorpels wurden 2σ-Dicken-Differenzplots zur Visualisierung signifikanter Deformationen generiert. Voxelbasierter und globaler Reproduzierbarkeitsfehler (R, Volumen (Vol), mittlere Dicke (mTh), Knorpel-Knochen-Grenzfläche (CBI)) wurden als Qualitätskontrolle berechnet. Ergebnis: Patellar lagen die Hauptdeformationszonen vertikal orientiert in der medialen Facette und horizontal orientiert kaudolateral, femoral dorsal in den Kondylen sowie tibial anterior und zentral. Belastungs-spezifische Kombinationen fanden sich nach Hocken mit verstärkten Deformationen in der medialen Patellafacette, der dorsomedialen Femurkondyle und halbkreisartig konfiguriert anterior-medial in beiden Tibiae. Nach Kniebeugen zeigten sich geringer, aber breitflächiger ausgeprägte Deformationen aller Knorpelplatten.
Der voxelbasierte R ist in allen Kompartimenten abhängig von der Knorpeldicke (D) mit Werten zwischen 0,12–0,35mm. Für D ≥1mm war R <0,31mm (< Voxelgröße), für D ≥2mm <0,22mm. Global betrug R 1,9–4,0% für Vol, 1,8–3,6% für mTh und 1,3–2,8% für CBI, die signif. globalen Änderungen für Vol und mTh betrugen 1,0–4,9%. Schlussfolgerung: Die Daten zeigen erstmals in vivo quantifizierbare lokoregionale Deformationszonen am Knie, die auf potenzielle belastungs-assoziierte Kontaktareale im Knorpel hinweisen. Sie sind anatomisch und funktionell plausibel und möglicherweise hinweisend auf Risikoareale für eine belastungsinduzierte Degeneration und konsekutive Arthrose. Die Daten unterstützen das Verständnis für die individuelle Kniebiomechanik.
Keywords: Knorpeldeformation, Knorpel, MR-Volumetrie, Degeneration, 3T
Korrespondierender Autor: Horng A
Universitätsklinikum LMU München – Campus Großhadern, Institut für Klinische Radiologie, Marchioninistr. 15, 81377 München
E-Mail: annie.horng@med.uni-muenchen.de