Academiejaar

Transcriptie

1 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar Studie van de glenohumerale relatie van de normale schouder ten opzichte van de rotator cuff sufficiënte artrotische schouder aan de hand van driedimensionale CT-scan reconstructie. Brecht DE CONINCK Matthijs JACXSENS Stig WALRAVENS Promotor: Prof. Dr. L. De Wilde Scriptie voorgedragen in de 2 de Master in het kader van de opleiding tot MASTER IN DE GENEESKUNDE

2

3 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar Studie van de glenohumerale relatie van de normale schouder ten opzichte van de rotator cuff sufficiënte artrotische schouder aan de hand van driedimensionale CT-scan reconstructie. Brecht DE CONINCK Matthijs JACXSENS Stig WALRAVENS Promotor: Prof. Dr. L. De Wilde Scriptie voorgedragen in de 2 de Master in het kader van de opleiding tot MASTER IN DE GENEESKUNDE

4 De auteur en de promotor geven de toelating dit afstudeerwerk voor consultatie beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit dit afstudeerwerk. Datum: De auteurs: De promotor: Brecht De Coninck Matthijs Jacxsens Stig Walravens Prof. Dr. L. De Wilde

5 VOORWOORD Allereerst zouden we graag een dankwoord betuigen aan Tom Verstraeten. Het ter beschikking stellen van zijn database en kennis van het programma Mimics betekende enorm veel voor ons. Tevens bedankt om altijd een helpende hand te bieden bij allerhande problemen. Een grote dank u wel aan de immer sympathieke Veerle De Rouck voor haar hulp bij het regelen van de afspraken en de aanvraagformulieren voor het Ethisch Comité. De Westvleteren heeft u alleszins nog te goed! Ook Professor Malcolm Forward verdient een vermelding omwille van zijn supersnelle interventies als de licentie van Mimics weer eens verlopen was. We bedanken Ellen De Schepper voor haar bijdrage aan de statistiek. Sophie François verdient een grote pluim voor haar hulp bij de lay-out en haar engelengeduld wanneer weer eens overuren werden geklopt. Uiteraard bedanken wij ook onze promotor Professor Dr. Lieven De Wilde. Het werkte enorm motiverend dat u continu, zelfs in het weekend, beschikbaar was voor onze vragen. U bracht ons bij hoe we wetenschappelijk moeten redeneren en te werk gaan. Wij bedanken ook elkaar nog. De vriendschap die is ontstaan heeft zeker deze Masterproef mee gekleurd. Mei 2011 Brecht Matthijs Stig

6 INHOUD ABSTRACT... 1 INLEIDING Actuele parameters en meetmethoden Glenoidaal Humeraal Glenohumeraal Glenohumerale osteoartrose (omartrose) Omartrose aan glenoidale zijde Omartrose aan humerale zijde Therapeutische mogelijkheden Doelstellingen en hypothesen Normale populatie Omartrosepopulatie... 9 METHODOLOGIE Normale studiesample Definiëring van punten, lijnen, vlakken en hoeken Ter hoogte van de humerus Ter hoogte van het glenoid Ter hoogte van het corpus scapulae Definiëring van het Cartesiaans assenstelsel Metingen Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as Statistiek Omartrose studiesample RESULTATEN... 28

7 1. Normale studiesample Verdeling van de parameters Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie Inter- en intrawaarnemersovereenkomst Descriptieve statistiek Vergelijking tussen de glenoidale vlakken a) Het gemiddelde van de parameters b) De variantie van de parameters De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as Inter- en intrawaarnemersovereenkomst Descriptieve statistiek a) De cirkel vlakken b) Correlaties c) Hoek tussen het inferieure cirkel en het antero-inferieure cirkel vlak Vergelijking tussen de verschillende cirkel vlakken a) Het gemiddelde van de parameters b) De variantie van de parameters DISCUSSIE Normale studiesample Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as Omartrose studiesample: toekomstig onderzoeksopzet Conclusie REFERENTIES Bijlage 1: Leeftijdsverdeling van de studiesamples Bijlage 2: Werkwijze 3D-reconstructie in Mimics bij CT-scans zonder contrast Bijlage 3: Werkwijze 3D-reconstructie in Mimics bij arthro-ct-scans Bijlage 4: Leeftijdsverdeling en verdeling van de bestudeerde parameters Bijlage 5: Goedkeuringsformulieren Commissie voor Medische Ethiek

8 ABSTRACT Inleiding. Rotator cuff sufficiënte omartrose wordt frequent geassocieerd met posterieure slijtage van het glenoid. Anatomische reconstructie door middel van schouder arthroplastie dient zeer nauwkeurig te gebeuren aangezien kleine veranderingen in angulatie van de glenoidale component het glenohumerale centrum van rotatie significant kunnen verplaatsen. Consensus omtrent de bepaling van het chirurgisch glenoidaal vlak waarop men zich baseert voor de glenoidale prothese ontbreekt echter. Het doel van de studie is te kijken of de bepaling van een glenoidaal vlak via 3D CT-scanbeelden een oplossing kan bieden voor het geschetste probleem. Er werd nagegaan op welke manier men idealiter het oorspronkelijke glenoidale vlak reconstrueert. Een eerste hypothese stelt dat in de normale populatie het beste chirurgische glenoidale vlak parameters heeft met een normale verdeling, de laagste variabiliteit en de hoogste inter- en intrawaarnemersovereenkomst. Om reconstructie van het oorspronkelijk glenoidaal vlak ook mogelijk te maken bij omartrose werd een nieuw vlak geïntroduceerd. Er wordt gesteld dat de parameters van dit vlak normaal verdeeld zijn en niet significant verschillen van het eerder gevonden beste chirurgische vlak. Aangezien de beste chirurgische vlakken geconstrueerd werden op basis van een glenoidale cirkel, stellen we als hypothese dat er een relatie bestaat tussen hun radius en de afstand van het centrum van de cirkel naar het meest mediale punt van de scapula. Deze correlatie wordt onderzocht in een poging het design van de schouderprothese te optimaliseren. Methodologie. Een bestaande studiesample van 152 normale schouders werd onderzocht door middel van 3D CT-scan reconstructie. Een eerste studieopzet vergeleek vier verschillende glenoidale vlakken die elk bepaald werden door drie chirurgisch bereikbare punten. Een inferieur en superieur Saller vlak werd gedefinieerd door respectievelijk het meest inferieure/superieure, anterieure en posterieure punt van het glenoid. Het glenoidaal centrum wordt bepaald door het virtuele snijpunt van de anteroposterieure en de superoposterieure glenoidale as. Het maximale cirkel vlak werd gevormd door de best passende cirkel op basis van het meest superieure punt en een anterieur en posterieur punt op het onderste derde van de glenoidale rim. Een inferieure cirkel vlak werd gevormd door de best passende cirkel door het meest inferieure en een anterieur en posterieur punt op de glenoidale rim. Het glenoidaal centrum van beide cirkel vlakken wordt bepaald door het middelpunt van de respectievelijke cirkels. In het caput humeri werd een best passende bol geconstrueerd op basis van het articulatieoppervlak ter bepaling van het centrum van rotatie. Een Cartesiaans coördinatenstelsel dat specifiek is voor ieder glenoidaal vlak werd opgesteld. Aan de hand van deze gestandaardiseerde nieuwe meetmethode werd de glenohumerale relatie nagegaan. De hoek van elk glenoidaal vlak met het coronaal scapulair vlak werd bepaald. In een tweede studieopzet werd het antero-inferieure cirkel vlak gecreëerd door een cirkel, gevormd op basis van drie punten op de antero-inferieure rim. Hierin werd analoog een Cartesiaans assenstelsel opgesteld. Voorbouwend op de eerste studieopzet werden het inferieure cirkel en maximale cirkel 1

9 vlak als meest geschikte chirurgische vlakken weerhouden. De drie cirkel vlakken werden vergeleken volgens hun oriëntatie ten opzichte van de spina scapulae as (SSA). Er werd een correlatie gezocht tussen voorgenoemde as en de straal van de cirkel. Daarenboven werd een studiesample van 114 rotator cuff sufficiënte artrotische schouders opgesteld voor toekomstig onderzoek. Resultaten. In de eerste studieopzet zijn de parameters voor de vier vlakken normaal verdeeld. Ze vormen een gelijkaardige hoek met het coronaal scapulair vlak (gemiddelden: superieur Saller: ± 4.61, inferieur Saller: ± 4.84, maximale cirkel : ± 4.77, inferieure cirkel : ± 3.46). Het centrum van rotatie kent een gelijkaardige positie ten opzichte van het maximale cirkel en inferieure cirkel vlak (X=91.71 /X=91.66 p = en Y=90.83 /Y=91.7 p = 0.054) terwijl de positie ten opzichte van beide cirkel vlakken wel significant verschillend is van die ten opzichte van de Saller vlakken (p < 0.001). De twee cirkel vlakken scoorden beter qua inter- en intrawaarnemersovereenkomst bij de meting ten opzichte van het coronaal scapulair vlak en voor de hoek die het centrum van rotatie maakt met de X-as. Het inferieure cirkel vlak had een veel betere interwaarnemersovereenkomst dan het maximale cirkel vlak voor de hoek met de Y-as. In de tweede studieopzet wordt een normale verdeling gezien voor de parameters van de drie cirkel vlakken. Voor het maximale cirkel, inferieure cirkel en antero-inferieure cirkel vlak zijn de hoeken tussen de SSA en de X-as respectievelijk 94.46, en en tussen SSA en de Y-as respectievelijk 95.22, en Het antero-inferieure cirkel vlak heeft voor alle metingen een goede tot excellente inter- en intrawaarnemersovereenkomst terwijl het inferieure cirkel en maximale cirkel vlak altijd een excellente score hebben. De gemiddelde hoek tussen het inferieure cirkel vlak en het antero-inferieure cirkel vlak bedraagt 2.1 (95% BI: [1,82, 2.32 ]). De Pearsoncorrelatiecoëfficiënt tussen de radius van de cirkel en de SSA-lengte is r = voor het maximale cirkel, r = voor de inferieure cirkel en r = voor de antero-inferieure cirkel. Discussie. Deze studie toont dat de kennis van de glenohumerale relatie in een specifiek coördinatensysteem de mogelijkheid biedt om op een gekwantificeerde driedimensionale manier verschillende aandoeningen met betrekking tot decentrage van het caput humeri ten opzichte van het glenoid te bestuderen. Het centrum van het chirurgisch te reconstrueren glenoidaal vlak wordt bij voorkeur bepaald door het middelpunt van een best passende cirkel geconstrueerd door drie punten op de glenoidale rim. Daarnaast zijn er argumenten om het inferieure cirkel vlak te verkiezen als chirurgische referentie omwille van de normale verdeling en laagste variabiliteit van zijn parameters en globaal beste inter- en intrawaarnemersovereenkomst. Aan de hand van drie punten op de anteroinferieure glenoidale rim kan het inferieure cirkel vlak met een accuraatheid van 2.1 gereconstrueerd worden. De sterke correlatie tussen de radius van beide cirkel vlakken en hun SSAlengte opent perspectieven voor een nieuw soort schouderprothese in de behandeling van omartrose die op basis van de SSA-lengte de radius van de glenoidale component zou kunnen bepalen. 2

10 INLEIDING Rotator cuff sufficiënte osteoartrose van het glenohumerale gewricht (omartrose) wordt in ± 41% van de gevallen geassocieerd met posterieure slijtage van het glenoid (1-4). Indien de chirurg er niet in slaagt dit botverlies adequaat te corrigeren aan de hand van schouder arthroplastie, komt de duurzaamheid van de prothese in het gedrang (5-10). Daarom is het belangrijk een anatomische reconstructie van de normale glenohumerale relatie te verkrijgen. De chirurg moet streven naar een zo perfect mogelijke anatomische positie en oriëntatie van de humerale en glenoidale component van de schouderprothese (10-14). Hiervoor gebruikt de orthopedist parameters die tot voor kort tweedimensionaal waren maar nu meer en meer driedimensionaal worden (11, 14-19). In deze inleiding worden eerst de huidige twee- en driedimensionale parameters van het glenoid, de humerus en de glenohumerale relatie besproken. Vervolgens wordt nagegaan wat de effecten van osteoartrose zijn op deze parameters. Ten slotte worden de therapeutische mogelijkheden bij glenohumerale osteoartrose overlopen. 1. Actuele parameters en meetmethoden 1.1 Glenoidaal De meest frequent gehanteerde methode om de glenoidale oriëntatie te beschrijven maakt gebruik van de glenoidale versie en inclinatie. Hierbij wordt de hoek gemeten tussen het glenoidale vlak met respectievelijk het coronale vlak en het transversale vlak. Dit zijn de klassieke tweedimensionale metingen die gekenmerkt worden door een grote spreiding. De gemiddelde normale retroversie bedraagt 1 tot 4 graden met een spreiding van 14 graden retroversie tot 12 graden anteversie (11, 20-24). De gemiddelde normale inclinatie is licht naar boven gericht en bedraagt 4 à 5 graden met een spreiding van -8 tot 16 (1, 20, 23, 25, 26). Dit is deels te verklaren doordat de tweedimensionale snedes van een computed tomography (CT) scan onderhevig zijn aan de positionering van de scapula in het apparaat. De oriëntatie van de scapula bepaalt namelijk de snederichting van de CT-beelden (27, 28). Daarnaast varieert de tweedimensionale versie ook naargelang de hoogte waarop men de hoeken meet. Het verschil met de gemiddelde versie kan zo oplopen tot 9,5 graden (29). Een driedimensionale CT-scan reconstructie is daarentegen niet onderhevig aan positionele meetfouten wanneer deze metingen beperkt blijven tot één bot. Men suggereert aldus dat driedimensionale CT-scan reconstructie de optimale methode is om het glenoidale vlak te bepalen (11, 14-19, 30, 31). Wanneer men echter de glenohumerale relatie bestudeert, is er meer dan één bot betrokken. De positie van het schoudergewricht in de ruimte beïnvloedt dan de verhouding tussen de scapula en de humerus in zowel de tweedimensionale als de driedimensionale beelden (25). De Wilde et al. standaardiseerde de 3

11 schouderpositie gedurende het CT-scan onderzoek zodanig dat een uniform ruimtelijk referentiesysteem gecreëerd wordt en de scapulohumerale variabiliteit vermindert (25). Ondanks deze nieuwe inzichten is er nog geen consensus over welke chirurgische referentiepunten men best gebruikt om het natieve glenoidale vlak te reconstrueren bij de plaatsing van een schouderprothese (11, 32). Hoewel men op driedimensionale wijze de scapula optimaal kan visualiseren, is men nog steeds op zoek naar de meeste geschikte bepaling van dit glenoidale vlak. Verschillende suggesties werden reeds geformuleerd. Bij orthopedische protheseplaatsing wordt tot op heden nog steeds gebruik gemaakt van de methode volgens Saller (33) waarbij het centrum van het vlak wordt bepaald door het snijpunt van de grootste anteroposterieure en superoinferieure diameter. Hierbij bekomt men een virtueel snijpunt (d.i. een kruispunt), vermits deze twee lijnen niet in hetzelfde vlak liggen. Aangezien een vlak gedefinieerd wordt door drie punten, kan men echter geen vlak construeren dat door alle vier deze punten (meest anterieure, posterieure, superieure en inferieure punt) gaat. De Wilde et al. vergeleek deze verschillende vlakken en kwam tot het besluit dat het inferieure glenoidale vlak, gevormd op basis van de anteroposterieure diameter en het meest inferieure punt, de minste variabiliteit vertoont betreffende de retroversie (32). De inferieure zijde van het glenoid blijkt bovendien de vorm van een halve cirkel aan te nemen (34-36), waarbij het centrum van de cirkel minder variabiliteit vertoont dan het middelpunt volgens de Sallers methode (35). Deze twee vaststellingen doen vermoeden dat het vlak, bepaald door het construeren van een cirkel op basis van het inferieure glenoid, een lage variabiliteit vertoont. Ganapathi et al. definieerde een ander glenoidaal vlak op basis van de superieure pool van het glenoid en twee punten, één anterieur en één posterieur, op het onderste derde van de rim van het glenoid. De retroversie van dit vlak toonde geen significant verschil met tweedimensionale metingen. Het centrum van dit glenoidaal vlak wordt niet gedefinieerd volgens een bepaalde methode (11). Een andere benadering voor het bepalen van de glenoidale oriëntatie is de berekening van een best passende bol op de glenoidale concaviteit en het bepalen van zijn oriëntatie ten opzichte van de scapula. Voor de meeste patiënten werden hoeken bekomen die minder dan 4 verschillen van de tweedimensionale versiemetingen (37, 38). 1.2 Humeraal Hoewel de supero-inferieure curvatuur van het caput humeri minder uitgesproken is dan de anteroposterieure curvatuur (39, 40), beschouwt men het caput humeri over het algemeen als een bol met een bepaalde straal en centrum (41, 42). Veeger et al. toonde bovendien aan dat het geometrische centrum van deze bol ook het biomechanische centrum is en bevestigt daarmee het concept dat het caput humeri kan benaderd worden als een bol. De gemiddelde straal bedraagt 22 tot 23mm met een spreiding tussen 17 en 32mm (39, 40, 43-46). Boileau et al. onderzocht de proximale humerus in een normale populatie en ontdekte een sterke lineaire correlatie tussen de diameter van het collum anatomicum en de dikte van het articulatieoppervlak (d.i. de grootste afstand loodrecht gemeten vanaf 4

12 het vlak lopend door de articulaire rand tot het articulatieoppervlak) (40, 44). Deze correlatie werd echter nog niet nagegaan in een driedimensionale studie. 1.3 Glenohumeraal De glenohumerale relatie vormt een belangrijk onderdeel van de studie van normale en artrotische schouders. Correctie van de oorspronkelijke biomechanica waarbij het caput humeri gecentreerd wordt in de cavitas glenoidalis vormt het uitgangspunt voor hedendaagse arthroplastie. Men streeft aldus naar een optimale verdeling van de krachten en een herstel van de schouderfunctie (12, 13, 47). Kleine veranderingen in de versie van het glenoid kunnen een verplaatsing van de humeruskop naar anterieur of posterieur veroorzaken. De reactiekrachten zijn hierdoor verhoogd in het horizontale vlak (6, 16). Voor elke bijkomende graad retroversie is er een posterieure translatie van het caput humeri van 0.5 tot 1mm (6). Het grote nadeel van de hierboven besproken methoden voor reconstructie van het glenoidaal vlak is dat ze geen rekening houden met de glenohumerale relatie. Dit is nochtans noodzakelijk omdat een glenoidaal vlak waarop excentrische krachten inwerken meer kans heeft op degeneratieve pathologie (6, 48, 49) of vroegtijdige loslating van de schouderprothese (50). Tot nu toe is dergelijke excentriciteit voornamelijk gemeten in het transversale vlak van het lichaam voor rotator cuff sufficiënte omartrose (3) en in het coronale vlak voor rotator cuff scheur artropathie (51). Hoewel beide methoden de mogelijkheid bieden om de mate van excentrische belasting te kwantificeren, zijn ze onderhevig aan positionele fouten (27) die de positie van het centrum van rotatie van het schoudergewricht significant kunnen beïnvloeden (6). 2. Glenohumerale osteoartrose (omartrose) 2.1 Omartrose aan glenoidale zijde Omartrose of osteoartrose van het schoudergewricht wordt gekenmerkt door verschillende radiologische veranderingen. De voornaamste zijn: gewrichtsspleetvernauwing, marginale osteofyten (zowel ter hoogte van het glenoid als de humerus), subchondrale cysten, erosies en sclerose (21). Walch et al. ontwierp een algemeen aanvaarde tweedimensionale classificatie van het artrotische glenoid op basis van axiale CT-beelden (figuur 1). 5

13 Figuur 1: Tweedimensionale classificatie van het artrotische glenoid op basis van axiale CT-beelden. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen type A 1, A 2, B 1, B 2 en C (3). Er wordt een onderscheid gemaakt tussen type A 1, A 2, B 1, B 2 en C. Bij type A is het caput humeri gecentreerd in de fossa glenoidalis. De onderverdeling in A 1 en A 2 duidt op respectievelijk mineure of majeure centrale glenoidale erosies. Type B wordt gekenmerkt door een subluxatie van meer dan 5 procent van de diameter van de humeruskop naar anterieur of posterieur. B 1 heeft gewrichtsspleetvernauwing met sclerose en osteofyten terwijl B 2 een biconcaaf glenoid heeft ten gevolge van posterieure erosies. Type C wordt gekenmerkt door een glenoidale retroversie van meer dan 25 en men vermoedt dat dit ten gevolge van congenitale dysplasie is (3). Hoewel Walch et al. een goede inter- en intrawaarnemersovereenkomst kon voorleggen, toonde een recente herhaling slechts een redelijke betrouwbaarheid. Vooral het onderscheid tussen de graad van subluxatie bij A1 en B1 glenoiden blijkt moeilijk (52). De spreiding voor de drie types is zeer groot: 3 anteversie tot 48 retroversie (16, 21, 53). Deze waarneming blijkt vooral het gevolg te zijn van een postero-inferieure slijtage (1, 3, 4). Dit geldt echter niet voor alle artrotische schouders aangezien 59% van de patiënten eerder centrale slijtage vertoont (1, 3, 30, 53). De retroversie van het glenoid en de posterieure verplaatsing van de humerus in type B en C omartrose zijn twee factoren die elkaar in stand houden. Enerzijds zal een grotere retroversie het afglijden van de humeruskop naar posterieur bevorderen (3, 48). Anderzijds zal een verplaatsing van de humerus een grotere druk geven op het posterieure glenoid wat de erosie van dit deel versterkt (3). Couteau et al. toonde aan dat er een correlatie bestaat tussen de graad van retroversie en de botdensiteit van het posterieure glenoid, wat zou wijzen op een toegenomen lokale druk (16, 49). Sommige studies suggereren dat een verdikking van het anterieure ligamentaire kapsel of een contractuur van de musculus subscapularis, de humeruskop bijkomend naar posterieur kan verplaatsen (1, 49). Scalise et al. beschreef een methode om op basis van de contralaterale schouder, indien deze vrij is van enige pathologie, de oorspronkelijke versie te bepalen. Men kon uit het osteoartrotische glenoid de 6

14 versie van het glenoid van de contralaterale niet-pathologische schouder schatten met een gemiddeld verschil van 2,1 (30, 31, 54). 2.2 Omartrose aan humerale zijde Omartrose tast naast het glenoid ook het caput humeri aan. Er wordt een verdunning van het articulaire kraakbeen vastgesteld en dit voornamelijk aan het contactoppervlak met het glenoid bij humerale abductie tussen 60 en 100. Dit gebied is het meest sclerotisch en vertoont frequent subarticulaire cysten aangezien zich op deze plaats de hoogste reactionele gewrichtskrachten bevinden. Het articulatieoppervlak van het caput humeri vlakt af en deze nieuwe geometrie zorgt voor nog hogere gewrichtsdrukken. Osteofyten omringen het contactoppervlak en vergroten daardoor de diameter van het caput. De grootste osteofyten komen voor aan de inferieure rand. Door deze osteofyten wordt de beweeglijkheid belemmerd (55, 56). Er gebeurde vooralsnog geen enkele studie, zeker geen driedimensionale, die de morfologie van het artroseproces aan humerale zijde bestudeert. 3. Therapeutische mogelijkheden Anatomische reconstructie van het glenohumerale gewricht kan gebeuren via een totale schouder arthroplastie of via een hemiarthroplastie. De totale arthroplastie scoort beter op subjectieve parameters zoals pijn. Het verschil in uitkomst tussen beide wordt duidelijker naarmate de posterieure erosie en humerale translatie toeneemt, zoals het geval is voor de Walch classificatie type B (57, 58). In welke mate de versie precies gecorrigeerd moet worden bij glenoidale reconstructie staat nog ter discussie. Enerzijds komt een lichte retroversie meestal beter overeen met de oorspronkelijke anatomische situatie, maar anderzijds leidt een neutrale versie tot de beste centrage van de humeruskop. Men corrigeert meestal als de retroversie meer dan 10 bedraagt. (5-8, 48, 59). Wanneer de glenoidale component van de schouderprothese hetzij een overdreven versie hetzij een afwijkende inclinatie vertoont, zullen er eerder excentrische krachten inwerken op het glenoid in plaats van concentrische. Hierdoor zal het glenohumerale drukpunt verplaatsen met bijkomende stress op de cementmantel van de prothese (5-8). Een verandering van de humerale versie gaf daarentegen geen wijziging van de krachten op het glenoid (6). Bij aanwezigheid van een posterieur geërodeerd glenoid zijn er meerdere opties voor glenoidale reconstructie. Men kan de glenoidale component in retroversie plaatsen door enerzijds de posterieure rand van de prothese te verhogen of anderzijds posterieur het deficit op te vullen met cement. De voordelen van deze technieken bleken echter beperkt (60). Het gebruik van een botent is een vrij moeilijke techniek die niet altijd een goed resultaat geeft. De indicaties beperken zich tot gevallen van ernstig botverlies (48, 61). Een andere optie is het excentrisch verlagen van de anterieure rand. Dit 7

15 vermindert echter de reeds beperkte botreserve en kan in sommige gevallen een penetratie van de achterwand bewerkstelligen. Deze problemen worden vanzelfsprekend meer uitgesproken wanneer er reeds een ernstige retroversie aanwezig is (2, 62, 63). Ondanks de grote spreiding voor de humerale versie en inclinatie, draagt de kennis van deze tweedimensionale parameters in belangrijke mate bij tot de optimale reconstructie van de humerale component van de anatomische schouderprothese. Het is nu de gouden standaard om het vlak van het collum anatomicum te gebruiken wat een combinatie is van de humerale versie en inclinatie (64). Dit resulteert in een meer precieze reconstructie van het individuele centrum van rotatie van het gewricht (44). 4. Doelstellingen en hypothesen 4.1 Normale populatie In het eerste deel van de studie werd een nieuwe methode ontwikkeld in een poging de driedimensionale glenohumerale relatie te beschrijven. Er werd nagegaan wat de ideale methode is om het natieve glenoidale vlak te reconstrueren en hoe dit vlak zich verhoudt ten opzichte van de humerus. Een coördinaten referentiesysteem werd hiervoor opgesteld voor vier verschillend gedefinieerde vlakken van het normale glenoid. Deze vlakken werden telkens bepaald op basis van drie eenvoudig bereikbare chirurgische referentiepunten op het bot. Hiervoor wordt in een studiesample van normale schouders de normaalverdeling en reproduceerbaarheid van verschillende parameters nagegaan. Dit is nuttig ter bepaling van normale referentiewaarden die actueel nog niet gekend zijn. De hypothese stelt dat de parameters van het beste chirurgische glenoidale vlak een normale verdeling hebben met de laagste variabiliteit en de hoogste inter- en intrawaarnemersovereenkomst. In het tweede deel van de studie werden, voortbouwend op de voorgaande hypothese de meest geschikte glenoidale vlakken behouden. Deze vlakken maken echter gebruik van punten die op geërodeerd bot gelokaliseerd zijn. Uitgaande van de waarneming dat botverlies bij omartrose vooral het gevolg blijkt te zijn van een postero-inferieure slijtage, is het mogelijk dat deze vlakken niet te reconstrueren zijn op een artrotisch glenoid (1, 3, 31). Dergelijk botverlies zou wel kunnen betekenen dat de anterieure rand van het glenoid bruikbaar is als leidraad voor de lokalisatie van de anatomische gewrichtsrand. Daarom werd een nieuw vlak geïntroduceerd dat geconstrueerd wordt op basis van drie punten op de antero-inferieure rand. Een eerste hypothese hield in dat de drie cirkel vlakken een normale verdeling hebben voor alle bestudeerde parameters. Ten tweede werd gesteld dat het anteroinferieure cirkel vlak niet significant verschilt van de beste chirurgische vlakken uit het eerste deel van de studie. Ten slotte stelden we als hypothese dat er een relatie bestaat tussen de straal van de cirkel met de afstand van het centrum van de cirkel naar het meest mediale punt van de scapula. Deze correlatie werd onderzocht in een poging het design van de huidige schouderprothese te optimaliseren. 8

16 4.2 Omartrosepopulatie Het is de bedoeling een grote database aan te leggen van 3D-gereconstrueerde omartrose schouders. Deze moet een grote bron van informatie vormen die van enorme waarde kan zijn voor verder onderzoek. METHODOLOGIE 1. Normale studiesample Een studiesample van gezonde schouders werd bestudeerd door middel van computed tomography (CT) beelden. De studiegroep werd in beeld gebracht via een gestandaardiseerde methode waarbij de patiënt in decubitus dorsalis wordt gepositioneerd in het CT-toestel. Een thoracobrachiale orthese wordt aangewend om de schouders te adducteren in het coronale vlak en de ellebogen te flecteren in het sagittale vlak (figuur 2) (25). Het glenohumerale gewricht wordt gescand met een maximaal interval van 1.5mm. Figuur 2: Positionering van de patiënt in de tunnel van het CT-toestel: decubitus dorsalis met de schouders geadducteerd in het coronale vlak en de ellebogen geflecteerd in het sagittale vlak (65). De normale populatie bestaat uit een studiesample van 152 niet pathologische schouders. Deze patiënten, 72 vrouwen en 80 mannen, zijn tussen 18 en 80 jaar oud (gemiddeld 41,75) en ondergingen een arthro-ct-scan van de contralaterale pathologische schouder (bijlage 1: figuur 1). Pathologie voor deze schouder omvatte instabiliteit (30 patiënten), acromioclaviculaire artrose (33 patiënten), rotator cuff scheur (35 patiënten, waarbij 5 partiële en 30 volledige scheuren), calcifiërende tendinitis (12 patiënten), frozen shoulder (8 patiënten), subacromiaal impingement (17 patiënten), tendinitis van het caput longum van de musculus biceps brachii (12 patiënten) en fracturen van de proximale humerus (5 patiënten). Door de beperkingen van de CT-beeldvormingstechniek worden de niet-pathologische 9

17 schouders tijdens dit onderzoek automatisch meegescand. Aldus konden de beelden van de normale schouder gebruikt worden zonder dat deze patiënten aan extra röntgenstralen werden blootgesteld. Elke mogelijke pathologie van de te bestuderen schouder werd uitgesloten door grondige anamnese en klinisch onderzoek. Bovendien werden de CT-scans van deze schouders door Professor Dr. L. De Wilde gecontroleerd op beenderige letsels (cysten, zichtbare afwijkingen van scapula, clavicula en humerus of sternoclaviculair, acromioclaviculair en glenohumeraal gewricht) en weke delen letsels (vettige degeneratie van rotator cuff spieren of musculus deltoideus). Bij aanwezigheid van één van dergelijke letsels werd de patiënt niet geïncludeerd (32, 65). De CT-beelden werden gemaakt met volgend type scanner: Somatom Volume Zoom Siemens (Siemens Business Park, Marie Curiesquare 30; 1070 Brussel) en volgende instellingen: matrix: 512/ kv:140/ eff. mas: 350. De scan field of view (SFOV) was altijd 500. De field of view (FOV) werd individueel aangepast voor elke patiënt: maximaal 500 voor beide schouders en minimaal 150 voor één schouder. De CT-beelden werden geïmporteerd in het medische computerprogramma Mimics (Mimics 14.0 for Intel X86 Platform V Materialise n.v., Haasrode Belgium) (bijlage 2: figuur 1). Vervolgens werd via een semigeautomatiseerd proces een driedimensionaal model van de scapula en humerus gecreëerd (15, 38). Dit proces houdt in dat men via de functie tresholding alle pixels kan selecteren die zich binnen het botvenster bevinden, dit is het interval tussen 226 en 2198 Hounsfieldunits (bijlage 2: figuur 2). Bij normale schouders kan men door de brede gewrichtsspleet meestal humerus en scapula reeds van elkaar scheiden door de functie region growing. Deze functie houdt in dat alle beenderige pixels die rechtstreeks met elkaar in contact staan, worden geselecteerd (bijlage 2: figuur 3). Eens scapula en humerus door het programma als één bot herkend worden, kan men een automatische 3D-reconstructie doorvoeren van de geselecteerde pixels (bijlage 2: figuur 6 en 7). Achteraf kan elk bot apart of in relatie met de omgevende beenderen in elke richting of vergroting bekeken en geroteerd worden. Dit maakt een accurate positionering van beenderige referentiepunten en het uitvoeren van metingen mogelijk. 1.1 Definiëring van punten, lijnen, vlakken en hoeken Ter hoogte van de humerus Bij de normale schouders werd ter hoogte van het caput humeri een best passende bol geconstrueerd. Met best passend wordt bedoeld dat het oppervlak van de bol en het articulatieoppervlak van het caput humeri overlappen (42). Dit wordt verwezenlijkt door vier punten te plaatsen. Drie punten (H1, H2 en H3) worden op het collum anatomicum gepositioneerd waarbij de onderlinge afstand zo groot mogelijk wordt gehouden. Het laatste punt (H4) wordt centraal op het articulaire oppervlak van de 10

18 humerus geplaatst. Het middelpunt van de bol wordt gedefinieerd als het centrum van rotatie (CR) (figuur 3). Figuur 3: Een best passende bol (blauw) wordt geconstrueerd in het caput humeri op basis van vier punten: 3 punten op het collum anatomicum (H1, H2, H3) en 1 punt op het articulair oppervlak (H4). Het centrum van deze bol wordt gedefinieerd als centrum van rotatie (CR) Ter hoogte van het glenoid Vijf verschillende vlakken werden gedefinieerd. Twee vlakken worden bepaald op basis van drie gedefinieerde punten en drie vlakken op basis van een cirkel. Superieur en inferieur Saller vlak Beide vlakken beschouwen het punt K als het centrum van het glenoid. Dit punt is het virtuele snijpunt tussen de anteroposterieure en de superoposterieure glenoidale as (33). De anteroposterieure as wordt gevormd door de lijn tussen het meest anterieure (A) en posterieure punt (P) van het glenoid. De superoinferieure as wordt gevormd door de lijn tussen het meest superieure (S) en inferieure punt (I) van het glenoid. K is dus met andere woorden het kruispunt tussen A-P en S-I en ligt op het lijnstuk A- P maar niet op het lijnstuk S-I, vermits beide lijnen niet in hetzelfde vlak liggen (figuur 4) 11

19 Figuur 4: Er worden twee lijnen gevormd. Eén tussen het meest superieure (S) en inferieure punt (I) op het glenoid (d.i. de craniocaudale axis) en één tussen het meest anterieure (A) en posterieure punt (P) op het glenoid (d.i. de anteroposterieure axis). Het virtuele snijpunt van beide assen wordt gedefinieerd als het punt K. Met de voorgaande gedefinieerde punten worden twee vlakken gevormd: het superieur Saller vlak op basis van de punten A, P en S (figuur 5a) en het inferieur Saller vlak op basis van de punten A, P en I (figuur 5b) Figuur 5a: Het superieur Saller vlak (geel) wordt gevormd door het meest anterieure (A), posterieure (P) en superieure punt (S) op het glenoid. Het centrum van het glenoid voor dit vlak is gesitueerd ter hoogte van het virtueel snijpunt K. Figuur 5b: Het inferieur Saller vlak (oranje) wordt gevormd door het meest anterieure (A), posterieure (P) en inferieure punt (I) op het glenoid. Het centrum van het glenoid voor dit vlak is gesitueerd ter hoogte van het virtueel snijpunt K. 12

20 Maximale cirkel vlak Het vlak wordt gedefinieerd door een best passende cirkel, geconstrueerd op basis van drie punten: het meest superieure punt (S) van het glenoid en twee punten op het onderste derde waarbij één anterieur (CMa) en één posterieur (CMp) is gesitueerd (11). Het centrum van deze cirkel (CMc) vormt het centrum van het glenoidale vlak (figuur 6). Figuur 6: Maximale cirkel vlak (rood). Een best passende cirkel wordt gevormd op basis van drie punten: het meest superieure punt (S) op het glenoid en twee punten op het onderste derde van de glenoidale rim, één anterieur (CMa) en één posterieur (CMp). Het centrum van de maximale cirkel wordt gedefinieerd als centrum van het glenoidale vlak (CMc). Inferieure cirkel vlak Het vlak wordt gedefinieerd door een best passende cirkel, geconstrueerd op basis van drie punten: het meest inferieure punt (I), een anterieur (CIa) en een posterieur punt (CIp) op de inferieure rim van het glenoid (34, 35). Best passend betekent dat de cirkel duidelijk de inferieure rim volgt en dat de vrije ruimte tussen de cirkel en de inferieure rim minimaal wordt gehouden. Het centrum van deze cirkel (CIc) vormt het centrum van het glenoidale vlak (figuur 7) 13

21 Figuur 7: Inferieure cirkel vlak (groen). Een best passende cirkel wordt gevormd op basis van drie punten: het meest inferieure (I) punt op het glenoid en twee punten op de inferieure glenoidale rim, één anterieur (CIa) en één posterieur (CIp). Het centrum van de inferieure cirkel wordt gedefinieerd als centrum van het glenoid (CIc). Antero-inferieure cirkel vlak Het vlak wordt gedefinieerd door een best passende cirkel, geconstrueerd op basis van drie punten (Ca 1, Ca 2, Ca 3 ) op de anterieure zijde van de inferieure rim van het glenoid. Best passend betekent dat de cirkel duidelijk de antero-inferieure rim volgt en dat de vrije ruimte tussen de cirkel en dit deel van de rim minimaal wordt gehouden. Het centrum van deze cirkel (CAc) wordt beschouwd als het centrum van het glenoidale vlak (figuur 8). 14

22 Figuur 8: Antero-inferieure cirkel vlak (blauw). Een best passende cirkel wordt gevormd op basis van drie punten op de antero-inferieure rim van het glenoid: Ca 1, Ca 2 en Ca 3. Het centrum van de antero-inferieure cirkel wordt gedefinieerd als centrum van het glenoidale vlak (CAc) Ter hoogte van het corpus scapulae Mediaal scapulair punt (Smed) Dit is het meest mediale punt van de scapula. Inferieur scapulair punt (Sinf) Dit is het meest inferieure punt van de scapula. Soms werd de scapula niet tot aan de angulus inferior gescand om de stralingsbelasting voor de patiënt te beperken. In dat geval werd gekozen om Sinf op het meest inferieure punt langs de mediale rand van de scapula te positioneren. Coronaal scapulair vlak Dit vlak wordt gevormd op basis van Smed, Sinf en het centrum van elk voorgenoemd glenoidaal vlak (K, CMc, CIc, CAc) (figuur 9a, b, c, d, e) 15

23 Figuur 9a: Profielaanzicht (links) en driekwartopname (rechts) van de scapula met het superieur Saller vlak (geel; gevormd door de punten S, P, A) en het coronaal scapulair vlak (blauw; gevormd door de punten Smed, Sinf en K). Figuur 9b: Profielaanzicht (links) en driekwartopname (rechts) van de scapula met het inferieur Saller vlak (oranje; gevormd door de punten I, P, A) en het coronaal scapulair vlak (blauw; gevormd door de punten Smed, Sinf en K). 16

24 Figuur 9c: Profielaanzicht (links) en driekwartopname (rechts) van de scapula met het maximale cirkel vlak (rood; gevormd door de punten S, CMa en CMp) en het coronaal scapulair vlak (blauw; gevormd door de punten Smed, Sinf en CMc). Figuur 9d: Profielaanzicht (links) en driekwartopname (rechts) van de scapula met het inferieure cirkel vlak (groen; gevormd door de punten I, CIa en CIp) en het coronaal scapulair vlak (blauw; gevormd door de punten Smed, Sinf en CIc). 17

25 Figuur 9e: Profielaanzicht (links) en driekwartopname (rechts) van de scapula met het anteroinferieure cirkel vlak (lichtblauw; gevormd door de punten Ca 1, Ca 2 en Ca 3 ) en het coronaal scapulair vlak (donkerblauw; gevormd door de punten Smed, Sinf en CAc). Spina scapulae as (SSA) De lijn gevormd tussen het meest mediale punt van de scapula (Smed) en het centrum van het glenoid, specifiek voor elk cirkel vlak (CMc, CIc, CAc) (figuur 10a, b, c). Radius De straal van de maximale, inferieure en antero-inferieure cirkel werd bepaald (figuur 10a, b, c). 18

26 Figuur 10a: De spina scapulae as (SSA; lijn tussen Smed en CMc) en de radius van de maximale cirkel. Figuur 10b: De spina scapulae as (SSA; lijn tussen Smed en CIc) en de radius van de inferieure cirkel. 19

27 Figuur 10c: De spina scapulae as (SSA; lijn tussen Smed en CAc) en de radius van de anteroinferieure cirkel. 1.2 Definiëring van het Cartesiaans assenstelsel Om de glenoidale vlakken te vergelijken, werd gebruik gemaakt van een gestandaardiseerde meetmethode. Hierbij wordt een Cartesiaans coördinatenstelsel opgesteld dat specifiek is voor ieder glenoidaal vlak. De oorsprong van het assenstelsel wordt gelijkgesteld aan het gedefinieerde glenoidale centrum (d.i. K voor het superieur en inferieur Saller vlak, CMc voor het maximale cirkel vlak, CIc voor het inferieure cirkel vlak en CAc voor het antero-inferieure cirkel vlak). De X- en Y-as bevinden zich in het respectievelijke glenoidale vlak. De verticale snijlijn van het coronaal scapulair vlak met het glenoidale vlak wordt gedefinieerd als de Y-as en loopt naar superieur. De horizontale snijlijn van het transversale vlak, dat loodrecht staat op zowel het coronaal scapulair vlak als de glenoidale vlakken, wordt bepaald als de X-as en loopt in anterieure richting. De as die loodrecht op zowel de X- als de Y-as staat, wordt gedefinieerd als de Z-as (figuur 11a, b, c, d, e). 20

28 Figuur 11a: Het coördinatenstelsel voor het superieur Saller vlak. De oorsprong bevindt zich ter hoogte van het punt K. De Y-as loopt volgens de verticale snijlijn van coronaal scapulair vlak met het superieur Saller vlak. De X-as staat loodrecht op de Y-as en loopt net als de Y-as binnen het superieur Saller vlak. De Z-as staat loodrecht op de X- en Y-as. Figuur 11b: Het coördinatenstelsel voor het inferieur Saller vlak. De oorsprong bevindt zich ter hoogte van het punt K. De Y-as loopt volgens de verticale snijlijn van coronaal scapulair vlak met het inferieur Saller vlak. De X-as staat loodrecht op de Y-as en loopt net als de Y-as binnen het inferieur Saller vlak. De Z-as staat loodrecht op de X- en Y-as. 21

29 Figuur 11c: Het coördinatenstelsel voor het maximale cirkel vlak. De oorsprong bevindt zich ter hoogte van het punt CMc. De Y-as loopt volgens de verticale snijlijn van coronaal scapulair vlak met het maximale cirkel vlak. De X-as staat loodrecht op de Y-as en loopt net als de Y-as binnen het maximale cirkel vlak. De Z-as staat loodrecht op de X- en Y-as. Figuur 11d: Het coördinatenstelsel voor het inferieure cirkel vlak. De oorsprong bevindt zich ter hoogte van het punt CIc. De Y-as loopt volgens de verticale snijlijn van coronaal scapulair vlak met het inferieure cirkel vlak. De X-as staat loodrecht op de Y-as en loopt net als de Y-as binnen het inferieure cirkel vlak. De Z-as staat loodrecht op de X- en Y-as. 22

30 Figuur 11e: Het coördinatenstelsel voor het antero-inferieure cirkel vlak. De oorsprong bevindt zich ter hoogte van het punt CAc. De Y-as loopt volgens de verticale snijlijn van coronaal scapulair vlak met het antero-inferieure cirkel vlak. De X-as staat loodrecht op de Y-as en loopt net als de Y-as binnen het antero-inferieure cirkel vlak. De Z-as staat loodrecht op de X- en Y-as. 1.3 Metingen Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie A. De hoek tussen het coronaal scapulair vlak en elk glenoidaal vlak. Dit komt overeen met de driedimensionale versie. Een negatieve waarde voor de hoek betekent retroversie van het glenoid terwijl een positieve waarde anteversie aanduidt. B. De hoek die het centrum van rotatie maakt met de X-as (CR - K - X-as inferieur Saller vlak, CR - K - X-as superieur Saller vlak, CR - CMc - X-as, CR - CIc - X-as) (figuur 12). 23

31 Figuur 12: Illustratie van meting B voor het inferieure cirkel vlak: de hoek die het centrum van rotatie (CR) maakt met de X-as (CR - CIc - X-as) C. Hoek die het centrum van rotatie maakt met de Y-as (CR - K - Y-as inferieur Saller vlak, CR - K - Y-as superieur Saller vlak, CR - CMc - Y-as, CR - CIc - Y-as) (figuur 13) Figuur 13: Illustratie van meting C voor het inferieure cirkel vlak: de hoek die het centrum van rotatie (CR) maakt met de Y-as (CR - CIc - Y-as). D. De radius van de bol doorheen het caput humeri. 24

32 1.3.2 De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as E. De hoek die het mediaal scapulair punt maakt met de X-as (Smed - CMc - X-as, Smed - CIc - X-as, Smed - CAc - X-as) (figuur 14) Figuur 14: Illustratie van meting E voor het inferieure cirkel vlak: de hoek die het mediaal scapulair punt maakt met de X-as (Smed - CIc - X-as). F. Hoek die het mediaal scapulair punt maakt met de Y-as (Smed - CMc - Y-as, Smed - CIc - Y- as, Smed - CAc - Y-as) (figuur 15). Figuur 15: Illustratie van meting F voor het inferieure cirkel vlak: de hoek die het mediaal scapulair punt maakt met de Y-as (Smed - CIc - Y-as). 25

33 G. De lengte van de spina scapulae as (SSA) (figuur 10a, b, c). H. De radius van de drie gedefinieerde cirkels: de maximale cirkel, inferieure cirkel en anteroinferieure cirkel (figuur 10a, b, c). I. De hoek tussen het inferieure cirkel vlak en het antero-inferieure cirkel vlak (absolute waarde). 1.4 Statistiek De mate van overeenkomst tussen de verschillende variabelen werd nagegaan via inter- en intrawaarnemersovereenkomst met behulp van intraclass correlation coefficients (ICC). Deze methode werd ontwikkeld om na te gaan of een overeenkomst al dan niet door toeval kan worden verklaard (66). Een ICC van 0 betekent een toevallige overeenkomst, ICC = 1 geeft een perfecte overeenkomst aan. Er wordt over het algemeen aanvaard dat een ICC < 0.4 slecht; ICC = redelijk; ICC = goed en ICC > 0.74 excellent is. Intraclass correlation coefficients (ICC) zijn gebaseerd op een two-way random effect. Hierbij gaat men ervan uit dat de waarnemers niet vast zijn, maar een toevallige steekproef zijn van alle mogelijke waarnemers. Bij het berekenen van de ICC werd een absolute agreement definition gebruikt waardoor een systematische fout streng werd aangerekend. Drie onafhankelijke onderzoekers voerden driemaal de metingen uit op 15 willekeurige schouders uit de normale studiesample. Eén onderzoeker deed dezelfde metingen twee keer. Bij de inter- en intrawaarnemersovereenkomst van de metingen met betrekking tot het centrum van rotatie werd steeds een nieuw CR bepaald. Dit werd niet gedaan voor de variabiliteitsmeting tussen de vlakken onderling zodat elk vlak vergeleken wordt met hetzelfde CR. De verschillende glenoidale vlakken werden statistisch met elkaar vergeleken. De gemiddelde waarden en varianties van de gemeten hoeken en afstanden van elk glenoidaal vlak werden onderworpen aan een one-way ANOVA test (ter vergelijking van gemiddelden) en een modified Levene test (ter vergelijking van varianties). Indien een statistisch significant verschil werd gevonden, werden de vlakken onderling met elkaar vergeleken via een gepaarde Student t-test (66). 26

34 P-waarden kleiner dan 0.05 werden als statistisch significant beschouwd. De verdeling van de parameters werd nagegaan aan de hand van histogrammen en Q-Q-plots vermits de hiervoor opgenoemde testen van elke parameter een normale verdeling eisen. Om na te gaan of er een correlatie bestaat tussen de SSA-lengte en de straal van elke cirkel, wordt de Pearson correlatie test gebruikt. De Pearson-correlatiecoëfficiënt (r) is een maat voor het lineair verband tussen twee continue variabelen. Een waarde van 1 betekent een perfect positieve correlatie, een coëfficiënt van -1 duidt een perfect negatieve correlatie aan. Beide variabelen zijn statistisch onafhankelijk wanneer men een waarde van 0 uitkomt (66). Voor de uitvoering van alle statistische analyses werd gebruik gemaakt van het softwareprogramma IBM SPSS statistics, versie 18 (SPSS Inc., Chicago, IL). 2. Omartrose studiesample Een studiesample van omartrose schouders werd op analoge wijze in beeld gebracht door middel van CT-beelden. De patiënten werden gepositioneerd in de CT-tunnel op de hierboven beschreven gestandaardiseerde methode (figuur 2). De populatie van rotator cuff sufficiënte omartrose omvat een studiesample van 114 schouders (35 mannelijke en 79 vrouwelijke) van patiënten tussen 45 en 82 jaar oud (gemiddeld 67) (bijlage 1: figuur 2). Deze patiënten kwamen in aanmerking voor een CT-scan onderzoek omwille van therapieresistente pijn en bewegingsbeperking in de schouder. Bij 37 schouders werd een arthro-ct uitgevoerd waardoor contraststof aanwezig is in de gewrichtsspleet. Bij 23 patiënten zijn beide schouders in de studiesample opgenomen. Deze schouders werden onderverdeeld volgens de tweedimensionale classificatie van G. Walch in A 1, A 2, B 1, B 2 en C (figuur 1) (3) en gecontroleerd door Professor Dr. L. De Wilde. Er worden 31 A 1, 10 A 2, 23 B 1, 43 B 2 en 7 C schouders onderscheiden. Rotator cuff insufficiënte omartrose werd buiten beschouwing gelaten aangezien de zwakte van deze spieren een verplaatsing van de humeruskop tot gevolg kan hebben (67) Analoog met de normale schouders werden de CT-beelden geïmporteerd in het medische computerprogramma Mimics (Mimics 14.0 for Intel X86 Platform V Materialise n.v., Haasrode Belgium) (bijlage 2: figuur 1) om vervolgens via dezelfde methode een 3Dbeeld van scapula en humerus te creëren. Men selecteert opnieuw alle pixels die zich binnen het botvenster bevinden (bijlage 2: figuur 2). Omartrose schouders zijn in tegenstelling tot normale schouders echter gekenmerkt door gewrichtsspleetvernauwing waardoor de geselecteerde pixels de glenohumerale gewrichtsspleet overbruggen. Als men hier de region growing functie gebruikt, 27

35 beschouwt het programma scapula en humerus ten onrechte als één bot. Aldus dienen humerus en scapula handmatig, snede per snede, van elkaar gesplitst te worden (bijlage 2: figuur 4 en 5). Bovendien werd bij 37 van de 114 schouders een arthro-ct uitgevoerd. Contraststof, met een Hounsfieldunitwaarde die zich grotendeels binnen het geselecteerde beenderige interval bevindt, komt hierbij in de gewrichtsspleet terecht. Het softwareprogramma beschouwt het contrastmiddel als het ware als bot. Hierdoor moet men op een gelijkaardige, maar veel arbeidsintensievere methode de contraststof manueel van het bot scheiden (bijlage 3: figuren 1, 2 en 3). Verder onderzoek naar de validatie van de 3D-reconstructie techniek bij arthro-ct s dient nog te gebeuren. Indien ten slotte scapula en humerus van elkaar zijn losgemaakt en het programma in staat is ze als afzonderlijke botten te herkennen, kan men een automatische 3D-reconstructie uitvoeren. (bijlage 2: figuur 6 en 7; bijlage 3: figuur 4). De omartrose studiesample werd aldus volledig gebruiksklaar gemaakt om metingen uit te voeren in een toekomstige studieopzet. RESULTATEN 1. Normale studiesample 1.1 Verdeling van de parameters Om te kunnen bepalen welke statistische testen men moet gebruiken, is het noodzakelijk de verdeling van de bestudeerde parameters na te gaan. Dit wordt geëvalueerd aan de hand van histogrammen en Q- Q-plots. In bijlage 4 wordt de verdeling van de bestudeerde parameters geïllustreerd. Hieruit kan men besluiten dat deze variabelen normaal verdeeld zijn. Bijgevolg werden enkel parametrische testen gebruikt. 1.2 Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie Inter- en intrawaarnemersovereenkomst (tabel 1) Een inter- en intrawaarnemersovereenkomst werd berekend. Hiervoor werden intraclass correlation coefficients (ICC) gebruikt. Een ICC < 0.4 betekent een slechte overeenkomst, ICC tussen 0.4 en 0.59 is redelijk, ICC tussen 0.6 en 0.74 is goed, terwijl ICC > 0.74 een excellente overeenkomst aanduidt. Belangrijk hierbij is dat de meest strenge waarden werden berekend, zijnde de absolute evenals de single measures in plaats van de average measures. Een systematische fout wordt streng aangerekend. Alle waarden zijn terug te vinden in Tabel 1. 28

36 Tabel 1: Inter- en intrawaarnemersovereenkomst. Inferieur Saller vlak Superieur Saller vlak Maximale cirkel vlak Inferieure cirkel vlak Inter Intra Inter Intra Inter Intra Inter Intra Hoek inferieur Saller vlak coronaal scapulair vlak (ICC) ( ) ( ) Hoek superieur Saller vlak coronaal scapulair vlak (ICC) ( ) ( ) Hoek maximale cirkel vlak coronaal scapulair vlak (ICC) ( ) ( ) Hoek inferieure cirkel' vlak coronaal scapulair vlak (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- K-X-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- K-X-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- CMc-X-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- CIc-X-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- K-Y-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- K-Y-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- CMc-Y-as (ICC) ( ) ( ) Hoek CR- CIc-Y-as (ICC) ( ) ( ) Descriptieve statistiek (tabel 2) De waarden die berekend werden voor de descriptieve statistiek zijn weergegeven in tabel 2. De gemiddelde straal van de bol in het caput humeri is 23.46mm (SD 2.19mm). Inferieur Saller vlak: de hoek van het inferieur Saller vlak met het coronaal scapulair vlak is % BI [ ]. Er wordt een posterieure projectie opgemerkt (hoek CR - K - X-as) in de X- as: % BI [ ] en een lichte inferieure projectie (hoek CR - K - Y-as) in de Y-as: % BI [ ]. Superieur Saller vlak: de hoek van het superieur Saller vlak met het coronaal scapulair vlak is % BI [ ]. Er wordt een posterieure projectie opgemerkt (hoek CR - K - X-as) in de X- as: % BI [ ] en een uitgesproken inferieure projectie (hoek CR - K - Y-as) in de Y-as: % BI [ ]. Maximale cirkel vlak: de hoek van het maximale cirkel vlak met het coronaal scapulair vlak is % BI [ ]. Er wordt een lichte posterieure projectie opgemerkt (hoek CR - CMc - X-as) in de X-as: % BI [ ] en een lichte superieure projectie (hoek CR - CMc - Y-as) in de Y-as: % BI [ ]. 29

37 Inferieure cirkel vlak: de hoek van het inferieure cirkel vlak met het coronaal scapulair vlak is % BI [ ]. Er wordt een lichte posterieure projectie opgemerkt (hoek CR - CIc - X- as) in de X-as: % BI [ ] en een lichte superieure projectie in de Y-as: % BI [ ] (figuur 12, 13 en 16) Tabel 2: Descriptieve statistiek van de parameters. Meting Hoek glenoidaal vlak coronaal scapulair vlak (graden) Hoek CR - centrum glenoid - X-as (graden) Hoek CR - centrum glenoid - Y-as (graden) Meting Hoek glenoidaal vlak coronaal scapulair vlak (graden) Hoek CR centrum glenoid - X-as (graden) Hoek CR centrum glenoid Y-as (graden) Inferieur Saller vlak Gemiddelde Min Max SD (95%BI) [ ] [ ] [ ] Maximale cirkel vlak Gemiddelde Min Max SD (95%BI) [ ] [ ] [ ] Superieur Saller vlak Gemiddelde Min Max SD (95%BI) [ ] [ ] [ ] Inferieure cirkel vlak Gemiddelde Min Max SD (95%BI) [ ] [ ] 91.7 [ ] Vergelijking tussen de glenoidale vlakken a) Het gemiddelde van de parameters (tabel 3) Er is geen statistisch significant verschil tussen de hoeken die het coronaal scapulair vlak maakt met de vier verschillende glenoidale vlakken (p = 0.63). 30

38 De hoeken van het centrum van rotatie (CR) met de X-as en de Y-as zijn significant verschillend tussen de Saller vlakken enerzijds (zowel inferieur als superieur) en de cirkel vlakken (zowel inferieure als maximale) anderzijds (p < 0.001). Daarentegen is voor dezelfde hoeken geen significant verschil aan te tonen tussen het maximale cirkel vlak en het inferieure cirkel vlak, zowel in de X-as (p = 0.907) als in de Y-as (p = 0.054). De hoek die het centrum van rotatie (CR) maakt met de Y-as is significant verschillend tussen het inferieur Saller vlak en het superieur Saller vlak (p < 0.001). Tabel 3: Verschil tussen de gemiddelden van de parameters. Hoek circulair vlak coronaal scapulair vlak (graden) Hoek CR centrum glenoid X-as (graden) Hoek CR centrum glenoid Y-as (graden) Inferieur Saller vlak superieur Saller vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) [ ] [ ] [ ] P-waarde P=0.63* P=0.792 P<0.001 Inferieur Saller vlak maximale cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) 0.28 [ ] 4.86 [ ] [ ] P-waarde P=0.63* P<0.001 P=0.001 Inferieur Saller vlak inferieure cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) 0.30 [ ] 4.91 [ ] [ ] P-waarde P=0.63* P<0.001 P<0.001 Hoek circulair vlak coronaal scapulair vlak (graden) Hoek CR centrum glenoid X-as (graden) Hoek CR centrum glenoid Y-as (graden) Superieur Saller vlak maximale cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) 0.56 [ ] 5.02 [ ] [ ] P-waarde P=0.63* P<0.001 P<0.001 Superieur Saller vlak inferieure cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) 0.58 [ ] 5.07 [ ] [ ] P-waarde P= 0.63* P<0.001 P<0.001 Maximale cirkel vlak inferieure cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) 0.02 [ ] [ ] 0.86 [ ] P-waarde P=0.63* P=0.907 P=0.054 * Indien de ANOVA-test een p > 0.05 uitkwam, werden de gemiddelden van de vlakken onderling niet meer vergeleken. 31

39 b) De variantie van de parameters (tabel 4) De hoek tussen het coronaal scapulair vlak en het inferieure cirkel vlak heeft een significant lagere variantie in vergelijking met de overeenkomstige hoek voor beide Saller vlakken (p = 0.001) en het maximale cirkel vlak (p = 0.001). Voor dezelfde parameter werd geen significant verschil gevonden tussen het inferieur Saller vlak en het superieur Saller vlak (p = 0.776) en tussen het inferieur Saller vlak en het maximale cirkel vlak (p = 0.954). Ook tussen het superieure Saller vlak en het maximale cirkel vlak werd geen significant verschil gevonden (p = 0.827). De hoek die het centrum van rotatie (CR) maakt met de X-as heeft een significant lagere variantie in het inferieure cirkel vlak en het maximale cirkel vlak ten opzichte van het inferieur Saller vlak (respectievelijk p < en p = 0.005) en het superieur Saller vlak (respectievelijk p < en p < 0.001). Het inferieure cirkel vlak heeft op zijn beurt een significant lagere variantie dan het maximale cirkel vlak (p = 0.023). Voor de hoek van CR met de Y-as is er geen significant verschil tussen de vlakken (p = 0.077) Tabel 4: Verschil tussen de varianties van de parameters. Inferieur Saller vlak superieur Saller vlak Inferieur Saller vlak maximale cirkel vlak Inferieur Saller vlak inferieure cirkel vlak Hoek glenoidaal vlak coronaal scapulair vlak (graden) Hoek CR centrum glenoid X-as (graden) Hoek CR centrum glenoid Y-as (graden) Inferieur Saller vlak SD Superieur Saller vlak SD P-waarde Inferieur Saller vlak SD Maximale cirkel vlak SD P- waarde Inferieur Saller vlak SD Inferieure cirkel vlak SD P-waarde P= P= P= P= P= P< P=0.077* P=0.077* P=0.077* 32

40 Vervolg tabel 4: Verschil tussen de varianties van de parameters. Superieur Saller vlak maximale cirkel vlak Superieur Saller vlak inferieure cirkel vlak Maximale cirkel vlak inferieure cirkel vlak Superieur Saller vlak SD Maximale cirkel vlak SD P-waarde Superieur Saller vlak SD Inferieure cirkel vlak SD P- waarde Maximale cirkel vlak SD Inferieure cirkel vlak SD P-waarde Hoek glenoidaal vlak coronaal P= P= P=0.001 scapulair vlak (graden) Hoek CR centrum glenoid P< P< P=0.023 X-as (graden) Hoek CR centrum glenoid P=0.077* P=0.077* P=0.077* Y-as (graden) * Indien de modified Levene test een p > 0.05 uitkwam, werden de varianties van de vlakken onderling niet meer vergeleken. 1.3 De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as Inter- en intrawaarnemersovereenkomst (tabel 5) Een inter- en intrawaarnemersovereenkomst werd berekend. Daarvoor werden eveneens intraclass correlation coefficients (ICC) gebruikt. Dit gebeurde via dezelfde methode als hierboven werd beschreven. 33

41 Tabel 5: Inter- en intrawaarnemersovereenkomst. Maximale cirkel vlak Inferieure cirkel vlak Antero-inferieure cirkel Inter Intra Inter Intra Inter Intra Hoek Smedcentrum glenoid- X-as (ICC) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Hoek Smedcentrum glenoid- Y-as (ICC) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Afstand centrum glenoid- Smed (ICC) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Radius cirkel (ICC) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Descriptieve statistiek (tabel 6) a) De cirkel vlakken Maximale cirkel vlak: de hoek die Smed maakt met de X-as (hoek Smed - CMc - X-as) is % BI [ ] en met de Y-as (hoek Smed - CMc - Y-as) % BI [ ]. De gemiddelde SSA-lengte is mm 95% BI [106.88mm mm] en de gemiddelde radius van de cirkel is 16.55mm 95% BI [16.03mm mm]. Inferieure cirkel vlak: de hoek die Smed maakt met de X-as (hoek Smed - CIc - X-as) is % BI [ ] en met de Y-as (hoek Smed - CIc - Y-as) % BI [ ]. De gemiddelde SSA-lengte is mm 95% BI [106.59mm mm] en de gemiddelde radius van de cirkel is 12.83mm 95% BI [12.62mm mm]. Antero-inferieure cirkel vlak: De hoek die Smed maakt met de X-as (hoek Smed - CAc - X-as) is % BI [ ] en met de Y-as (hoek Smed - CAc - Y-as) % BI [ ]. De gemiddelde SSA-lengte is mm 95% BI [106.58mm mm] en de gemiddelde radius van de cirkel is 12.79mm 95% BI [12.57mm - 13mm]. 34

42 Tabel 6: Descriptieve statistiek van de parameters. Maximale cirkel vlak Inferieure cirkel vlak Antero-inferieure cirkel vlak Metingen Gemiddelde (95%BI) Min Max SD Gemiddelde (95%BI) Min Max SD Gemiddelde (95%BI) Min Max SD Hoek Smed centrum glenoid X-as (graden) [ ] [ ] [ ] Hoek Smed centrum glenoid Y-as (graden) [ ] [ ] [ ] Afstand centrum glenoid- Smed (mm) [ ] [ ] [ ] Radius Cirkel (mm) [ ] [ ] [ ] b) Correlaties (tabel 7) De Pearson-correlatiecoëfficiënt tussen de radius van de cirkel en de SSA-lengte is r = voor het maximale cirkel vlak, r = voor het inferieure cirkel vlak en r = voor het anteroinferieure cirkel vlak. Tabel 7: Pearson-correlatiecoëfficiënt tussen radius van de cirkel en de SSA-lengte. Pearsoncorrelatiecoëfficiënt (r) Maximale cirkel Inferieure cirkel Antero-inferieure cirkel c) Hoek tussen het inferieure cirkel en het antero-inferieure cirkel vlak De gemiddelde hoek tussen het inferieure cirkel vlak en het antero-inferieure cirkel vlak is %BI [ ]. 35

43 1.3.3 Vergelijking tussen de verschillende cirkel vlakken a) Het gemiddelde van de parameters (tabel 8) Voor de hoek die Smed maakt met de X-as (hoek Smed - centrum glenoid - X-as) werd geen statistisch significant verschil gevonden tussen de drie verschillende cirkel vlakken (p = 0.072). Voor de hoek die Smed maakt met de Y-as (hoek Smed - centrum glenoid - Y-as) werd echter wel een significant verschil aangetoond tussen het maximale cirkel vlak enerzijds en het inferieure cirkel vlak (p < 0.001) en antero-inferieure cirkel vlak (p < 0.001) anderzijds. De SSA-lengte is niet significant verschillend tussen de drie verschillende vlakken (p = 0.927). De radius van de cirkel van het maximale cirkel vlak is significant groter dan zowel de radius van de cirkel van het inferieure cirkel vlak (p < 0.001) als de radius van het antero-inferieure cirkel vlak (p < 0.001). Er is geen significant verschil tussen de radius van het inferieure cirkel vlak en de radius van de cirkel van het antero-inferieure cirkel vlak (p = 0.778). Tabel 8: Verschil tussen de gemiddelden van de parameters. Hoek Smed centrum glenoid X-as (graden) Hoek Smed centrum glenoid Y-as (graden) Afstand centrum glenoid - Smed (mm) Radius Cirkel (mm) Maximale cirkel vlak inferieure cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) [ ] [ ] 0.32 [ ] 3.43 [ ] P-waarde P=0.072* P<0.001 P=0.927* P<0.001 Maximale cirkel vlak antero-inferieure cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) [ ] [ ] 0.32 [ ] 3.47 [ ] P-waarde P=0.072* P<0.001 P=0.927* P<0.001 Inferieure cirkel vlak antero-inferieure cirkel vlak Verschil Gemiddelde (95% BI) [ ] 0.09 [ ] [ ] 0.04 [ ] P-waarde P=0.072* P=0.87 P=0.927* P=0.778 * Indien de ANOVA-test een p > 0.05 uitkwam, werden de gemiddelden van de vlakken onderling niet meer vergeleken. 36

44 b) De variantie van de parameters (tabel 9) Er is geen significant verschil in variantie tussen de drie cirkel vlakken voor zowel de radius van de cirkel (p = 0.674) als de SSA-lengte (p = 0.935). Daarnaast is er geen significant verschil in variantie tussen de drie vlakken voor de hoek die Smed maakt met de Y-as (hoek Smed - centrum glenoid - Y- as) (p = 0.622). Daarentegen heeft het inferieure cirkel vlak een significant lagere variantie in vergelijking met het maximale cirkel vlak (p = 0.005) en met het antero-inferieure cirkel vlak (p = 0.018) voor de hoek die Smed maakt met de X-as (hoek Smed - centrum glenoid - X-as). Tabel 9: Verschil tussen de varianties van de parameters. Maximale cirkel vlak inferieure cirkel vlak Maximale cirkel vlak SD vergeleken. Inferieure cirkel vlak SD P- waarde Maximale cirkel vlak anteroinferieure cirkel vlak Maximale cirkel vlak SD Anteroinferieure cirkel vlak SD P- waarde Inferieure cirkel vlak anteroinferieure cirkel vlak Inferieure cirkel vlak SD Anteroinferieure cirkel vlak SD P- waarde Hoek Smed centrum glenoid P= P= P=0.018 X-as (graden) Hoek Smed centrum glenoid P=0.622* P=0.622* P=0.622* Y-as (graden) Afstand centrum glenoid P=0.935* P=0.935* P=0.935* Smed (mm) Radius cirkel P=0.674* P=0.674* P=0.674* (mm) * Indien de modified Levene test een p > 0.05 uitkwam, werden de varianties van de vlakken onderling niet meer 37

45 DISCUSSIE Deze studie bestudeert via een nieuwe methode in vivo de centrering van het normale glenohumerale gewricht op basis van driedimensionale CT-scan reconstructie. In de eerste studieopzet werd nagegaan op welke manier men idealiter het oorspronkelijke glenoidaal vlak construeert. Deze kennis kan nuttig zijn als uitgangspunt voor reconstructieve chirurgie bij omartrose. Om dit te bewerkstelligen werd een methode ontwikkeld die gebruik maakt van drie reproduceerbare beenderige punten op het glenoid die daarenboven peroperatief eenvoudig te bereiken zijn. Aan de hand van deze drie punten wordt een glenoidaal vlak geconstrueerd. Dit vlak vormt de basis voor het opbouwen van een cartesiaans assenstelsel met een oorsprong die bepaald wordt door het gedefinieerde centrum van het glenoidaal vlak. Via een dergelijke standaardisatie kan de relatie van het vlak met het centrum van rotatie in het glenohumerale gewricht grondig bestudeerd worden. Vier verschillende glenoidale vlakken werden op deze manier met elkaar vergeleken (11, 32-35). Er werd gesteld dat het beste chirurgische glenoidale vlak een normale verdeling heeft van de parameters met de laagste variabiliteit en de hoogste inter- en intrawaarnemersovereenkomst. In het tweede onderzoeksopzet wordt een nieuw cirkel vlak geconstrueerd op basis van het anteroinferieure kwadrant van het glenoid. Voortbouwend op voorgaande hypothese worden enkel de twee cirkel vlakken als meest geschikte chirurgische vlakken weerhouden. De drie cirkel vlakken worden vervolgens vergeleken volgens de oriëntatie ten opzichte de spina scapulae as. Aansluitend wordt de relatie tussen de straal van elke cirkel met de afstand van de spina scapulae as onderzocht. Ten laatste werd nagedacht over hoe men de nieuwe methode om de glenohumerale relatie te beschrijven zou kunnen implementeren naar omartrose. 1. Normale studiesample Deze studie omvat een zeer grote studiesample. Aangezien alle bestudeerde parameters een normale verdeling hebben, kan men concluderen dat deze studiesample representatief is voor de studiepopulatie. 1.1 Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie. Hoewel er al enige jaren een tendens bestaat om het schoudergewricht driedimensionaal te bekijken, is dit de eerste studie die de driedimensionele relatie van het glenoid ten opzichte van de scapula bekijkt als een hoek tussen twee vlakken. Met deze nieuwe benadering verlaten we dus de klassieke methode waarbij de glenoidale versie gemeten wordt als hoek tussen twee lijnen op een tweedimensionale CTscan. (19-24). 38

46 De vier verschillende vlakken vormen een gelijkaardige driedimensionale hoek met het coronaal scapulair vlak (gemiddelden: superieur Saller: -4.24, inferieur Saller: -3.96, maximale cirkel : , inferieure cirkel : ). Ondanks het meten tussen vlakken in plaats van tussen lijnen komt deze waarneming overeen met de gemiddelde glenoidale retroversie die men in de literatuur terugvindt. Hiermee wordt bevestigd dat deze studiesample representatief is voor de studiepopulatie (11, 20-24). Men kan enkele argumenten aanhalen ten voordele van de 3D-bepaling van de glenoidale versie tussen twee vlakken. Ten eerste zal door de driedimensionale reconstructie de positie van de scapula in de CT-tunnel geen invloed uitoefenen op het uiteindelijke resultaat (27). Ten tweede is het bij het meten van een hoek tussen twee vlakken niet nodig een extra vlak te definiëren om aan te duiden waar de hoek gemeten wordt. Dit is wel het geval bij een hoek tussen twee lijnen (klassieke 2D-methode). Er kan besloten worden dat de driedimensionale methode hierdoor een meer realistische benadering van de werkelijkheid is en ze op een meer accurate wijze de glenoidale versie weergeeft. Een nadeel kan zijn dat de bekomen resultaten moeilijker te vergelijken zijn met de gangbare waarden in de literatuur. Een andere nadeel van een hoek gemeten tussen twee vlakken is dat deze moeilijker te begrijpen en minder praktisch is in chirurgische omstandigheden. Terwijl een hoek tussen twee lijnen reeds kan gevormd worden door drie punten te bepalen, moet men bij de nieuwe methode twee vlakken bepalen aan de hand van telkens drie punten. De menselijke geest stelt een hoek tussen beide vlakken automatisch voor als een hoek waarvan de benen loodrecht staan op de snijlijn van beide vlakken. Het is moeilijker deze loodrechte positie te reproduceren tijdens de chirurgie. De introductie van een Cartesiaans coördinatenstelsel op basis van het glenoidale vlak en zijn centrum zorgt er echter voor dat dit begrijpelijker wordt en twee- en driedimensionale metingen gemakkelijker door elkaar gebruikt kunnen worden. De inter- en intrawaarnemersovereenkomst van de hoek gemeten tussen de vier glenoidale vlakken (superieur en inferieur Saller, inferieure cirkel en maximale cirkel vlak) en het coronaal scapulair vlak kan globaal beschouwd worden als excellent (ICC > 0.74) voor alle vlakken doch zijnde iets beter voor de twee cirkel vlakken, met name het inferieure cirkel en maximale cirkel vlak. Dergelijke waarden zijn vergelijkbaar met gegevens uit de literatuur die eveneens 3D-CT scan reconstructie als methode hanteren (14, 38). Voor de glenoidale versie heeft het inferieure cirkel vlak telkens een significant lagere variantie ten opzichte van de andere glenoidale vlakken (p = 0.001). In de literatuur werden geen studies gevonden die de inter- en intrawaarnemersovereenkomst van de relatie van de vier vlakken met het caput humeri beschrijven. De interwaarnemersovereenkomst voor de hoek die CR maakt met de X-as ligt hoger bij beide cirkel vlakken dan deze bij beide 39

47 Sallersvlakken. Dit was minder duidelijk voor de hoek met de Y-as waarvoor de maximale cirkel zelfs slecht scoorde qua interwaarnemersovereenkomst. De intrawaarnemersovereenkomst was excellent voor de vier bestudeerde vlakken, met uitzondering van de hoek met de X-as bij het superieure Saller vlak en de hoek met de Y-as bij het maximale cirkel vlak. Wanneer men de twee cirkel vlak methodes met elkaar vergelijkt heeft de inferieure cirkel telkens een gelijke of betere score dan de maximale cirkel, behalve voor de interwaarnemersovereenkomst van de hoek met de X- as (ICC inferieure cirkel = 0.69, ICC maximale cirkel = 0.82). Uit het voorgaande kan men besluiten dat de gehanteerde methode van het inferieure cirkel vlak het meest betrouwbaar en reproduceerbaar is om de driedimensionele relatie in de schouder te beschrijven. Voor de analyse van de glenohumerale relatie wordt de positie van het caput humeri ten opzichte van de voor elk vlak specifieke X- en Y-assen bepaald. Er kon geen statistisch significant verschil aangetoond worden tussen het inferieure cirkel vlak enerzijds en het maximale cirkel vlak anderzijds voor de gemiddelde hoeken die CR maakt met de X- en Y-as, ondanks het gegeven dat beide vlakken een verschillende oriëntatie en oorsprong hebben. Bij het vergelijken van de gemiddelde hoeken van CR met de X-as (CR - CIc - X-as = en CR - CMc - X-as = ) werd namelijk een p = bekomen en bij het vergelijken van de hoeken met de Y-as (CR - CIc - Y-as = en CR - CMc - Y-as = ) een p = Daarentegen werd wel een statistisch significant verschil (p < 0.001) aangetoond tussen dezelfde gemiddelde hoeken met betrekking tot het inferieur en superieur Saller vlak enerzijds en de hoeken van het inferieure cirkel vlak en maximale cirkel vlak anderzijds. Het inferieure cirkel vlak had voor de hoek met de X-as een significant lagere variantie dan elk ander vlak. Uit de descriptieve statistiek blijkt dat de data van de radius van de inferieure cirkel (gemiddeld 12.83mm met SD 1.31mm) en van de best passende bol doorheen het caput humeri (gemiddeld 23.46mm met SD 2.19mm) consistent zijn met de bevindingen in de literatuur (35, 39, 40, 43, 44). Tot op heden bepaalt men de translatie van het caput humeri ten opzichte van het corpus scapulae (6). De centrage van het caput wordt echter beter bepaald door de relatie met de cavitas glenoidalis dan die met het corpus scapulae. Hierdoor kan men de variabiliteit in de glenoidale retroversie (11, 20-24) en inclinatie (1, 20, 23, 25, 26) omzeilen wat zou resulteren in een meer accurate translatiemeting. Bij een optimale meetmethode van de normale glenohumerale relatie zou bij een perfecte positionering van de humerus in rust de lijn van CR naar het centrum van het glenoid loodrecht staan op het glenoidaal referentievlak. Een perfect loodrechte stand op de bestudeerde glenoidale vlakken kon in de normale studiepopulatie niet worden teruggevonden ( maximale cirkel vlak X-as: en Y-as: ; inferieure cirkel vlak X-as: en Y-as: 91.7 ). Hoewel het ideale glenoidaal vlak dus niet werd gevonden blijft deze methode ter bepaling van de glenohumerale relatie erg bruikbaar. Het 40

48 inferieure cirkel vlak is dankzij zijn globaal lagere variabiliteit het meest aangewezen om de humerale translatie te beschrijven. Het humerale centrum van rotatie vertoont ten opzichte van het glenoidaal centrum van beide cirkel vlakken een licht superoposterieure oriëntatie (figuur 16). Figuur 16: Illustratie van de licht superoposterieure projectie van CR t.o.v. het glenoidaal centrum (CIc) van het inferieure cirkel vlak. De hoeken CR - CIc - X-as en CR - CIc - Y-as zijn aangeduid (geel). Dergelijke waarneming is mogelijk een gevolg van het niet in acht nemen van kraakbeen en labrum. Daarnaast is het mogelijk dat de gestandaardiseerde positie van de patiënt niet de meest geëquilibreerde toestand van het gewricht weergeeft (12). Tenslotte voert men bij het bestuderen van de glenohumerale relatie metingen uit tussen twee botten (de scapula en de humerus). Ondanks dat men via de gestandaardiseerde positie van de patiënt tracht positionele meetfouten te beperken (25, 32), kan dit er voor zorgen dat de glenohumerale metingen mogelijk een grotere variabiliteit vertonen ten opzichte van de metingen binnen één bot, zoals het geval is bij de glenoidale versie. Desalniettemin kan de standaardisatie toelaten om de glenohumerale centrage op een gekwantificeerde manier te benaderen. Dit maakt het mogelijk om normale van pathologische toestanden te onderscheiden en de functie en pathologie van de schouder beter te begrijpen. De methode voor constructie van de bol doorheen het caput humeri maakt gebruik van vier visueel bepaalde punten. Andere studies maken gebruik van een computerprogramma om dit te 41

49 verwezenlijken (39, 42). Hoewel men de visuele bepaling als minder accuraat zou kunnen beschouwen, heeft deze methode blijkbaar geen invloed op de resultaten. De waarden van de radius van de bol (gemiddeld 23.46mm met SD 2.19mm) zijn consistent met wat in de literatuur wordt beschreven (39, 40, 43, 44). Daarenboven kan een dergelijke visuele bepaling nuttig zijn bij de studie van omartrose aangezien men bij de bepaling van de punten rekening kan houden met osteofyten en erosies. In de studie werd voor de descriptieve statistiek telkens dezelfde bol gebruikt waardoor variatie in zijn constructie geen invloed heeft op de vergelijking van de glenoidale vlakken. Het grote verschil in inter- en intrawaarnemersovereenkomst tussen de cirkel vlakken enerzijds en beide Saller vlakken anderzijds kan mogelijk verklaard worden doordat de beenderige referentiepunten van de laatstgenoemde vlakken moeilijker te reproduceren zijn (35). Wat betreft de variabiliteit en inter- en intrawaarnemersovereenkomst van de metingen heeft de maximale cirkel ten opzichte van de inferieure cirkel enkele voordelen. De drie punten die de maximale cirkel vormen, staan onderling verder van elkaar. Hoe verder deze punten van elkaar liggen, hoe gemakkelijker men de cirkel zal kunnen reproduceren. Een minieme verplaatsing van een referentiepunt ter bepaling van de inferieure cirkel zal aldus de oriëntering en de straal van de cirkel in grotere mate beïnvloeden. Daarenboven is de radius van de maximale cirkel groter dan die van de inferieure cirkel (respectievelijk 16.3mm, SD 1.38mm versus 12.8mm, SD 1.32mm). Dit zal eveneens een gelijkaardige invloed zal hebben op de oriëntering. De inferieure cirkel heeft ten opzichte van de andere methoden het voordeel dat zijn bepaling minder afhankelijk is van de visuele oriëntering van de scapula. Beide Saller methoden gaan namelijk uit van punten die bepaald worden volgens de meest anterieure, inferieure, posterieure en superieure positie op het glenoid. De positie van deze punten lijkt te veranderen naargelang men de scapula roteert rondom de SSA. De bepaling van de maximale cirkel is onderhevig aan hetzelfde probleem. Hoewel de inferieure cirkel ook wordt bepaald op basis van drie punten houdt men bij hun positionering visueel rekening met het feit dat deze punten op de denkbeeldige halve cirkel liggen. Een lichte rotatie van de scapula rondom de SSA zal een anterieur, posterieur en inferieur punt geven die nog steeds dezelfde cirkel vormen. De voordelen van deze methode zijn het directe gevolg van de consistente anatomie van de inferieure glenoidale rim (34-36). De voordelen van het inferieure cirkel vlak wegen zwaarder door dan de voordelen van het maximale cirkel vlak. Dit wordt geïllustreerd door de significant lagere variantie in de X-as (p = 0.005) en de lagere interwaarnemersovereenkomst in de Y-as (ICC maximale cirkel vlak = 0.232; ICC inferieure cirkel vlak = 0.568). Daarenboven heeft het inferieure cirkel vlak een significant lagere variantie dan alle andere vlakken voor de driedimensionaal gemeten glenoidale versie (p = 0.001). 42

50 Een mogelijke tekortkoming van deze studie is te wijten aan de beeldvormingstechniek. De patiënten uit de studiesample werden gescand met een interpositie van maximaal 1.5mm tussen de scan slices terwijl recente studies (11, 19, 38) een interpositie van 0.6mm rapporteren. Deze vaststelling kan bijdragen tot een mindere accuuraatheid van de resultaten. Zoals in de methodologie reeds beschreven, ondergingen alle patiënten het CT-scan onderzoek op een gestandaardiseerde methode om positionele meetfouten zoveel mogelijk te beperken (25, 32) Dergelijke positie heeft als extra voordeel dat het de peroperatieve situatie nabootst. In deze studie werd als eerste hypothese gesteld dat het beste chirurgische vlak gekarakteriseerd wordt door een normale verdeling van de parameters met de laagste variabiliteit en de beste waarnemersovereenkomst. De variabelen van alle vlakken zijn normaal verdeeld en de inferieure cirkel en maximale cirkel vlakken vertonen een gelijkaardige waarnemersovereenkomst die duidelijk beter is dan voor beide Saller vlakken. De significant lagere variantie van het inferieure cirkel vlak in de X-as kan verklaard worden door een meer betrouwbare meetmethode die gebaseerd is op een consistentere anatomische basis, namelijk de inferieure glenoidale rim (34-36). Het inferieure cirkel vlak blijkt het best reproduceerbare chirurgische glenoidaal vlak te zijn omdat zijn parameters normaal verdeeld zijn met de laagste variabiliteit en globaal de beste inter- en intrawaarnemersovereenkomst. 1.2 De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as Dit gedeelte van de studie bouwt verder op de conclusies die men kon trekken uit het eerste deel. De meest geschikte glenoidale vlakken (met name het inferieure cirkel en maximale cirkel vlak) werden daarom behouden. In de normale studiesample werd gekeken naar de positie van de X- en Y- as ten opzichte van de spina scapulae as (SSA). Door het bepalen van de positie van het vlak ten opzichte van de SSA krijgt men extra informatie over de inclinatie. Bij omartrose is gebleken dat het botverlies voornamelijk het gevolg is van posteroinferieure slijtage (1, 3, 31). Daardoor wordt het moeilijk beide voorgenoemde vlakken (het inferieure cirkel en maximale cirkel vlak) in de omartrotische populatie te reconstrueren. Het karakteristieke erosiepatroon zou kunnen betekenen dat de anterieure rand nog bruikbaar is als leidraad voor de lokalisatie van de oorspronkelijke gewrichtsrand. Met dit als uitgangspunt werd een nieuw cirkel vlak geïntroduceerd dat geconstrueerd wordt op basis van drie punten op de antero-inferieure rand: het antero-inferieure cirkel vlak. 43

51 De drie cirkel vlakken hebben een normale verdeling voor alle bestudeerde parameters. Het antero-inferieure cirkel vlak heeft voor alle metingen een goede tot excellente inter- en intrawaarnemersovereenkomst. Het inferieure cirkel vlak en maximale cirkel vlak hebben altijd een excellente ICC-waarde. De radius en de lengte van de spina scapulae as vertonen een zeer goede interen intrawaarnemersovereenkomst voor alle drie de vlakken. Het inferieure cirkel vlak heeft een significant lagere variantie in vergelijking met het maximale cirkel vlak (p = 0.005) en het antero-inferieure cirkel vlak (p = 0.018) voor de hoek die Smed maakt met de X-as. Bij het vergelijken van het inferieure cirkel vlak met het antero-inferieure cirkel vlak kon voor de gemiddelde waarden van de parameters geen statistisch significant verschil aangetoond worden. Daarenboven kon geen statistisch significant verschil aangetoond worden tussen de gemiddelde straal van de inferieure en antero-inferieure cirkel (p = 0.778) en zijn de verschillen tussen de gemiddelde hoeken van Smed met de X- en Y-as (p = 0.870) niet significant. De gemiddelde hoek tussen het inferieure cirkel vlak en antero-inferieure cirkel vlak is bovendien miniem (2.1 95% BI: [1,82, 2.32 ]). De correlaties tussen de SSA-lengte en de radius van elk cirkel vlak werden berekend en bedragen voor het maximale cirkel, inferieure cirkel en het antero-inferieure cirkel vlak respectievelijk r = 0.69, r = en r = De lagere interwaarnemersovereenkomst en hogere variabiliteit van het antero-inferieure cirkel vlak (ICC = en ICC = voor de hoek van Smed met respectievelijk de X- en Y-as) ten opzichte van zowel het inferieure cirkel vlak (ICC = en ICC = voor de hoek van Smed met respectievelijk de X- en Y-as) als het maximale cirkel vlak (ICC = en ICC = voor de hoek van Smed met respectievelijk de X- en Y-as) is mogelijk te wijten aan de constructiemethode van de cirkel. De drie punten op de antero-inferieure rand van het glenoid liggen veel dichter bijeen dan het geval is voor de andere twee cirkel vlakken. Een lichte verandering in de positionering van de drie antero-inferieure punten zal op die manier een grotere impact hebben op de oriëntatie en straal van de cirkel. Daarenboven wordt, om de toepasbaarheid op omartrotische schouders te kunnen behouden, visueel enkel naar de antero-inferieure rim gekeken terwijl men zich voor het inferieure cirkel vlak mag baseren op de volledige inferieure rim. De hoek die berekend werd tussen het inferieure cirkel en antero-inferieure cirkel vlak is slechts minimaal (2,1 ) en impliceert dat men op basis van drie punten op het antero-inferieure kwadrant van het glenoid het inferieure cirkel vlak kan reconstrueren met een accuraatheid van 2,1. 44

52 Aan humerale zijde werd reeds een correlatie beschreven tussen de dikte van het articulatieoppervlak en de diameter van het vlak doorheen het collum anatomicum (figuur 17). Deze correlatie laat toe om aan de hand van de best passende cirkel, geconstrueerd op basis van de rand van het collum anatomicum, de dikte van de humerale component van de prothese te bepalen (40, 44). Figuur 17: Het caput humeri met het vlak doorheen het collum anatomicum (A) en de dikte van het articulatieoppervlak (B). In een poging om aan glenoidale zijde analoog een correlatie met therapeutische consequenties te beschrijven werden drie best passende cirkels geconstrueerd. De straal van de drie cirkel vlakken blijkt inderdaad telkens een positieve correlatie te hebben met de SSA-lengte. Naast de bevinding dat het inferieure cirkel vlak het best reproduceerbare glenoidaal vlak is, heeft het ook een sterke correlatie (r = 0.753). Dergelijke informatie kan nuttig zijn voor de ontwikkeling van een prothese waarbij men zich baseert op de SSA-lengte om de radius van de glenoidale component te bepalen. Men kan dus stellen dat het inferieure cirkel vlak vrij nauwkeurig kan benaderd worden door gebruik te maken van drie punten op de antero-inferieure rim van het glenoid. Bovendien is de correlatie een nieuw argument om het inferieure cirkel vlak te gebruiken als chirurgisch referentievlak. Daarnaast opent deze correlatie therapeutische perspectieven zoals hieronder zal worden beschreven. 45

53 2. Omartrose studiesample: toekomstig onderzoeksopzet Met het oog op toekomstig onderzoek werd reeds een database opgesteld van 114 driedimensionaal gereconstrueerde rotator cuff sufficiënte omartrose schouders. We menen dat een studiesample van dergelijke omvang nooit eerder is beschreven in de literatuur (14, 30, 31, 38, 62). Het is mogelijk om op deze studiesample metingen uit te voeren die in de toekomst van enorme waarde kunnen zijn voor het driedimensionaal CT-onderzoek bij omartrose. Osteoartrose van het glenoid kent een gecentreerde (type A) en een niet-gecentreerde vorm (type B en C) (3). De gedecentreerde vorm wordt gekenmerkt door een postero-inferieure slijtage met als gevolg een toegenomen retroversie van het glenoid (1, 3, 4). Dit veroorzaakt een translatie van het caput humeri (3, 48) wat op zijn beurt weer het erosiepatroon versterkt (3, 16, 49). De implementatie naar omartrose van de hierboven weergegeven nieuwe methode om de glenohumerale relatie te beschrijven, stuit bij reconstructie van de oorspronkelijke anatomie op enkele specifieke problemen. Er mogen namelijk geen referentiepunten gekozen worden die zich op geërodeerd, artrotisch bot bevinden. Aangezien het artrotische glenoid van het type B of C specifiek een postero-inferieure slijtage kent (1, 3, 4), zijn zowel beide Sallervlakken alsook het maximale cirkel vlak en het inferieure cirkel vlak onbruikbaar. Deze vlakken worden namelijk alle vier mede bepaald door een posterieur punt. In de normale populatie hebben we kunnen aantonen dat het inferieure cirkel vlak goed kan benaderd worden op basis van drie punten op het antero-inferieure kwadrant. We kunnen hierdoor veronderstellen dat het antero-inferieure cirkel vlak bruikbaar kan zijn voor de reconstructie van het oorspronkelijk glenoid bij omartrose, op voorwaarde dat de anterinferieure rand gespaard blijft van degeneratieve veranderingen. Dankzij de constructie van dit vlak kan opnieuw een specifiek coördinatenstelsel opgebouwd worden in het glenoid, waardoor metingen vergeleken kunnen worden met de normale populatie. Aan humerale zijde werd voor het bepalen van het centrum van rotatie in de normale populatie een bol geconstrueerd op basis van drie punten op de articulaire rand en één centraal punt op het articulaire oppervlak. Tot heden werd nog geen studie gepubliceerd die een methode voorstelt om het oorspronkelijke humerale oppervlak te reconstrueren wanneer deze aangetast is door de eerder beschreven degeneratieve veranderingen (55, 56). De inserties van de rotator cuff spieren nabij de articulaire rand kunnen bruikbaar zijn om een best passende cirkel te creëren rondom het collum anatomicum. Enerzijds omdat zij mogelijk niet blootgesteld worden aan het erosieve karakter van het artroseproces. Anderzijds hebben deze inserties een consistente en herkenbare positie ten opzichte van de articulaire rand (64, 69). Voor de bepaling van de humerale bol heeft men echter nog steeds een vierde punt nodig, centraal op het articulatieoppervlak. Deze plaats is mogelijk niet meer bruikbaar 46

54 aangezien het kan aangetast worden door erosie. Met behulp van de sterke correlatie die gevonden werd in de normale humerus tussen de diameter van het collum anatomicum en de dikte van het articulatieoppervlak (40, 44) zou de positie van dit vierde punt wiskundig kunnen berekend worden. Het oorspronkelijke articulatievlak en het centrum van rotatie zouden aldus via deze methode kunnen gereconstrueerd worden in de degeneratieve humeruskop. Vooraleer men deze methode zou toepassen, moet deze correlatie echter nagegaan worden in de normale driedimensionale humerus. Het slagen van toekomstig onderzoek zal afhangen van de mate waarin men de nieuwe driedimensionale glenohumerale meetmethode kan implementeren naar de omartrotische studiesample. Indien op basis van drie punten op de antero-inferieure rim het inferieure cirkel vlak nauwkeurig kan benaderd worden en men met behulp van de relatie tussen de SSA-lengte en de radius het oorspronkelijke glenoidale cirkel vlak kan reconstrueren, kan deze studie de aanzet vormen voor verbeteringen in de behandeling van omartrose. Conclusie Deze studie benadert als eerste de glenoidale versie op driedimensionale wijze als een hoek tussen twee vlakken. De resultaten zijn consistent met de bevindingen uit de literatuur maar de chirurgische bruikbaarheid is beperkt wanneer geen coördinatensysteem wordt ingebouwd. Deze studie bevestigt dat het centrum van het chirurgisch te reconstrueren glenoidaal vlak bij voorkeur bepaald wordt door het middelpunt van een best passende cirkel die gebaseerd is op ten minste drie punten op de glenoidale rim. Daarnaast zijn er argumenten om het middelpunt en oriëntatie van het inferieure cirkel vlak te verkiezen als chirurgische referentie door de betere waarnemersovereenkomst, significant lagere variabiliteit en betere correlatie van zijn straal met de lengte van de spina scapulae as. De kennis van de glenohumerale relatie in een specifiek coördinatensysteem biedt de unieke mogelijkheid om op een gekwantificeerde driedimensionale manier verschillende aandoeningen met betrekking tot decentrage van het caput humeri ten opzichte van het glenoid te bestuderen. Deze studie toont ook aan dat met behulp van drie punten op de antero-inferieure rim van het glenoid het inferieure cirkel vlak op 2.1 nauwkeurig kan gereconstrueerd worden. Reconstructie van de bol doorheen het caput humeri en het inferieure cirkel vlak kan moeilijk zijn in schouders met botverlies zoals het geval is bij omartrose. Aan humerale zijde kan de correlatie tussen de diameter van het collum anatomicum en de dikte van het articulatieoppervlak hierbij helpen. Het antero-inferieure cirkel vlak en de goede correlatie in normale schouders tussen de straal van de inferieure cirkel en de SSA-lengte kan een oplossing bieden aan glenoidale zijde. Dit opent perspectieven voor de ontwikkeling van een nieuw soort schouderprothese. 47

55 REFERENTIES 1. Habermeyer P, Magosch P, Luz V, Lichtenberg S. Three-dimensional glenoid deformity in patients with osteoarthritis: a radiographic analysis. J Bone Joint Surg Am Jun;88(6): Clavert P, Millett PJ, Warner JJ. Glenoid resurfacing: what are the limits to asymmetric reaming for posterior erosion? J Shoulder Elbow Surg Nov-Dec;16(6): Walch G, Badet R, Boulahia A, Khoury A. Morphologic study of the glenoid in primary glenohumeral osteoarthritis. J Arthroplasty Sep;14(6): Edelson JG. Localized glenoid hypoplasia. An anatomic variation of possible clinical significance. Clin Orthop Relat Res Dec(321): Matsen FA, 3rd, Clinton J, Lynch J, Bertelsen A, Richardson ML. Glenoid component failure in total shoulder arthroplasty. J Bone Joint Surg Am Apr;90(4): Nyffeler RW, Sheikh R, Atkinson TS, Jacob HA, Favre P, Gerber C. Effects of glenoid component version on humeral head displacement and joint reaction forces: an experimental study. J Shoulder Elbow Surg Sep-Oct;15(5): Shapiro TA, McGarry MH, Gupta R, Lee YS, Lee TQ. Biomechanical effects of glenoid retroversion in total shoulder arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg May-Jun;16(3 Suppl):S Hopkins AR, Hansen UN, Amis AA, Emery R. The effects of glenoid component alignment variations on cement mantle stresses in total shoulder arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg Nov- Dec;13(6): Hasan SS, Leith JM, Campbell B, Kapil R, Smith KL, Matsen FA, 3rd. Characteristics of unsatisfactory shoulder arthroplasties. J Shoulder Elbow Surg Sep-Oct;11(5): Bohsali KI, Wirth MA, Rockwood CA, Jr. Complications of total shoulder arthroplasty. J Bone Joint Surg Am Oct;88(10): Ganapathi A, McCarron JA, Chen X, Iannotti JP. Predicting normal glenoid version from the pathologic scapula: a comparison of 4 methods in 2- and 3-dimensional models. J Shoulder Elbow Surg Mar;20(2): Harryman DT, Sidles JA, Harris SL, Lippitt SB, Matsen FA, 3rd. The effect of articular conformity and the size of the humeral head component on laxity and motion after glenohumeral arthroplasty. A study in cadavera. J Bone Joint Surg Am Apr;77(4): Karduna AR, Williams GR, Williams JL, Iannotti JP. Glenohumeral joint translations before and after total shoulder arthroplasty. A study in cadavera. J Bone Joint Surg Am Aug;79(8): Scalise JJ, Codsi MJ, Bryan J, Brems JJ, Iannotti JP. The influence of three-dimensional computed tomography images of the shoulder in preoperative planning for total shoulder arthroplasty. J Bone Joint Surg Am Nov;90(11):

56 15. Bryce CD, Pennypacker JL, Kulkarni N, Paul EM, Hollenbeak CS, Mosher TJ, et al. Validation of three-dimensional models of in situ scapulae. J Shoulder Elbow Surg Sep- Oct;17(5): Couteau B, Mansat P, Darmana R, Mansat M, Egan J. Morphological and mechanical analysis of the glenoid by 3D geometric reconstruction using computed tomography. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2000;15 Suppl 1:S Kwon YW, Powell KA, Yum JK, Brems JJ, Iannotti JP. Use of three-dimensional computed tomography for the analysis of the glenoid anatomy. J Shoulder Elbow Surg Jan-Feb;14(1): Lewis GS, Bryce CD, Davison AC, Hollenbeak CS, Piazza SJ, Armstrong AD. Location of the optimized centerline of the glenoid vault: a comparison of two operative techniques with use of threedimensional computer modeling. J Bone Joint Surg Am May;92(5): Rouleau DM, Kidder JF, Pons-Villanueva J, Dynamidis S, Defranco M, Walch G. Glenoid version: how to measure it? Validity of different methods in two-dimensional computed tomography scans. J Shoulder Elbow Surg Dec;19(8): Churchill RS, Brems JJ, Kotschi H. Glenoid size, inclination, and version: an anatomic study. J Shoulder Elbow Surg Jul-Aug;10(4): Friedman RJ, Hawthorne KB, Genez BM. The use of computerized tomography in the measurement of glenoid version. J Bone Joint Surg Am Aug;74(7): Nyffeler RW, Jost B, Pfirrmann CW, Gerber C. Measurement of glenoid version: conventional radiographs versus computed tomography scans. J Shoulder Elbow Surg Sep-Oct;12(5): Mallon WJ, Brown HR, Vogler JB, 3rd, Martinez S. Radiographic and geometric anatomy of the scapula. Clin Orthop Relat Res Apr(277): Randelli M, Gambrioli PL. Glenohumeral osteometry by computed tomography in normal and unstable shoulders. Clin Orthop Relat Res Jul(208): De Wilde LF, Berghs BM, VandeVyver F, Schepens A, Verdonk RC. Glenohumeral relationship in the transverse plane of the body. J Shoulder Elbow Surg May-Jun;12(3): Gallino M, Santamaria E, Doro T. Anthropometry of the scapula: clinical and surgical considerations. J Shoulder Elbow Surg May-Jun;7(3): Bokor DJ, O'Sullivan MD, Hazan GJ. Variability of measurement of glenoid version on computed tomography scan. J Shoulder Elbow Surg Nov-Dec;8(6): Bryce CD, Davison AC, Lewis GS, Wang L, Flemming DJ, Armstrong AD. Two-dimensional glenoid version measurements vary with coronal and sagittal scapular rotation. J Bone Joint Surg Am Mar;92(3): Inui H, Sugamoto K, Miyamoto T, Machida A, Hashimoto J, Nobuhara K. Evaluation of three-dimensional glenoid structure using MRI. J Anat Sep;199(Pt 3):

57 30. Scalise JJ, Bryan J, Polster J, Brems JJ, Iannotti JP. Quantitative analysis of glenoid bone loss in osteoarthritis using three-dimensional computed tomography scans. J Shoulder Elbow Surg Mar-Apr;17(2): Scalise JJ, Codsi MJ, Bryan J, Iannotti JP. The three-dimensional glenoid vault model can estimate normal glenoid version in osteoarthritis. J Shoulder Elbow Surg May-Jun;17(3): De Wilde LF, Verstraeten T, Speeckaert W, Karelse A. Reliability of the glenoid plane. J Shoulder Elbow Surg Apr;19(3): Saller K. Systematische anthropologie A. Somatische anthropologie. Lehrbuch der Anthropologie. Stuttgart: Gustav Fisher Verlag; p Burkhart SS, Debeer JF, Tehrany AM, Parten PM. Quantifying glenoid bone loss arthroscopically in shoulder instability. Arthroscopy May-Jun;18(5): De Wilde LF, Berghs BM, Audenaert E, Sys G, Van Maele GO, Barbaix E. About the variability of the shape of the glenoid cavity. Surg Radiol Anat Feb;26(1): Huysmans PE, Haen PS, Kidd M, Dhert WJ, Willems JW. The shape of the inferior part of the glenoid: a cadaveric study. J Shoulder Elbow Surg Nov-Dec;15(6): Soslowsky LJ, Flatow EL, Bigliani LU, Mow VC. Articular geometry of the glenohumeral joint. Clin Orthop Relat Res Dec(285): Lewis GS, Armstrong AD. Glenoid spherical orientation and version. J Shoulder Elbow Surg Jan;20(1): Robertson DD, Yuan J, Bigliani LU, Flatow EL, Yamaguchi K. Three-dimensional analysis of the proximal part of the humerus: relevance to arthroplasty. J Bone Joint Surg Am Nov;82- A(11): Hertel R, Knothe U, Ballmer FT. Geometry of the proximal humerus and implications for prosthetic design. J Shoulder Elbow Surg Jul-Aug;11(4): Boileau P, Bicknell RT, Mazzoleni N, Walch G, Urien JP. CT scan method accurately assesses humeral head retroversion. Clin Orthop Relat Res Mar;466(3): Veeger HE. The position of the rotation center of the glenohumeral joint. J Biomech Dec;33(12): Ballmer F, Sidles J, Lippitt S, Matsen F. Humeral head prosthetic arthroplasty: Surgically relevant geometric considerations. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 1993;2(6): Boileau P, Walch G. The three-dimensional geometry of the proximal humerus. Implications for surgical technique and prosthetic design. J Bone Joint Surg Br Sep;79(5): Iannotti JP, Gabriel JP, Schneck SL, Evans BG, Misra S. The normal glenohumeral relationships. An anatomical study of one hundred and forty shoulders. J Bone Joint Surg Am Apr;74(4): Roberts SN, Foley AP, Swallow HM, Wallace WA, Coughlan DP. The geometry of the humeral head and the design of prostheses. J Bone Joint Surg Br Jul;73(4):

58 47. Iannotti JP, Norris TR. Influence of preoperative factors on outcome of shoulder arthroplasty for glenohumeral osteoarthritis. J Bone Joint Surg Am Feb;85-A(2): Bryce CD, Davison AC, Okita N, Lewis GS, Sharkey NA, Armstrong AD. A biomechanical study of posterior glenoid bone loss and humeral head translation. J Shoulder Elbow Surg Oct;19(7): Couteau B, Mansat P, Mansat M, Darmana R, Egan J. In vivo characterization of glenoid with use of computed tomography. J Shoulder Elbow Surg Mar-Apr;10(2): Pearl ML, Volk AG. Coronal plane geometry of the proximal humerus relevant to prosthetic arthroplasty. J Shoulder Elbow Surg Jul-Aug;5(4): Sirveaux F, Favard L, Oudet D, Huquet D, Walch G, Mole D. Grammont inverted total shoulder arthroplasty in the treatment of glenohumeral osteoarthritis with massive rupture of the cuff. Results of a multicentre study of 80 shoulders. J Bone Joint Surg Br Apr;86(3): Scalise JJ, Codsi MJ, Brems JJ, Iannotti JP. Inter-rater reliability of an arthritic glenoid morphology classification system. J Shoulder Elbow Surg Jul-Aug;17(4): Mullaji AB, Beddow FH, Lamb GH. CT measurement of glenoid erosion in arthritis. J Bone Joint Surg Br May;76(3): Codsi MJ, Bennetts C, Gordiev K, Boeck DM, Kwon Y, Brems J, et al. Normal glenoid vault anatomy and validation of a novel glenoid implant shape. J Shoulder Elbow Surg May- Jun;17(3): Buchler P, Ramaniraka NA, Rakotomanana LR, Iannotti JP, Farron A. A finite element model of the shoulder: application to the comparison of normal and osteoarthritic joints. Clin Biomech (Bristol, Avon) Nov-Dec;17(9-10): Neer CS, 2nd. Replacement arthroplasty for glenohumeral osteoarthritis. J Bone Joint Surg Am Jan;56(1): Edwards TB, Kadakia NR, Boulahia A, Kempf JF, Boileau P, Nemoz C, et al. A comparison of hemiarthroplasty and total shoulder arthroplasty in the treatment of primary glenohumeral osteoarthritis: results of a multicenter study. J Shoulder Elbow Surg May-Jun;12(3): Levine WN, Djurasovic M, Glasson JM, Pollock RG, Flatow EL, Bigliani LU. Hemiarthroplasty for glenohumeral osteoarthritis: results correlated to degree of glenoid wear. J Shoulder Elbow Surg Sep-Oct;6(5): Farron A, Terrier A, Buchler P. Risks of loosening of a prosthetic glenoid implanted in retroversion. J Shoulder Elbow Surg Jul-Aug;15(4): Rice RS, Sperling JW, Miletti J, Schleck C, Cofield RH. Augmented glenoid component for bone deficiency in shoulder arthroplasty. Clin Orthop Relat Res Mar;466(3): Hill JM, Norris TR. Long-term results of total shoulder arthroplasty following bone-grafting of the glenoid. J Bone Joint Surg Am Jun;83-A(6):

59 62. Nowak DD, Bahu MJ, Gardner TR, Dyrszka MD, Levine WN, Bigliani LU, et al. Simulation of surgical glenoid resurfacing using three-dimensional computed tomography of the arthritic glenohumeral joint: the amount of glenoid retroversion that can be corrected. J Shoulder Elbow Surg Sep-Oct;18(5): Hoenecke HR, Jr., Hermida JC, Dembitsky N, Patil S, D'Lima DD. Optimizing glenoid component position using three-dimensional computed tomography reconstruction. J Shoulder Elbow Surg Jul-Aug;17(4): Amadi HO, Sanghavi SM, Kamineni S, Skourat R, Hansen UN, Bull AM. Definition of the capsular insertion plane on the proximal humerus. J Anat Jun;212(6): Verstraeten T. Driedimensionale CT-scan studie van de beenderige morfologie van het glenoid en de normale glenohumerale relatie. SCRIPTIE voorgedragen in de 2de Master in het kader van de opleiding tot arts. Gent De Moor G, Van Maele G. Inter- en intrawaarnemersovereenkomst (Kappacoëfficiënt): uit CURSUS INLEIDING TOT DE MEDISCHE STATISTIEK. 2008; Morag Y, Jacobson JA, Miller B, De Maeseneer M, Girish G, Jamadar D. MR imaging of rotator cuff injury: what the clinician needs to know. Radiographics Jul-Aug;26(4): Prescher A, Klumpen T. The glenoid notch and its relation to the shape of the glenoid cavity of the scapula. J Anat Apr;190 ( Pt 3): Berghs BM, Derveaux T, Speeckaert W, Vanslambrouck K, De Wilde LF. Three-dimensional analysis of the orientation and the inclination of the rotator cuff footprint. J Shoulder Elbow Surg Jan

60 Bijlage 1: Leeftijdsverdeling van de studiesamples Figuur 1: Histogram van de leeftijdsverdeling in de normale studiesample. Figuur 2: Histogram van de leeftijdsverdeling in de omartrose studiesample.

61 Bijlage 2: Werkwijze 3D-reconstructie in Mimics bij CT-scans zonder contrast Figuur 1: Overzichtsbeeld in het softwareprogramma Mimics na importeren van de CT-beelden.

62 Figuur 2: Via de functie tresholding kan men alle pixels selecteren die zich binnen het botvenster bevinden. Aldus worden alle pixels binnen het interval van Hounsfieldunits aangekleurd (blauw).

63 Figuur 3: Wanneer de binnen het botvenster geselecteerde pixels de glenohumerale gewrichtsspleet niet overbruggen, beschouwt het programma de scapula en humerus als afzonderlijke beenderen. Met de functie region growing kan men aldus rechtstreeks de scapula aankleuren door een pixel aan te klikken van dit bot (boven; lila). Op analoge wijze gebeurt dit ook voor de humerus (onder; oranje).

64 Figuur 4: Wanneer de geselecteerde pixels binnen het botvenster de glenohumerale gewrichtsspleet overbruggen, zoals meestal het geval is bij omartrose, beschouwt het programma de scapula en humerus als één bot (boven). Via de erase functie dien men aldus, snede per snede, de humerus van de scapula los te maken (midden) en omgekeerd de scapula van de humerus (onder).

65 Figuur 5: Wanneer de scapula in geen enkele snede nog vastzit aan de humerus kan men scapula (boven; blauw) en humerus (beneden; oranje) afzonderlijk selecteren via de functie region growing zoals beschreven in figuur c.

66 Figuur 6: Vervolgens kan men een 3D-reconstructie maken via de functie calculate 3D van de door region growing aangekleurde pixels. De scapula kan nadien in 3D gemanipuleerd worden (onder).

67 Figuur 7: Vervolgens kan men een 3D-reconstructie maken via de functie calculate 3D van de via region growing aangekleurde pixels. De humerus kan nadien in 3D gemanipuleerd worden (onder).

68 Bijlage 3: Werkwijze 3D-reconstructie in Mimics bij arthro-ct-scans Figuur 1: Via de functie tresholding kan men alle pixels selecteren die zich binnen het botvenster bevinden. Aldus worden alle pixels binnen het interval van Hounsfieldunits aangekleurd (groen). Aangezien contraststof zich grotendeels binnen dit interval bevindt, kleurt het ook groen.

69 Figuur 2: Wanneer men een region growing van de scapula wil uitvoeren (geel) binnen het geselecteerde botvenster (1), ziet het programma de scapula niet als één botentiteit omdat de aangrenzende contraststof en humerus dezelfde densiteit hebben. Men moet aldus via de erase functie, snede per snede, de scapula losmaken van de contraststof en humerus (2). Indien de scapula volledig vrijgemaakt is, voert men opnieuw een region growing uit binnen de scapula (3). Het programma herkent de scapula nu als afzonderlijk bot (blauw).

70 Figuur 3: Wanneer men een region growing van de humerus wil uitvoeren (geel) binnen het geselecteerde botvenster (1), ziet het programma de humerus niet als één botentiteit omdat de aangrenzende contraststof en scapula dezelfde densiteit hebben. Men moet aldus via de erase functie, snede per snede, de humerus losmaken van de contraststof en scapula (2). Indien de humerus volledig vrijgemaakt is, voert men opnieuw een region growing uit binnen de humerus (3). Het programma herkent de humerus nu als afzonderlijk bot (rood).

71 Figuur 4: Vervolgens kan men een 3D-reconstructie maken via de functie calculate 3D van de via region growing aangekleurde pixels. De scapula en humerus kunnen nadien samen of afzonderlijk in 3D gemanipuleerd worden.

72 Bijlage 4: Verdeling van de bestudeerde parameters Voor het uitvoeren van de statistische analyses dient de verdeling van alle bestudeerde parameters nagegaan te worden. In deze studie werd voor elke meting zowel een histogram als een Q-Q-plot toegepast. 1. Bepaling van het meest geschikte glenoidale vlak en zijn driedimensionale glenohumerale relatie. Onderstaande figuren illustreren de verdeling betreffende meting A: de hoek tussen het coronaal scapulair vlak en elk glenoidaal vlak. De histogrammen en Q-Q-plots tonen een duidelijke Gaussiaanse verdeling. Voor de metingen B, C en D (hier niet geïllustreerd) werd een analoge analyse toegepast en telkens werd een gelijkaardige normale verdeling vastgesteld. Figuur 3a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de driedimensionale versie van het superieur Saller vlak nagaan (meting A).

73 Figuur 4a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de driedimensionale versie van het inferieur Saller vlak nagaan (meting A). Figuur 5a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de driedimensionale versie van het maximale cirkel vlak nagaan (meting A).

74 Figuur 6a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de driedimensionale versie van het inferieure cirkel vlak nagaan (meting A). 2. De relatie van de drie cirkel vlakken met de spina scapulae as. Onderstaande figuren illustreren de verdeling betreffende meting E: de hoek die het mediaal scapulair punt maakt met de X-as (Smed - CMc - X-as, Smed - CIc - X-as, Smed - CAc - X-as). De histogrammen en Q-Q-plots tonen een duidelijke Gaussiaanse verdeling. Voor de metingen F, G, H en I (hier niet geïllustreerd) werd een analoge analyse toegepast en telkens werd een gelijkaardige normale verdeling vastgesteld. Figuur 7a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de hoek Smed - CMc - X-as nagaan (meting E).

75 Figuur 8a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de hoek Smed - CIc - X-as nagaan (meting E). Figuur 9a en b: histogram en Q-Q-plot die de verdeling van de hoek Smed - CAc - X-as nagaan (meting E).