Biomechanische Kompensationsmechanismen der Hüftgelenke und der Wirbelsäule

Das Wesentliche für Wirbelsäulen- und Hüftchirurgen

Biomechanical compensatory mechanisms of hips and spine

The essentials for spine and hip surgeons

Zusammenfassung

Die Ausrichtung der Wirbelsäule verändert sich durch Alter und Degeneration. Die Kompensation der resultierenden Deformität verlagert sich von der Wirbelsäule allein auf das Becken und die unteren Extremitäten. Besonders zwischen der Hüfte und der Wirbelsäule besteht eine enge Wechselwirkung mit Ausprägung von Symptomen, die typisch für das eine wie das andere Erfolgsorgan gewertet werden können und als Hip-Spine-Syndrom bezeichnet werden. Die biomechanischen Grundlagen der Kompensation und die Auswirkung auf die Planung von wirbelsäulen- und hüftchirurgischen Eingriffen werden kritisch dargestellt.

Abstract

Spinal alignment changes with age and degeneration. Different compensatory mechanisms of the spine are necessary to preserve spinal balance. The capacity of compensation of the spine decreases with age. Thus, the pelvis and the lower limbs become involved in the compensatory mechanism. Concomitant osteoarthritis of the hip could impair this capacity. The biomechanical principles of compensation are described with respect to planning reconstructive hip and spine surgery.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5

Abbreviations

KFA :

Knee-Flexion-Angle

LL :

Lendenlordose

LPC :

„Lumbo pelvic complex“

PI :

Pelvic Incidence

PT :

Pelvic Tilt

SSL :

Sacral Slope

SVA :

„Sagittal vertical axis“

TPA :

T1-Pelvic-Angle

Literatur

  1. 1.

    Schwab F, Dubey A, Gamez L et al (2005) Adult scoliosis: prevalence, SF-36, and nutritional parameters in an elderly volunteer population. Spine 30:1082–1085

    Article  Google Scholar 

  2. 2.

    Hu Z, Man GCW, Yeung KH et al (2020) Young Investigator Award winner: age- and sex-related normative value of whole-body sagittal alignment based on 584 asymptomatic Chinese adult population from age 20 to 89. Spine 45:79–87

    Article  Google Scholar 

  3. 3.

    Offierski CM, MacNab I (1983) Hip-spine syndrome. Spine 8:316–321

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. 4.

    Dubousset J (1994) Three-dimensional analysis oft he scoliotic deformity. In: Weinstein S (Hrsg) The pediatric spine: principles and practice. Raven Press, New York, S 479–496

    Google Scholar 

  5. 5.

    Le Huec JC, Thompson W, Mohsinaly Y, Barrey C, Faundez A (2019) Correction to: sagittal balance of the spine. Eur Spine J 28:2631

    Article  Google Scholar 

  6. 6.

    Le Huec JC, Thompson W, Mohsinaly Y, Barrey C, Faundez A (2019) Sagittal balance of the spine. Eur Spine J 28:1889–1905

    Article  Google Scholar 

  7. 7.

    Schwab F, Lafage V, Boyce R, Skalli W, Farcy JP (2006) Gravity line analysis in adult volunteers: age-related correlation with spinal parameters, pelvic parameters, and foot position. Spine 31:E959–E967

    Article  Google Scholar 

  8. 8.

    Protopsaltis T, Schwab F, Bronsard N et al (2014) TheT1 pelvic angle, a novel radiographic measure of global sagittal deformity, accounts for both spinal inclination and pelvic tilt and correlates with health-related quality of life. J Bone Joint Surg Am 96:1631–1640

    Article  Google Scholar 

  9. 9.

    Duval-Beaupere G, Schmidt C, Cosson P (1992) A Barycentremetric study of the sagittal shape of spine and pelvis: the conditions required for an economic standing position. Ann Biomed Eng 20:451–462

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. 10.

    Legaye J, Duval-Beaupere G, Hecquet J, Marty C (1998) Pelvic incidence: a fundamental pelvic parameter for three-dimensional regulation of spinal sagittal curves. Eur Spine J 7:99–103

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. 11.

    Mac-Thiong JM, Berthonnaud E, Dimar JR 2nd, Betz RR, Labelle H (2004) Sagittal alignment of the spine and pelvis during growth. Spine 29:1642–1647

    Article  Google Scholar 

  12. 12.

    Schwab F, Lafage V, Patel A, Farcy JP (2009) Sagittal plane considerations and the pelvis in the adult patient. Spine 34:1828–1833

    Article  Google Scholar 

  13. 13.

    Le Huec JC, Hasegawa K (2016) Normative values for the spine shape parameters using 3D standing analysis from a database of 268 asymptomatic Caucasian and Japanese subjects. Eur Spine J 25:3630–3637

    Article  Google Scholar 

  14. 14.

    Roussouly P, Gollogly S, Berthonnaud E, Dimnet J (2005) Classification of the normal variation in the sagittal alignment of the human lumbar spine and pelvis in the standing position. Spine 30:346–353

    Article  Google Scholar 

  15. 15.

    Roussouly P, Pinheiro-Franco JL (2011) Sagittal parameters of the spine: biomechanical approach. Eur Spine J 20(Suppl 5):578–585

    Article  Google Scholar 

  16. 16.

    Laouissat F, Sebaaly A, Gehrchen M, Roussouly P (2018) Classification of normal sagittal spine alignment: refounding the Roussouly classification. Eur Spine J 27:2002–2011

    Article  Google Scholar 

  17. 17.

    Le Huec JC, Aunoble S, Philippe L, Nicolas P (2011) Pelvic parameters: origin and significance. Eur Spine J 20(Suppl 5):564–571

    Article  Google Scholar 

  18. 18.

    Riviere C, Hardijzer A, Lazennec JY, Beaule P, Muirhead-Allwood S, Cobb J (2017) Spine-hip relations add understandings to the pathophysiology of femoro-acetabular impingement: a systematic review. Orthop Traumatol Surg Res 103:549–557

    Article  CAS  Google Scholar 

  19. 19.

    Barrey C, Roussouly P, Le Huec JC, D’Acunzi G, Perrin G (2013) Compensatory mechanisms contributing to keep the sagittal balance of the spine. Eur Spine J 22(Suppl 6):S834–S841

    Article  Google Scholar 

  20. 20.

    Pourtaheri S, Sharma A, Savage J et al (2017) Pelvic retroversion: a compensatory mechanism for lumbar stenosis. J Neurosurg Spine 27:137–144

    Article  Google Scholar 

  21. 21.

    Hovorka I, Rousseau P, Bronsard N et al (2008) Extension reserve of the hip in relation to the spine: comparative study of two radiographic methods. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot 94:771–776

    Article  CAS  Google Scholar 

  22. 22.

    Riviere C, Lazennec JY, Van Der Straeten C, Auvinet E, Cobb J, Muirhead-Allwood S (2017) The influence of spine-hip relations on total hip replacement: a systematic review. Orthop Traumatol Surg Res 103:559–568

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. 23.

    Hikata T, Watanabe K, Fujita N et al (2015) Impact of sagittal spinopelvic alignment on clinical outcomes after decompression surgery for lumbar spinal canal stenosis without coronal imbalance. J Neurosurg Spine 23:451–458

    Article  Google Scholar 

  24. 24.

    Diebo BG, Varghese JJ, Lafage R, Schwab FJ, Lafage V (2015) Sagittal alignment of the spine: What do you need to know? Clin Neurol Neurosurg 139:295–301

    Article  Google Scholar 

  25. 25.

    Le Huec JC, Leijssen P, Duarte M, Aunoble S (2011) Thoracolumbar imbalance analysis for osteotomy planification using a new method: FBI technique. Eur Spine J 20(Suppl 5):669–680

    Article  Google Scholar 

  26. 26.

    McCarthy TF, Alipit V, Nevelos J, Elmallah RK, Mont MA (2016) Acetabular cup anteversion and inclination in hip range of motion to impingement. J Arthroplasty 31:264–268

    Article  Google Scholar 

  27. 27.

    Ochi H, Baba T, Homma Y, Matsumoto M, Nojiri H, Kaneko K (2016) Importance of the spinopelvic factors on the pelvic inclination from standing to sitting before total hip arthroplasty. Eur Spine J 25:3699–3706

    Article  Google Scholar 

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Correspondence to Dr. Bernd Wiedenhöfer.

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B. Wiedenhöfer weist auf folgende Beziehungen hin: Honorare für Vorträge durch DePuy Synthes Spine, BBraun und Baxter. S. Matschke weist auf folgende Beziehung hin: Honorare für Vorträge durch Baxter. T. Pitzen weist auf folgende Beziehungen hin: Honorare für Vorträge und Hospitantenbetreuung von BBraun, DePuy Synthes Spine, Medtronic, Nuvasive. M. Ruf weist auf folgende Beziehungen hin: Honorare für Vorträge von DePuy Synthes Spine, Medtronic, Nuvasive. G. Ostrowski gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Y. P. Charles weist auf folgende Beziehungen hin: Honorare für Vorträge durch Stryker, Clariance und Ceraver.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

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Wiedenhöfer, B., Matschke, S., Pitzen, T. et al. Biomechanische Kompensationsmechanismen der Hüftgelenke und der Wirbelsäule. Orthopäde 49, 870–876 (2020). https://doi.org/10.1007/s00132-020-03980-y

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Schlüsselwörter

  • Azetabulum
  • Lordose
  • Untere Extremitäten
  • Becken
  • Spinopelvine Balance

Keywords

  • Acetabula
  • Lordosis
  • Lower extremity
  • Pelvis
  • Spino-pelvic balance