Effect of total hip arthroplasty on ipsilateral lower limb alignment and knee joint space width: minimum 5-year follow-up

Abstract

Background: This study aimed to 1) assess the effect of total hip arthroplasty (THA) on coronal limb alignment, namely, the hip–knee–ankle angle (HKA), 2) identify factors that determine changes in the HKA, and 3) determine whether alignment changes influence the knee joint space width.

Methods: We retrospectively evaluated 266 limbs of patients who underwent THA. Three types of prostheses with neck shaft angles (NSAs) of 132°, 135°, and 138° were used. Several radiographic parameters were measured in the preoperative and final radiographs (at least 5 years after THA). A paired t-test was used to confirm the effect of THA on HKA change. Multiple regression analysis was performed to identify radiographic parameters related to HKA changes following THA and changes in knee joint space width. Subgroup analyses were performed to reveal the effect of NSA change on the HKA change, and the proportion of total knee arthroplasty (TKA) usage and changes in radiographic parameters between maintained joint space and narrowed joint space groups were compared.

Results: The preoperative mean HKA was 1.4° varus and increased to 2.7° varus after THA. This change was related to changes in the NSA, lateral distal femoral angle, and femoral bowing angle. In particular, in the group with a decrease in NSA of > 5°, the preoperative mean HKA was largely changed from 1.4° varus to 4.6° varus after THA. The prostheses with NSA of 132° and 135° also led to greater varus HKA changes than those with an NSA of 138°. Narrowing of the medial knee joint space was related to changes in the varus direction of the HKA, decrease in NSA, increase in femoral offset.

Conclusion: A large reduction in NSA can lead to considerable varus limb alignment after THA, which can have adverse effects on the medial compartment of the ipsilateral knee.

목적 : 본 연구는 1)인공 고관절 전치환술 이후 동측 하지의 관상 정렬 (고관절-무릎-발목 각도)의 변화를 평가하고, 2) 고관절-무릎-발목 각도의 변화를 결정하는 요인을 확인하고, 3) 이러한 정렬의 변화가 무릎 관절의 공간에 미치는 영향에 대해서 알아보고자 하였다.

대상과 방법 : 본 연구는 인공 고관절 전치환술을 시행 받은 266 하지를 후향적으로 평가 하였다. 수술에는 132°, 135° 및 138°의 다른 경간각을 가진 세 가지 유형의 보철물이 사용되었다. 수술 전 및 수술 후 최소 5년 후의 방사선 사진에서 여러 방사선학적 매개변수가 측정 되었다. 인공 고관절 전치환술이 고관절-무릎-발목 각도 변화에 미치는 영향을 확인하기 위해 대응표본 T-검정을 시행 하였다. 또한, 고관절-무릎-발목 각도 변화와 관련된 방사선학적 매개변수를 식별하기 위해 다중회귀분석을 시행 하였으며, 고관절-무릎-발목 각도 변화에 대한 경간각 변화의 영향을 확인하기 위해 하위군 분석을 시행 하였다. 또한, 무릎 관절 공간 폭의 변화와 관련된 방사선학적 매개변수를 찾기 위해 다중회귀분석을 수행하였고, 무릎 관절공간이 유지된 그룹과 협소 해진 그룹 사이에서 인공슬관절전치환술의 비율과 방사선학적 매개변수 변화를 비교하였다.

결과 : 수술 전 평균 고관절-무릎-발목 각도는 1.4도 였으며 수술 후 내반 2.7도로 증가 하였다. 이 변화는 경간각, 외측 원위 대퇴 각도 및 대퇴골 휨각의 변화와 관련이 있었다. 특히 수술 후 경간각이 5도이상 감소한 환자들의 고관절-무릎-발목 각도는 수술 전 평균 내반 1.4도에서 수술 후 내반 4.6도로 유의하게 변화 되었다. 또한 경간각 132°및 135°의 보철물을 사용했을 경우 138°의 보철물을 사용했을 때보다 고관절-무릎-발목 각도가 더 내반 방향으로 변화 하였다. 또한 무릎의 내측 공간의 감소는 고관절-무릎-발목 각도의 내반 방향 변화, 경간각의 감소, 대퇴골 오프셋의 증가와 관련이 있었다.

결론 : 인공 고관절 전치환술을 할 때 경간각이 수술 후 현저하게 감소된다면 동측 하지의 정렬이 상당히 내반 방향으로 변할 수 있으며 이는 동측 무릎의 내측 관절 공간의 협소화를 일으킬 수 있다.