Вариативная анатомия коленного сустава и влияние отдельных ее параметров на топографию передней крестообразной связки

Введение. Анатомические особенности строения коленного сустава имеют значение как потенциальные предикторы различных заболеваний и травм. Однако взаимосвязь между анатомическим расположением передней крестообразной связки и параметрами строения сустава до сих пор остается недостаточно изученной. Наша работа направлена на выявление статистически значимых взаимосвязей между отдельными параметрами коленного сустава и их зависимость с топографией передней крестообразной связки.

Цель работы — определить статистически значимые взаимосвязи между отдельными параметрами сустава и их потенциальное влияние на расположение передней крестообразной связки в суставе по данным магнитно-резонансной томографии.

Материалы и методы. В ходе исследования были проанализированы МРТ-изображения 391 КС у пациентов разного пола. Проведены измерения по 19 параметрам с использованием стандартных инструментов линейных и угловых измерений. Полученные данные подверглись статистической обработке.

Результаты. Анатомическое строение коленного сустава и областей прикрепления передней крестообразной связки демонстрируют не только гендерные и расовые особенности, но и индивидуальные черты конкретного сустава. Выявлено шесть факторов, оказывающих влияние на расположение связки.

Обсуждение. Результаты исследования выявили несостоятельность существующих классификаций строения коленного сустава, подчеркивая необходимость поиска взаимосвязей между параметрами сустава. Факторный анализ измеренных значений позволяет выделить новые системы взаимосвязанных параметров, которые могут не зависеть от пола пациента. Исследование подчеркивает важность разработки новых методов анализа МРТ коленного сустава с использованием многопараметрических моделей.

Заключение. Наше исследование выделяет важные взаимосвязи между параметрами коленного сустава и расположением передней крестообразной связки. Факторы, влияющие на эту динамику, подчеркивают необходимость индивидуализированного подхода к планированию пластики связки. Результаты предоставляют основу для разработки более точных методов анализа и персонализированных стратегий лечения ортопедических заболеваний, повышая эффективность клинической практики.

1. Hasoon J, Al-Dadah O. Knee anatomic geometry accurately predicts risk of anterior cruciate ligament rupture. Acta Radiologica. 2023;64(5):1904–1911. DOI: https://doi.org/10.1177/02841851231152329.

2. Schneider A, Si-Mohamed S, Magnussen RA, Lustig S, Neyret P, Servien E. Tibiofemoral joint congruence is lower in females with ACL injuries than males with ACL injuries. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 2018;26:1375–1383. DOI: https://doi.org/10.1007/s00167-017-4756-7.

3. Levins JG, Sturnick DR, Argentieri EC, Gardner-Morse M, Vacek PM, Desarno MJ, et al. Geometric risk factors associated with noncontact anterior cruciate ligament graſt rupture. The American Journal of Sports Medicine. 2016;44(10):2537–2545. DOI: https://doi.org/10.1177/0363546516657525.

4. Beaulieu ML, Nowak EK, Beynnon BD, Ashton-Miller JA, Sturnick DR, Wojtys EM. Clinical-grade MRI-based methods to identify combined anatomic factors that predict ACL injury risk in male and female athletes. The American Journal of Sports Medicine. 2021;49(10):2615–2623. DOI: https://doi.org/10.1177/03635465211024249.

5. Malanin DA, VolodinIV, SuchilinIA, Demeschenko MV. Gender differences of the ACL insertion sites. Traumatology and Orthopaedics in Russia. 2020;26(4):80–92. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.21823/2311-2905-2020-26-4-80-92.

6. Li M, Ji G, Fan L, Fan CY, Lin W, Yang GM, et al. Assessment of patellar morphology in trochlear dysplasia on computed tomography scans. Orthopaedic Surgery. 2021;13(2):458–465. DOI: https://doi.org/10.1111/os.12825.

7. Ellison TM, Flagstaff I, Johnson AE. Sexual dimorphisms in anterior cruciate ligament injury: A current concepts review. Orthopaedic Journal of Sports Medicine. 2021;9(12):23259671211025304. DOI: https://doi.org/10.1177/23259671211025304.

8. Patel AP, Gronbeck C, Chambers M, Harrington MA, Halawi MJ. Gender and total joint arthroplasty: Variable outcomes by procedure type. Arthroplasty Today. 2020;6(3):517–520. DOI: https://doi.org/10.1016/j.artd.2020.06.012.

9. Asseln M, Hänisch C, Schick F, Radermacher К. Gender differencesin knee morphology and the prospects for implant design in total knee replacement. The Knee. 2018;25(4):545–558. DOI: https://doi.org/10.1016/j.knee.2018.04.005.

10. Tan SH, Lau BP, Khin LW, Lingaraj K. The importance of patient sex in the outcomes of anterior cruciate ligament reconstructions: A systematic review and meta-analysis. The American Journal of Sports Medicine. 2016;44(1):242–254. DOI: https://doi.org/10.1177/0363546515573008.

11. Hirtler L, Kainberger F, Röhrich S. The intercondylar fossa — A narrative review. Clinical Anatomy. 2022;35(1):2–14. DOI: https://doi.org/10.1002/ca.23773.

12. Mahfouz M, Abdel Fatah EE, Bowers LS, Scuderi G. Three-dimensional morphology of the knee reveals ethnic differences. Clinical Orthopaedics and Related Research. 2012;470:172–185. DOI: https://doi.org/10.1007/s11999-011-2089-2.

13. Everhart JS, Chaudhari AM, Flanigan DC. Creation of a simple distal femur morphology classification system. Journal of Orthopaedic Research. 2016;34:924–931. DOI: https://doi.org/10.1002/jor.23102.

14. Gillespie RJ, Levine A, Fitzgerald SJ, Kolaczko J, DeMaio M, Marcus RE, et al. Gender differencesin the anatomy of the distal femur. The Journal of Bone & Joint Surgery British Volume. 2011;93:357–363. DOI: https://doi.org/10.1302/0301-620X.93B3.24708.

15. Hanna A, Hollnagel K, Whitmer K, John C, Johnson B, Godin J, et al. Reliability of magnetic resonance imaging prediction of anterior cruciate ligament autograſt size and comparison of radiologist and orthopaedic surgeon predictions. Orthopaedic Journal of Sports Medicine. 2019;7(12):2325967119889593. DOI: https://doi.org/10.1177/2325967119889593.

16. Camarda L, Grassedonio E, Albano D, Galia M, Midiri M, D’Arienzo M. MRI evaluation to predict tendon size for knee ligament reconstruction. Muscles, Ligaments and Tendons Journal. 2018;7(3):478–484. DOI: https://doi.org/10.11138/mltj/2017.7.3.478.

17. Li K, Cavaignac E, Xu W, Cheng Q, Telmon N, Huang W. Morphometric evaluation of the knee in Chinese population reveals sexual dimorphism and age-related differences. International Orthopaedics. 2018;42(10):2349–2356. DOI: https://doi.org/10.1007/s00264-018-3826-x.

18. Hasoon J, Al-Dadah O. Knee anatomic geometry accurately predicts risk of anterior cruciate ligament rupture. Acta Radiologica. 2023;64(5):1904–1911. DOI: https://doi.org/10.1177/02841851231152329.

19. Barnum MS, Boyd ED, Vacek P, Slauterbeck JR, Beynnon BD. Association of geometric characteristics of knee anatomy (alpha angle and intercondylar notch type) with noncontact ACL injury. The American Journal of Sports Medicine. 2021;49(10):2624–2630. DOI: https://doi.org/10.1177/03635465211023750.

20. Maijanen H, Junno JA, Keisu A, Niinimäki J, Lehenkari P, Oura P. Sex estimation from knee breadth dimensions in a Finnish population. Legal Medicine. 2021;51:101873. DOI: https://doi.org/10.1016/j.legalmed.2021.101873.

21. Gültekin MZ, Dinçel YM, Keskin Z, Arslan S, Yıldırım A. Morphometric risk factors effects on anterior cruciate ligament injury. Joint Diseases and Related Surgery. 2023;34(1):130–137. DOI: https://doi.org/10.52312/jdrs.2023.910.

22. Lansdown D, Ma CB. The influence of tibial and femoral bone morphology on knee kinematicsin the anterior cruciate ligament injured knee. Clinics in Sports Medicine. 2018;37(1):127–136. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csm.2017.07.012.

23. Shen L, Jin ZG, Dong QR, Li LB. Anatomical risk factors of anterior cruciate ligament injury. Chinese Medical Journal. 2018;131 (24):2960–2967. DOI: https://doi.org/10.4103/0366-6999.247207.

24. Dimitriou D, Wang Z, Zou D, Helmy N, Tsai TY. Do sex-specific differences exist in ACL attachment location? An MRI-based 3-dimensional topographic analysis. Orthopaedic Journal of Sports Medicine. 2020;8(11):2325967120964477. DOI: https://doi.org/10.1177/2325967120964477.

25. Hosseinzadeh S, Kiapour AM. Sex differencesin anatomic features linked to anterior cruciate ligament injuries during skeletal growth and maturation. The American Journal of Sports Medicine. 2020;48(9):2205–2212. DOI: https://doi.org/10.1177/0363546520931831.

26. Devana SK, Solorzano C, Nwachukwu B, Jones KJ. Disparities in ACL reconstruction: the Influence of gender and race on incidence, treatment, and outcomes. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine. 2022;15(1): 1–9. DOI: https://doi.org/10.1007/s12178–021–09736–1.