3-D reconstructie van de schouder bij rotator cuff scheuren...

FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN

Academiejaar 2011 - 2012

3-D reconstructie van de schouder bij

rotator cuff scheuren (CTA)

Hendrik DE BACKER

Julien VERSTRAETEN

Promotor: Prof. Dr. L. De Wilde

Scriptie voorgedragen in de 2de Master in het kader van de opleiding tot

MASTER IN DE GENEESKUNDE

“De auteur(s) en de promotor geven de toelating deze scriptie 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 deze scriptie.”

Datum:

De auteurs: De promotor:

Hendrik De Backer Julien Verstraeten Prof. Dr. L. De Wilde

VOORWOORD

Graag willen we alle mensen bedanken die een bijdrage hebben geleverd aan de realisatie van onze

thesis. In eerste instantie bedanken we de voorgangers Tom Verstraeten, Brecht De Coninck, Matthijs

Jacxsens en Stig Walravens die begonnen zijn met de 3D metingen op gezonde schouders. Dankzij hun

onderzoek was het mogelijk om onze pathologische CTA schouders te vergelijken met deze gezonde

schouders. Bij hen konden we steeds terecht met onze technische vragen omtrent 3D metingen op

Mimics. Vervolgens een grote bedanking aan Veerle De Rouck , waar we steeds terecht konden om

afspraken te regelen met de professor en om ons te begeleiden met het in orde stellen van allerhande

documenten. Ook Ellen Deschepper mogen we niet vergeten, voor de hulp bij de statistische

verwerking. Tot slot willen we onze promotor Professor Dr. Lieven De Wilde uitdrukkelijk bedanken.

Onder het adagio van de faculteit UGent “durf denken” leerde de professor ons op een zelfstandige

wijze wetenschappelijk na te denken, een levensles die volgens ons nog steeds het finaal doel is van

een thesis.

Hendrik De Backer

Julien Verstraeten

25 april 2012

INHOUD

ABSTRACT 1

INLEIDING 3

1. Biomechanica van de Rotator Cuff 3

2. Cuff Tear Artropathie 6

2.1 Etiologie 7

2.2 Diagnose 9

2.2.1 Presentatie van de patiënt 9

2.2.2 Beeldvormend onderzoek 9

2.2.3 Therapeutische mogelijkheden 11

3. Actuele parameters en meetmethoden 12

4. Doelstellingen en hypothesen 13

4.1 Vergelijking CTA met de normale populatie 13

4.1.1 Vergelijking subgroepen CTA volgens spierloge met de normale populatie 13

4.1.2 Vergelijking subgroep Hamada-score 4A/4B met de normale populatie 13

4.2 Correlatie kliniek, 2D en 3D 14

METHODOLOGIE 15

1. Studiepopulatie 15

1.1 Normale populatie 15

1.2 CTA populatie 15

1.2.1 Peesdegeneratie 16

1.2.2 Spierdegeneratie 16

1.2.3 Botdegeneratie 16

1.2.4 Kliniek 16

2. 3D-reconstructie 17

2.1 Definiëring van punten, lijnen, vlakken en hoeken 17

2.1.1 Ter hoogte van de humerus 17

2.1.2 Ter hoogte van het glenoïd 18

2.1.3 Ter hoogte van de scapula 19

2.2 Definiëring van het cartesiaans assenstelsel 20

2.3 Metingen 20

3. Statistiek 23

RESULTATEN 24


1.1 Peesdegeneratie 25

1.2 Spierdegeneratie 25

1.3 Botdegeneratie 25

1.3.1 Favard-score 25

1.3.2 Hamada-score 26

2. Vergelijking CTA met de normale populatie 26

2.1 Verdeling van de parameters 26

2.2 Inter- en intrawaarnemersovereenkomst 26

2.3 Descriptieve statistiek 26

2.3.1 Controle 26

2.3.2 CTA 27

2.4 Vergelijking CTA met de normale populatie 28

2.4.1 Vergelijking subgroepen CTA volgens spierloge met de normale populatie 28

2.4.2 Vergelijking subgroep Hamada-score 4A/4B met de normale populatie 29

3. Correlaties 2D, 3D en kliniek 30

3.1 Correlatie tussen kliniek en 2D 30

3.2.1 Y-as humerus 32

3.2.2 Som Y-as humerus en Y-as scapula 33

DISCUSSIE 34


2. Vergelijking CTA met de normale schouders 35

3. Correlatie 2D, 3D en kliniek 37

4. Beperkingen van de studie 38

4.1 Beperking van het cartesiaans assenstelsel 38

4.2 Beperking van de grootte van de CTA populatie 39

CONCLUSIE 40

1

ABSTRACT

INLEIDING: Cuff Tear Arthropathy (CTA) wordt gedefinieerd als de combinatie van glenohumerale

artritis enerzijds en massieve Rotator Cuff scheuren anderzijds (meer dan twee full-thickness

peesscheuren). Om een actieve glenohumerale centrage te bekomen is er nood aan een intacte Rotator

Cuff. Wanneer er zich bij een massieve Rotator Cuff scheur voldoende compensatiemechanismen

kunnen ontwikkelen volgens het ‘suspension bridge’ fenomeen hebben we te maken met een

asymptomatische Rotator Cuff scheur. Wanneer deze zich echter onvoldoende kunnen ontwikkelen

gaat de balans van de krachtenkoppels verloren en ontstaat een ascentie van de humerus met een

pijnlijk subacromiaal conflict. De chirurg dient de nadruk te leggen op het biomechanisch herstel van

deze krachtenkoppels, eerder dan het anatomisch herstel wat het vroegtijdig chirurgisch ingrijpen

verantwoordt bij het tekort schieten van de compensatiemechanismen en afwezige glenohumerale

artritis. De glenohumerale relatie bij CTA wordt voor het eerst op een 3D manier bestudeerd en

vergeleken met normale schouders en de mogelijke gevolgen hiervan op het huidig ziekenhuismilieu

worden bekeken.

METHODOLOGIE: De glenohumerale relatie van 51 preoperatieve CTA schouders worden

vergeleken met 151 normale schouders volgens de ‘inferieur cirkel vlak’- methode, een 3D meting op

CT beelden, gebruik makende van het computerprogramma Mimics. Volgens Hamada et al. en

Favard et al. worden scores op botdegeneratie gegeven op alle 51 CTA Rx-beelden. Gegevens uit

operatieverslagen en Constant-score (een klinische evaluatie) worden opgenomen in de database. De

CTA populatie kan ingedeeld worden volgens ‘loge’ van spieraantasting in een ‘totale groep’,

‘posterieure groep’ en ‘anterieure groep’ of ingedeeld worden in een groep met ernstige botdegeneratie

(Hamada-score 4A/4B). De inter- en intra-waarnemersovereenkomsten worden berekend.

RESULTATEN: De gemiddelde leeftijd van de normale populatie is 42 jaar, die van de CTA

populatie 74 jaar. Niet-parametrische testen worden toegepast doordat de meetwaarden van de CTA

populatie niet normaal verdeeld zijn. Het centrum van rotatie (CR) en dus de humeruskop maakt een

lichte posterieure projectie in de X-as (‘X-as humerus’) voor zowel normale schouders als CTA

schouders met een mediale hoek van respectievelijk 91,69° en 94,06°. In beide populaties is er een

lichte superieure projectie in de Y-as (‘Y-as humerus’) van respectievelijk 91,99° en 94,28°. De ‘X-as

scapula’ en ‘Y-as scapula’ zijn respectievelijk 94,05° en 112,17° voor de normale populatie en 94,41°

en 109,59° voor de CTA populatie. De afstand tussen het centrum glenoïd en het centrum van rotatie

(GC-CR) is respectievelijk 24,66 mm en 25,80 mm. De afstand tussen het centrum glenoïd en het

mediaal scapulair punt bedraagt 107,24 mm voor de normale populatie en 104,80 mm voor de CTA

populatie. De straal van de humeruskop is respectievelijk 23,87 mm en 24,34 mm, de straal van de

inferieure cirkel op het glenoïd is 12,61 mm en 12,74 mm. De versie (hoek van het glenoïd vlak met

2

het scapulair vlak) bedraagt -4,50° voor de normale populatie en -4,43° voor de CTA populatie wat in

beide gevallen een retroversie weergeeft. Significante verschillen tussen beide populaties worden

gevonden voor ‘X-as humerus’ (p=0,023), ‘Y-as humerus’ (p=0,004), afstand ‘centrum glenoïd –

centrum van rotatie’ (p=0,006) en ‘straal humeruskop’ (p=0,037). De CTA populatie wordt ingedeeld

volgens ‘loge’ van spieraantasting en de mediale waarden van ‘X-as humerus’ en ‘Y-as humerus’

worden berekend: de ‘totale groep’ (N=23) heeft respectievelijk een mediane hoek van 95,94° en

93,92°, de ‘posterieure groep’ (N=21) een hoek van 93,64° en 94,06° en de ‘anterieure groep’ (N=3)

95,57° en 95,21°. Bij CTA schouders met ernstige botdegeneratie (Hamada-score 4A/4B, N=23)

worden volgende mediale metingen berekend: ‘X-as humerus’ (93,25°), ‘Y-as humerus’ (96,58°),

afstand ‘GC-CR’ (27,02mm) en ‘straal humerus’ (25,34mm). Significante verschillen met de normale

populatie werden gevonden voor ‘Y-as humerus’ (p=0,001), afstand ‘GC-CR’ (p=0,006) en ‘straal

humeruskop’ (p=0,011). Onderlinge correlaties tussen 2D (Hamada-score), 3D (Y-as humerus) en

kliniek (Constant-score) worden onderzocht. Geen significante onderlinge correlaties worden

gevonden tussen 2D en 3D met de kliniek. Een significante zwakke correlatie van 0,358 wordt

gevonden tussen de Hamada-score en Y-as humerus (p=0,010). Een iets grotere correlatie van 0,409

wordt gevonden tussen Hamada-score en de som ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’ (p=0,003). De

inter- en intra-waarnemersovereenkomsten zijn voor alle metingen groter dan 0,74 en dus excellent.

DISCUSSIE

Het verlies van de actieve glenohumerale centrering ten gevolge van Cuff Tear Arthropathy heeft in

tegenstelling tot wat we dachten geen supero-anterieure verplaatsing maar een supero-posterieure

verplaatsing hetgeen verklaard kan worden door het compenserend mechanisme van de scapula die

deze richting verklaart. Een significante vergroting van de afstand tussen ‘centrum glenoïd’ en

‘centrum van rotatie’ (GC-CR) zou te verklaren zijn door de supero-posterieure verplaatsing maar ook

door een significante toename van de straal van de best passende bol van de humeruskop bij CTA ten

gevolge van de glenohumerale artritis. Om deze stelling te bekrachtigen werd een groep CTA-

patiënten met meer uitgesproken humeruskop slijtage (Hamada-score 4A/4B) onderzocht. Er werd een

significant grotere straal van de best passende bol van de humeruskop en een significant grotere

afstand tussen ‘centrum glenoïd’ en ‘centrum van rotatie’ gevonden in vergelijking met de normale

populatie. Deze waarden waren ook groter bij de totale CTA populatie maar significante verschillen

werden niet berekend wegens te kleine groepen. Ten slotte werden onderlinge correlaties tussen

kliniek (Constant-score), 2D (Hamada-score) en 3D (‘Y-as humerus’) onderzocht. Er werden geen

significante correlaties gevonden tussen de kliniek en 2D enerzijds en de kliniek en 3D-beeldvorming

anderzijds. Bij deze laatste was wel een neerwaartse tendens van de ‘fitline’ zichtbaar op de scatterplot

wat een omgekeerde correlatie tussen ‘Y-as humerus’ en Constant-score doet vermoeden. Een

significante correlatie tussen de Hamada-score en ‘Y-as humerus’ en de som ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as

scapula’ werd wel gevonden.

3

INLEIDING

1. Biomechanica van de Rotator Cuff

Een goede biomechanische kennis van de normale schouderfunctie is van belang om een inzicht te

krijgen in de diagnostiek en therapeutisch aanpak. Een operatieve behandeling geeft aanleiding tot

structurele veranderingen en interfereert met de biomechanica van het schoudergewricht. Om een

normale schouderfunctie te bekomen, moeten een aantal biomechanische principes correct toegepast

worden.

De passieve structuren die de glenohumerale functie bepalen zijn de anatomie van het bot, het

kraakbeen en het labrum. Er is een duidelijke beenderige non-congruentie tussen de convexe kop van

de humerus en het vlakke benige glenoïd, maar de vorm van het kraakbeen en labrum vergroten de

congruentie tussen deze oppervlakten. Naast de passieve structuren zijn er ook actieve structuren die

de glenohumerale functie bepalen zoals de Rotator Cuff. De Rotator Cuff wordt opgebouwd uit de

Supraspinatus bovenaan, de Infraspinatus en Teres Minor posterieur (posterieure cuff) en de

Subscapularis anterieur (anterieure cuff). De Rotator Cuff spieren zorgen ook voor de nodige

concaviteitscompressie, zodat de humeruskop in het glenoïd geduwd wordt. Het glenohumerale

gewricht wordt actief en passief gecentreerd en gestabiliseerd [1].

Figuur 1: Anatomie van de Rotator Cuff opgebouwd uit de Supraspinatus, Infraspinatus, Teres Minor en de Subscapularis

4

Om een actieve glenohumerale centrage te bekomen door de spieren van het schoudergewricht, is er

nood aan krachtenkoppels [2]. Deze krachtenkoppels worden teruggevonden in het transversaal en

coronaal vlak [2]. De glenohumerale functie is dus afhankelijk van de balans van die twee belangrijke

krachtenkoppels. Deze balans heeft nood aan een functionele integriteit van de anterieure cuff, de

posterieure cuff en de Deltoïdeus spier.

Het krachtenkoppel in het transversaal vlak wordt gevormd door de Infraspinatus en Teres Minor

posterieur en de Subscapularis anterieur [2]. Deze situatie kan men makkelijk vergelijken met een

ruiter die het hoofd van het paard bestuurd met teugels. Wanneer de ruiter teveel aan één kant trekt, zal

het paard niet meer rechtdoor lopen. Hetzelfde kan gezegd worden van de schouderfunctie. Als de

anterieure Subscapularis een grotere kracht uitoefent dan de posterieure Infraspinatus en Teres Minor

of omgekeerd, dan zal het schoudergewricht niet meer actief gecentreerd worden.

Figuur 2: Het transversaal krachtenkoppel (links) wordt gevormd door de Infraspinatus en Teres Minor posterieur en de Subscapularis anterieur. Het coronaal krachtenkoppel (rechts) bestaat uit de Deltoïdeus en de onderste cuff gevormd door de Infraspinatus, Subscapularis en Teres Minor [2].

In het coronaal vlak spelen enkel het onderste deel van de Rotator Cuff samen met de Deltoïdeus spier

een rol. De onderste Rotator Cuff wordt gevormd door de Infraspinatus, Subscapularis en Teres Minor

en zijn de voornaamste depressors van het schoudergewricht [2]. De Deltoïdeus spier daarentegen

zorgt voor een opwaartse kracht van het schoudergewricht. Het centrum van rotatie (CR) wordt

gedefinieerd als het middelpunt van de humerale kop. Zolang de actielijn van de Rotator Cuff zich

onder het CR bevindt, is het Deltoïdeus-Rotator Cuff krachtenkoppel gebalanceerd. Dit is nodig om

een biomechanisch tegengesteld moment te creëren van de Deltoïdeus, wat dan weer nodig is voor de

elevatie van de arm [2].

5

Bij een gescheurde Supraspinatus blijft de actielijn van de Rotator Cuff onder het centrum van rotatie

en zal deze een beperkte rol spelen in de actieve stabiliteit van het schoudergewricht in het coronaal

vlak. Ook in het transversaal vlak zal een Supraspinatus scheur geen effect hebben aangezien deze hier

helemaal niet aan bod komt. Dit heeft tot gevolg dat bij geïsoleerde Supraspinatus scheuren de balans

tussen anterieure en posterieure krachten voldoende is om een superieure translatie van de humeruskop

tegen te gaan ondanks trekkracht van de Deltoideus tijdens een abductiebeweging [3-6] en kan men

dus het herstel van de Supraspinatus achterwege laten bij een geïsoleerde scheur [6,7]. Bij massieve

scheuren (meer dan twee delen van de Rotator Cuff, zie verder voor de definitie) is deze balans tussen

anterieure en posterieure cuff dus wel verstoord en dient deze hersteld te worden aangezien de Rotator

Cuff de kritische component is in het verzorgen van stabiliteit en zorgt voor een voldoende

concaviteitscompressie. Bovendien zijn niet alle scheuren symptomatisch doordat

compensatiemechanismen kunnen ontwikkelen waardoor de balans van de krachtenkoppels behouden

blijft [8].

Figuur 3: Het ‘suspension bridge’ vergelijkt een Rotator Cuff scheur met een hangbrug, hierbij kan de scheur gemodelleerd worden naar een geladen kabel van een brug [9].

Burkhart et al. verduidelijkte dit compensatiemechanisme aan de hand van het ‘suspension bridge’

model [9]. Hierbij vergeleek hij een Rotator Cuff scheur met een hangbrug en kan de scheur

gemodelleerd worden naar de geladen kabel van de brug. De vrije rand van de scheur correspondeert

met de kabel, terwijl de anterieure en posterieure aanhechtingen van de scheur corresponderen met de

ondersteuningen aan elk uiteinde van het bereik van de kabel. Om een normale glenohumerale functie

te bewerkstelligen, is het belangrijk een volledig ontwikkeld hangbrug mechanisme te hebben na een

6

scheur [9]. Er zijn twee stabiele fixatie punten nodig tussen pees en bot, met daartussen een stabiele

Rotator Cuff kabel. Wanneer dit mechanisme zich onvoldoende kan ontwikkelen, gaat de balans van

de krachtenkoppels verloren waardoor er, bij het ontstaan van één of twee instabiele fixatiepunten, een

verlies van actieve glenohumerale centrerende functie ontstaat met als gevolg een ascentie van de

humeruskop met een pijnlijk subacromiaal conflict [9].

Via dit model wordt dan ook verklaard waarom sommige scheuren symptomatisch zullen zijn en

anderen dan weer niet. De biomechanische integriteit is dus belangrijker de biomechanische integriteit

dan de anatomische integriteit, wat zijn weerslag heeft op de therapeutische mogelijkheden. Via het

hangbrug fenomeen wordt het concept van partieel herstel van een massieve onherstelbare Rotator

Cuff scheur meteen ook duidelijk [6,10]. Door een partieel herstel kan de Rotator kabel en het

transversaal krachtenkoppel hersteld worden. Op deze manier wordt de biomechanische functie van

het schoudergewricht hersteld waardoor de ascentie van de humeruskop wordt tegengegaan [9].

Hierover later meer bij therapeutische mogelijkheden.

2. Cuff Tear Artropathie

De definitie van Cuff Tear Arthropathie (CTA) werd voor het eerst geïntroduceerd door Neer et al. en

beschrijft de combinatie van glenohumerale artritis en een massieve Rotator Cuff scheur [11]. Neer

beschrijft een massieve Rotator Cuff scheur als minstens twee full-thickness peesscheuren [11]. Dit

kunnen we visueel voorstellen door de Rotator Cuff te bekijken als de vingers rond een bal. Bij het

verlies van één vinger zal er nog voldoende stabiliteit zijn om de controle over de bal te houden. Het is

pas bij verlies van meerdere vingers dat de controle over de bal verloren gaat.

Figuur 4: Voorstelling van de Rotator Cuff als de vingers rond een baseball. Bij een massieve Rotator Cuff scheur (minstens twee full-thickness peesscheuren) en dus een verlies aan meerdere vingers verliest men de controle over de bal.

7

De Rotator Cuff kan onderverdeeld worden in drie loges. De superieure loge wordt gevormd door de

Supraspinatus, de posterieure loge door de Infraspinatus en Teres Minor, de anterieure loge door de

Subscapularis. Hierbij stellen de Supraspinatus, de Infraspinatus en Teres Minor elk één vinger voor,

terwijl de Subscapularis twee vingers voorstelt. Bij verlies van minstens twee vingers, spreekt men

vervolgens over een massieve Rotator Cuff Scheur.

Figuur 5: Voorstelling van de loges van de Rotator Cuff. De superieure loge wordt gevormd door de Supraspinatus, de posterieure loge door de Infraspinatus en de Teres Minor, de anterieure loge door de Subscapularis.

Andere morfologische eigenschappen die Neer bespreekt zijn: een superieure migratie en femoralisatie

van de proximale humeruskop (erosie van de tuberositas major), een collaps van het proximale aspect

van het humerale articulaire oppervlak en een erosie met eventuele acetabularisatie van het acromion

(hervorming van de acromiale boog zodat een kom wordt gevormd voor het proximaal deel van de

humerus) [11]. Er zijn zowel bot- als weke delen letsels. Naast erosies van botstructuren ziet men ook

humerale osteopenie en een beperkte bewegingsmodaliteit van het schoudergewricht [11]. Vaak

behouden mensen een aanvaardbare schouderfunctie ondanks radiografische deterioratie [12].

2.1 Etiologie

Belangrijk om op te merken is dat een massieve Rotator Cuff scheur nodig is om CTA te gaan

ontwikkelen, maar dat slechts een klein percentage van deze patiënten met een massieve Rotator Cuff

scheur uiteindelijk CTA gaan ontwikkelen [11,13,14]. Veel mensen hebben bovendien een Rotator

Cuff scheur zonder pijn of ongemak. De incidentie van asymptomatische patiënten is onbekend, maar

de frequentie van full-thickness scheuren in anatomische studies doen vermoeden dat de scheuren het

gevolg zijn van een normaal verouderingsproces. St Pierre et al. toonde aan dat dit verouderingsproces

8

start rond de leeftijd van vijftig jaar, meer dan de helft van de schouders ouder dan zestig jaar hebben

een partial of full-thickness scheur zonder pijn of ongemak [8]. De precieze oorzaak van het ontstaan

van deze scheur is niet gekend, maar enkele hypothesen worden voorgesteld:

A. Nutritionele theorie

Samen met de mechanische theorie, stelden Neer et al. ook een nutritionele theorie voor. Een alteratie

van de lokale biologie zou verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van articulaire degradatie. Door het

scheuren van de cuff ontsnappen voedingsbestanddelen waardoor er een daling ontstaat van de

gewrichtsvochtdrukken. Deze drukken zijn net nodig voor de dispersie van de stoffen doorheen het

articulair kraakbeen. Verdere biologische veranderingen in het kraakbeen zijn geassocieerd aan een

verminderd gebruik van het schoudergewricht door een disfunctionele Rotator Cuff en de hiermee

gepaard gaande verminderde bewegingsmogelijkheid. Deze biologische factoren zouden

verantwoordelijk zijn voor kraakbeenatrofie [11,13,14].

B. Mechanische theorie

De deterioratie van het articulair kraakbeen wordt in deze theorie gezien als het direct gevolg van een

abnormale mechanische stress waaraan de humeruskop wordt blootgesteld. De humeruskop zal

bijgevolg naar boven en naar voor migreren zonder de beperkingen opgelegd door een intacte en

gebalanceerde Rotator Cuff. Op deze manier komt de humeruskop onder het acromion terecht en zal

zo door beweging en repetitieve trauma het kraakbeenoppervlak verder degraderen. De mechanische

factoren geassocieerd aan massieve cuff scheuren leiden tot niet gebalanceerde spierkrachten

[11,12,13].

C. Inflammatoire theorie

Deze theorieën werden gepostuleerd uit onderzoek gedaan op Milwaukee schouders [15-18], een

ziekte die sterk lijkt op CTA. Bij schouders die lijden aan CTA werden verhoogde concentraties aan

calcium fosfaat kristallen gevonden. Deze kristallen triggeren een cascade die de loslating van

collagenase en protease zou veroorzaken en voor een verdere degradatie van het kraakbeenweefsel

zorgt [13-18]. Het zou gaan om een laaggradige inflammatoire respons met een proliferatie van cellen

en fibroblasten. Deze fibroblasten secreteren proteolytische enzymen die verantwoordelijk zijn voor de

snelle degradatie van de kraakbeenmatrix componenten gezien bij CTA [19].

D. Krachtenkoppel theorie

Burkhart deed fluoroscopische vergelijkingen van kinematische patronen bij massieve Rotator Cuff

scheuren. Bij een onstabiele kinematica ontstaat er sneller slijtage (cfr. Inleiding: 1. Biomechanica van

de Rotator Cuff) [20].

9

Collins en Harryman probeerden in 1997 deze theorieën te combineren: de humerale kop ontsnapt

door een massieve gescheurde cuff (krachtenkoppel theorie). Door de mechanische impact van de

humerale kop op het acromion ontstaat er kraakbeen fragmentatie en een debris aan deeltjes

(mechanische theorie). Deze debris initieert een enzymatische respons (inflammatoire theorie) die

verdere schade veroorzaakt aan het kraakbeen en resulteert in pijn en immobiliteit met verdere disuse

en deterioratie van het articulaire oppervlak tot gevolg [13,21].

2.2 Diagnose

2.2.1 Presentatie van de patiënt

Patiënten met CTA zijn typisch vrouwelijk en zeventig jaar of ouder [12]. Vaak hebben ze een lange

geschiedenis van progressieve pijn, limitatie van dagelijkse activiteiten en kregen ze verschillende

corticosteroïd injecties voor hun klachten [11]. Neer et al. beschrijft een 9,8 jarige voorgeschiedenis

van pijn in een interval van 2-20 in zijn originele beschrijving [11]. Nachtelijke pijn komt vaak voor

naast een verlies aan verschillende bewegingen, vooral in een verder stadium. Welke bewegingen

verzwakt zijn, is afhankelijk van de pees die gescheurd is. Bij een Supraspinatus scheur zal de

abductie verzwakt zijn, terwijl bij een Infraspinatus scheur het eerder de exorotatie zal zijn die

verzwakt is. Een Subscapularis scheur geeft een verzwakte endorotatie. Het verlies aan flexie varieert

van 15 graden tot 60 graden, het verlies aan exorotatie varieert van 10 graden tot 35 graden [22-24].

Zoals eerder vermeld, ontstaat de pijn bij een onstabiele Rotator Cuff scheur en kan de peesscheur

pijnloos zijn wanneer er zich voldoende compensatiemechanismen ontwikkeld hebben volgens het

‘suspension bridge’ model [9].

De Constant-Murley score [25] is een algemeen aanvaarde klinische methode om pijn (15 punten),

dagdagelijkse activiteiten (20 punten), kracht (25 punten) en bewegingsbereik (40 punten) na te gaan

en om te zetten in een score op 100. Voor de volledigheid worden ook de klinische lag signs vermeld

[16], deze hebben een belangrijke voorspellende waarde voor de beoordeling van de locatie en de

grootte van de scheur. Andere klinische testen voor krachtsevaluatie zijn de aanwezigheid van een

‘hornblower’ teken (een teres minor test) [28] en de ‘press-belly’ test (een subscapularis test) [29].

2.2.2 Beeldvormend onderzoek

CTA wordt hedendaags op een 2D manier in beeld gebracht. Een eerste vorm is de Anterieur-

Posterieure Radiografie. Op deze radiografieën zijn verschillende karakteristieken te vinden, typisch

voor CTA. Voorbeelden van karakteristieken zijn een verkleinde acromiohumerale afstand [30],

femoralisatie van de proximale humerus [11,14], acetabularisatie van het acromion [31] en excavatie

of verdunning van het acromion [31]. Hamada et al. [31] classificeerde deze radiologische

bevindingen zoals op figuur 6 weergegeven:

10

Figuur 6: Classificatie volgens Hamada van omarthrotische schouders [32]

Graad 1: Acromiohumerale afstand is groter of gelijk aan 6 mm

Graad 2: Acromiohumerale afstand is kleiner dan 6 mm

Graad 3: Acromiohumerale afstand is kleiner dan 6 mm met acetabularisatie van het acromion

Graad 4A: Acromiohumerale afstand is kleiner dan 6 mm met aanwezigheid van glenohumerale

artrose (glenohumerale afstand is kleiner geworden). Zonder acetabularisatie

Graad 4B: Acromiohumerale afstand is kleiner dan 6 mm met aanwezigheid van gleno-humerale

artrose (glenohumerale afstand is kleiner geworden). Met acetabularisatie

Graad 5: Acromiohumerale afstand is kleiner dan 6 mm met botnecrose van de humeruskop

Tabel 1: Classificatie volgens Hamada van omarthrotische schouders [31]

De classificatie van Favard et al. [7,33] classificeert het glenoïd in verschillende categorieën zoals

onderstaand weergegeven:

Figuur 7: Classificatie volgens Favard van het glenoïd in het frontale vlak [32]

E0: Geen erosie

E1: Concentrische erosie van het glenoïd

E2: Erosie van het superieure gedeelte van het glenoïd

E3: Uitgebreide superieure erosie

E4: Erosie van het inferieure gedeelte van het glenoïd

Tabel 2: Classificatie volgens Favard van het glenoïd in het frontale vlak [33]

11

Naast Rx, worden ook andere beeldvormingsmodaliteiten gebruikt zoals MR en CT. Ook hier is het de

gewoonte te werken op basis van 2D imaging. Naast de evaluatie van de peesscheur die onderverdeeld

kan worden in partial en full-thickness, kan er ook een evaluatie gedaan worden van de vettige

degeneratie. Goutallier et al. [34] kwantificeert deze vettige degeneratie van de spier op CT volgens

vier graden waarbij graad 0 geen vettige degeneratie vertoont en graad 4 volledige vettige degeneratie.

Bij graad 1 is de spier minder dan 25 procent vettig gedegenereerd, bij graad 2 is deze tussen 25 en 50

procent gedegenereerd en bij graad 3 is deze tussen 50 en 75 vettig gedegenereerd. Deze vettige

degeneratie wordt best bepaald in het axiale vlak [35]. Om het onderscheid te maken tussen graad 2 en

graad 3 kan gebruik gemaakt worden van het ‘fish backbone’ teken [35].

Figuur 8: Het ‘fish backbone’ teken toont een Goutallier graad 3 aan, hier van de Supraspinatus in een axiaal vlak [35].

2.2.3 Therapeutische mogelijkheden

Ondanks een brede waaier aan behandelingsopties voor CTA, is er nog geen prospectief evidence-

based behandelingsplan voor deze aandoening die zich kenmerkt door pijn en een functieverlies van

het schoudergewricht [36].

In de eerste lijn wordt de pijn bij de meeste patiënten aangepakt met NSAID’s of cortisone injecties.

Rehabilitatie oefeningen worden ingezet tegen het functieverlies. Deze behandelingen duren zeer lang

en hebben een wisselend succes. Gezien de aandoening voorkomt bij oudere, bejaarde personen heeft

een functieverlies van het schoudergewricht een grote impact op de zelfstandigheid en de

dagdagelijkse activiteiten. De behandeling en revalidatie zouden hierdoor niet te lang mogen duren

waardoor men soms snel overgaat naar een chirurgische interventie [13,36,37].

12

Bij een chirurgische interventie wordt de decentrering van de humeruskop tegengegaan door een

herstel van de krachtenkoppels (hechting van gescheurde cuff pezen, peestransfer of plaatsen van

prothese). Door vroeg te behandelen ontstaat er minder slijtage door de decentrering waardoor de kans

op herstel ook groter is [36]. Op vandaag worden er voornamelijk twee soorten schouderprothesen

gebruikt: de hemi-arthroplasty en de reverse-arthroplasty. De reverse arthroplasty werd ontwikkeld

voor patiënten met CTA. Op het glenoïd wordt een sfeer geplaatst en de humeruskop wordt door een

kom vervangen. Door dit design ontstaat een biomechanisch herstel van de krachtenkoppels waarbij de

Deltoïdeus spier de abductie uitvoert. In essentie zorgt de prothese ervoor dat het schoudergewricht

weer kan functioneren zonder een goede werking van de Rotator Cuff spieren. Deze prothese heeft als

extra voordeel dat de opwaartse kracht van de Deltoïdeus spier wordt tegengewerkt door een

biomechanisch tegengesteld moment te creëren waardoor een ascentie van de humeruskop wordt

verhinderd, wat wel kan gebeuren bij andere prothesen. Dankzij de schouderprothesen is er

pijnvermindering en herstel van de mobiliteit voor dagdagelijkse activiteiten [13,37].

3. Actuele parameters en meetmethoden

Voor de oriëntatie van het glenoïdaal vlak wordt er in de literatuur frequent gebruik gemaakt van

inclinatie en versie. Dit zijn meestal 2D metingen uitgevoerd op CT-beelden. De studies blijken een

grote spreiding van waarden te hebben en sommige studies spreken elkaar tegen [38-41]. Dit kan deels

verklaard worden doordat de snederichtingen op CT beelden afhankelijk zijn van de positie van het

schoudergewricht waardoor meetwaarden kunnen verschillen [39,42]. Door deze beperking is De

Wilde et al. op zoek gegaan naar een accuratere meetmethode [41]. In deze studie werd een 3D-

reconstructie uitgevoerd op CT-beelden van 151 gezonde, normale schouders. Door de 3D-

reconstructie zijn de meting niet meer afhankelijk van de snederichting van de CT-scan waardoor de

resultaten onafhankelijk zijn van de positie van het botstuk. Dit geldt indien de metingen enkel op 1

botstuk worden uitgevoerd, bij berekening op het glenohumeraal gewricht zijn de metingen ook

onderhevig aan de positie van de twee botstukken onderling. Hiervoor standaardiseerde De Wilde et al.

de schouder positie tijdens een CT-scan zodat het glenohumeraal gewricht zich steeds in dezelfde

positie bevindt [38]. Hierdoor is het mogelijk om vergelijkbare relationele metingen uit te voeren, wat

nodig is om de glenohumerale relatie te kunnen bestuderen.

In de 3D-studie van De Wilde et al. werden drie verschillende methoden toegepast op 151 (gezonde)

normale schouders. Dit is tot op heden de grootste 3D-studie op schouders. Dankzij deze studie is het

niet alleen mogelijk om met dezelfde methode pathologische CTA schouders te meten en onderling te

vergelijken maar ook om de meetwaarden te kunnen vergelijken met de normale populatie. Van de

drie verschillende methoden wordt de methode gebruikt met de kleinste varianties, dit is de methode

van het ‘inferieure cirkel vlak’ (cfr. infra). Voor de reconstructie van de humeruskop kan men ervan

13

uitgaan dat het articulatieoppervlak kan herleid worden tot een bol [43-45] en dat men het centrum van

rotatie, het biomechanisch centrum mag gelijkstellen aan het geometrische centrum van de

gereconstrueerde bol [43].

4. Doelstellingen en hypothesen

4.1 Vergelijking CTA met de normale populatie

Op de CTA schouders worden dezelfde metingen uitgevoerd als op de 151 gezonde schouders en

verschillen worden bestudeerd. Een eerste doelstelling van dit onderzoek is het aantonen van de

ascenderende migratie van de humeruskop tegenover het glenoïd in 3D parameters. Onze hypothese is

dat de humeruskop een ascentie zal maken in vergelijking met de normale populatie.

4.1.1 Vergelijking subgroepen CTA volgens spierloge met de normale populatie

De CTA schouders worden opgedeeld in drie subgroepen volgens de ‘loge’ van aantasting van de cuff

spier. Er wordt een ‘totale groep’, ‘posterieure groep’ en ‘anterieure groep’ aangemaakt (cfr. infra). De

meetwaarden worden vergeleken tussen de subgroepen onderling, de totale CTA groep en tenslotte

met de normale populatie. Zo wordt nagegaan of er een relatie is tussen het type scheur en de

voorwaarts/achterwaartse beweging van de humerus tegenover het glenoïd. Er wordt verondersteld dat

er een verschil is in positie van de humeruskop naargelang de subgroep. Indien de posterieure spieren

zijn aangetast, verwachten we dat de min of meer intacte anterieure spieren de humeruskop wat meer

naar anterieur gaan trekken waardoor de humeruskop maar naar anterieur zal liggen in vergelijking

met het glenoïdale vlak. Het omgekeerde wordt beredeneerd indien de anterieure spieren zijn aangetast,

waarbij er posterieure translatie van de humeruskop wordt verwacht. Bij ernstige CTA met aantasting

van de Supraspinatus, Infraspinatus en Subscapularis pees wordt verondersteld dat de verplaatsing van

de humeruskop meer uitgesproken is dan de totale CTA populatie tegenover de normale populatie.

4.1.2 Vergelijking subgroep Hamada-score 4A/4B met de normale populatie

Een aparte subgroep van CTA schouders met een Hamada-score 4A/4B wordt vergeleken met de

totale CTA populatie en met de normale populaties. Bij deze score is er een duidelijke slijtage van het

articulatieoppervlak van de humeruskop en glenoïd zonder te veel aantasting van de anatomie van de

humeruskop (want een volledige collaps van de humeruskop komt overeen met een Hamada-score 5).

Als hypothese wordt gesteld dat de waarden significant verschillen met de normale populatie en dat

deze verschillen meer uitgesproken zijn dan de vergelijking tussen CTA populatie en normale

schouders.

14

4.2 Correlatie kliniek, 2D en 3D

Tot slot wordt nagegaan of er een correlatie is van 2D paramaters (in dit onderzoek wordt gekozen

voor de Hamada-score en de Favard-score) en 3D parameters (3D metingen) met de kliniek (Constant-

score). Tussen de 2D en 3D parameters onderling worden ook correlaties onderzocht. Als hypothese

wordt gesteld dat er een positieve correlatie bestaat tussen de Constant-score, 2D parameters en 3D

parameters.

15

METHODOLOGIE

1. Studiepopulatie

Patiënten met Cuff Tear Arthropathy werden bestudeerd aan de hand van een CT-scan en Rx-foto van

de schouder. Alle CT-scans werden genomen in het UZ-Gent volgens een uniforme positie. Hierbij

liggen de patiënten op de rug met beide armen gefixeerd in adductie zodat de bovenarm in het

coronaal vlak ligt. De elleboog is in 90° flexie waardoor de onderarm in het sagittaal vlak komt te

liggen [32].

1.1 Normale populatie

In voorgaand onderzoek van Prof. Dr. De Wilde werd de 3D glenohumerale relatie van 151 gezonde

schouders reeds bestudeerd. De resultaten van deze studie werden opgenomen in onze database

[38,41].

1.2 CTA populatie

Voor de selectie van patiënten met CTA werden de operatieverslagen van Prof. Dr. De Wilde

doorgenomen. Aangezien deze patiënten CT- en Rx-beeldvorming preoperatief ondergaan, kan deze

beeldvorming gebruikt worden voor deze studie. Bij een CT-scan wordt de contralaterale schouder

automatisch meegescand. Bij aanwezigheid van CTA in de contralaterale schouder (gecontroleerd

door Prof. De Wilde) werden deze eveneens geïncludeerd in deze studie. Tevens werden via het

Elektronisch Patiënten Dossier (EPD) CTA-scans van patiënten opgezocht.

De CTA populatie wordt opgedeeld volgens peesscheur in een ‘Totale groep’, ‘Posterieure groep’ en

‘Anterieure groep’ (cfr. infra). Bij patiënten zonder operatieverslag waar geen informatie beschikbaar

is over de peesdegeneratie wordt gekeken naar de spierdegeneratie (vettige degeneratie volgens

Goutallier et al.). Indien een spier een score 3 of 4 heeft, is de spier zo goed als niet functioneel en

wordt deze gelijkgesteld aan een peesscheur.

16

1.2.1 Peesdegeneratie

In de operatieverslagen staat vermeld welke Rotator Cuff pezen gescheurd zijn. Deze gegevens

worden opgenomen in de database. Om een beter beeld te krijgen van de peesscheuren worden deze

ingedeeld volgens de ‘loge’ van insertie. Zoals in de inleiding beschreven (zie Figuur 5) kunnen de

spieren in drie loges ingedeeld worden. Een posterieure loge waar de Teres Minor en Infraspinatus

spier een achterwaartse kracht uitoefenen op de humeruskop, een bovenste loge met de Supraspinatus

en een anterieure loge waar de Subscapularis een voorwaartse kracht uitoefent om de twee spieren

van de posterieure loge te compenseren. Volgens deze opdeling worden de peesscheuren van onze

populatie opgedeeld in drie groepen om een beter overzicht te krijgen:

• Totale groep: Supraspinatus, Infraspinatus en Subscapularis zijn gescheurd (+/- Teres Minor)

• Posterieure groep: Supraspinatus en Infraspinatus (+/- Teres Minor) zijn gescheurd

• Anterieure groep: Supraspinatus en Subscapularis zijn gescheurd

In de posterieure en anterieure groep wordt de supraspinatus ook vermeld aangezien deze spier

uitgezonderd in één schouder steeds gescheurd was. Om de groepen te vergroten werden deze drie

groepen aangevuld met schouders waarvan geen operatieverslagen beschikbaar waren. Hiervoor werd

gebruik gemaakt van de vettige degeneratie van de spier. Bij een Goutallier-score van 3 of 4 is de spier

zo goed als niet functioneel [34].

1.2.2 Spierdegeneratie

Alle CTA schouders kregen een score op vettige degeneratie van 0 tot 4 volgens Goutallier et al. (cfr.

supra).

1.2.3 Botdegeneratie

Preoperatieve Rx-foto’s van de schouder werden bekeken, een Favard-score (cfr. supra) en

omarthrose classificatie volgens Hamada (cfr. supra) werden toegekend en opgenomen in de database.

1.2.4 Kliniek

Voor elke patiënt werd de klinische toestand aan de hand van de Constant-score opgezocht en

opgenomen in de database.

17

2. 3D-reconstructie

Voor de 3D-reconstructie van het schoudergewricht en voor het uitvoeren van berekeningen werd

gebruik gemaakt van het programma Mimics. De CT-beelden werden geïmporteerd om vervolgens

via een semi geautomatiseerd proces een driedimensionaal model van de scapula en humerus te

creëren. Als ondergrens voor het kleuren van pixels wordt 226 Hounsfieldunits bepaald waardoor

enkel de botcomponenten overblijven. Bij gezonde schouders zijn de humerus en scapula duidelijk van

elkaar te onderscheiden door de gewrichtsspleet. Indien dit niet het geval is, zal men de aankleuring

dewelke humerus en scapula verbinden, wissen slice per slice. Hiervoor maakt men gebruik van de

functie ‘region growing’. Hierbij worden alle gekleurde pixels die rechtstreeks met elkaar in contact

staan verbonden en geselecteerd. Wanneer de scapula en de Humeruskop losgekoppeld zijn, worden

deze geselecteerd en wordt de 3D-reconstructie uitgevoerd. Eenmaal een 3D-reconstructie

aangemaakt is van de humerus en scapula, kan men deze laten roteren en in- en uitzoomen. Dit kan bij

elk bot apart of in relatie met de omgevende beenderen.

2.1 Definiëring van punten, lijnen, vlakken en hoeken

Dankzij het Mimics programma is het mogelijk om op de 3D objecten punten te plaatsen. Een lijn

kan men bekomen door het bepalen van 2 punten. Een vlak of cirkel maakt men door 3 punten te

selecteren die niet op één rechte liggen. Een sfeer kan men bekomen door 4 punten aan te duiden die

niet op eenzelfde vlak liggen. Vervolgens kan men berekeningen uitvoeren zoals afstanden berekenen

van lijnen, of hoeken tussen vlakken.

2.1.1 Ter hoogte van de humerus

Het articulatieoppervlak van de humerus is bolvormig. Voor de reconstructie zullen er dus 3 punten op

het Collum Anatomicum geplaatst worden (H1,H2 en H3) en een punt in het centrum van het

articulatieoppervlak (H4). Zo bekomt men de grootste onderlinge afstanden tussen de 4 punten voor

een best passende bol met het articulatieoppervlak. Visueel wordt er nog gecontroleerd of de

gecreëerde sfeer overeenkomt met de humeruskop. Het centrum van de bol wordt gedefinieerd als

‘centrum van rotatie’ (CR) [43].

18

Figuur 9: Een best passende sfeer (blauw) wordt gecreëerd door 3 punten te plaatsen op het Collum Anatomicum (H1, H2 en H3) en een vierde punt in het centrum van het articulatie oppervlak (H4). Het centrum van de bol wordt gedefinieerd als centrum van rotatie (CR) [48]

2.1.2 Ter hoogte van het glenoïd

Ter hoogte van het glenoïd wordt het ‘inferieure cirkel-vlak’ aangemaakt. Dit vlak wordt gedefinieerd

door de best passende cirkel (‘inferieure cirkel’) op de rim van het onderste gedeelte van het glenoïd.

De cirkel zelf wordt gemaakt door 3 punten op het glenoïd: het meest inferieure punt (GI), het meest

anterieure punt (GA) en het meest posterieure punt (GP). Het centrum van de cirkel wordt

gedefinieerd als ‘centrum glenoïd’ (GC).

19

Figuur 10: De ‘inferieure cirkel’ wordt aangemaakt door drie punten te positioneren op de rim: anterieur (GA), posterieur (GP) en inferieur (GI). Het centrum van de cirkel wordt gedefinieerd als ‘centrum glenoïd’ (GC) [48]

2.1.3 Ter hoogte van de scapula

Op de scapula wordt een ‘scapulair vlak’ aangemaakt. Dit aan de hand van 3 punten. Als eerste een

mediaal scapulair punt (SM), dit punt ligt op het meest mediale gedeelte van de scapula ter hoogte van

de uitloper van de spina scapula. Een tweede punt wordt gevormd met het meest inferieure punt van

de scapula (SI) en komt overeen met de angulus inferior. Als derde punt neemt men het centrum van

de ‘inferieure cirkel’ (GC).

Figuur 11: Het ‘scapulair vlak’ wordt aangemaakt door drie punten: inferieur op de angulus inferieur (SI), mediaal op de uitloper van de spina scapulae (SM) en het centrum van de ‘inferieure cirkel’ (GC) [48]

20

2.2 Definiëring van het cartesiaans assenstelsel

Per schouder wordt een cartesiaans assenstelsel aangemaakt die het mogelijk stelt om berekeningen op

schouders met elkaar te vergelijken. Het centrum van het assenstelsel ligt in het centrum van de

‘inferieure cirkel’ (CG). De Y-as ligt op het snijpunt van het ‘scapulair’ vlak en het ‘inferieure cirkel’

vlak en is gericht naar superieur. De X-as ligt op het ‘inferieure cirkel’ vlak en staat loodrecht op de

Y-as en is gericht naar ventraal. De Z-as staat loodrecht op de Y- en X-as en is gericht naar lateraal.

Figuur 12 : Voorstelling van het cartesiaans assenstelsel [48]

2.3 Metingen

Via het cartesiaans assenstelsel is het nu mogelijk om de glenohumerale relatie te bestuderen en te

vergelijken tussen schouders onderling. Het centrum van rotatie (CR, zijnde het centrum van de best

passende bol van de humeruskop) wordt gepositioneerd in het cartesiaans assenstelsel. De grootte van

het lijnstuk tussen het centrum van rotatie en centrum van de ‘inferieure cirkel’ geeft de afstand weer

van centrum van rotatie ten opzichte van het glenoïd (CR-GC). De hoek die het lijnstuk maakt met de

Y- en X-as geeft respectievelijk de ascentie of descentie en anterieure of posterieure verplaatsing van

het centrum van rotatie weer. Een hoek groter dan 90° op de Y-as komt overeen met een ascentie van

de humeruskop. Een hoek groter dan 90° op de X-as komt overeen met een posterieure positie., een

hoek kleiner dan 90° komt overeen met een anterieure positie. Verder worden deze twee hoeken

vermeld als ‘Y-as humerus’ en ‘X-as humerus’.

21

Figuur 13 : In het geel wordt de hoek weergegeven tussen het lijnstuk CR-GC met de Y-as [48]

Figuur 14: In het geel wordt de hoek weergegeven tussen het lijnstuk CR-GC met de X-as [48]

Zoals voor CR worden de hoeken bepaald die het lijnstuk SM-GC maakt met de Y-as en X-as. Verder

in de thesis worden deze hoeken ook wel ‘Y-as scapula’ en ‘X-as scapula’ genoemd.

22

Figuur 15: In het geel wordt de hoek weergegeven tussen het lijnstuk SM-GC met de Y-as [48]

Figuur 16: In het geel wordt de hoek weergegeven tussen het lijnstuk SM-GC met de X-as [48]

Door omgekeerd te redeneren en indien men ervan uitgaat dat het mediaal scapulair punt een zekere

vaste positie heeft in de schouder kan men aan de hand van de positie van het scapulair mediaal punt

iets meer zeggen over de positionering van het cartesiaans assenstelsel en dus het glenoïdaal vlak

(aangezien het XY-vlak op het ‘inferieur cirkel vlak’ ligt). Dit geeft ons de mogelijkheid om ante- of

retroversie en de inclinatie van het glenoïdaal vlak te berekenen. De ante- of retroversie kan ook

23

gekwantificeerd worden door de hoek te berekenen tussen het ‘scapulair vlak’ en het ‘inferieure cirkel

vlak’. Tevens wordt de straal van de ‘inferieure cirkel’ en humeruskop berekend. Deze negen

metingen werden op alle pathologische en gezonde schouders uitgevoerd.

Ook werd de som van ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’ meegenomen in de statistische analyse. Door

deze som ontstaat de mogelijkheid om de ascentie van de humerus te bestuderen onafhankelijk van het

glenoïdale vlak. De achterliggende gedachte wordt verder verklaard in de discussie, specifiek bij de

beperkingen van het gekozen assenstelsel.

3. Statistiek

Gegevens werden verwerkt met het statistisch programma SPSS.versie 19. Voor de accuraatheid,

betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid van de meetmethode werd de inter- en

intrawaarnemersovereenkomst berekend door 30 dezelfde willekeurige schouders te laten meten. Via

SPSS werd dit berekend door de interclass correlation coefficient (ICC) te gebruiken. Een ICC < 0,4

geeft een slechte overeenkomst weer; een ICC tussen 0,6 en 0,74 is goed en een ICC > 0,74 duidt een

excellente overeenkomst aan. Voor de berekeningen werden de strengste maatregelen getroffen door te

kiezen voor ‘absolute agreement’ en te kijken naar de ‘single measures’.

Voor men parametrische testen mag gebruiken moet men de populatie testen op normale verdeling.

Indien dit niet het geval is worden niet-parametrische testen gebruikt. Om dit na te gaan werden de

waarden visueel bekeken op histogrammen en QQ-plot’s. De skewness en kurtosis werden berekend

en de testen op normaal verdeling, de ‘Kolmogorov-Smirnov’- en ‘Shapiro-Wilk’ test werden

uitgevoerd. Om een statistisch significant verschil aan te tonen tussen de metingen kan gebruik

gemaakt worden van de parametrische ‘T-test’ of de niet-parametrische ‘Mann Whitney U test’. P-

waarden lager dan 0,05 werden beschouwd als significant.

Voor het aantonen van onderlinge correlaties werd de parametrische ‘Pearson correlatiecoëfficiënt’ of

niet-parametrische ‘Sprearman correlatiecoëfficiënt’ berekend. Dit wordt visueel voorgesteld met een

scatterplot en ‘fitline’. Deze testen gaan na of er een lineaire samenhang bestaat tussen de twee

waarden. Bij een correlatie tussen 0 en 0,2 is er een nauwelijks verband; tussen 0,2 en 0,4 is er een

zwak verband; een waarde tussen 0,4 en 0,6 is er een redelijk verband; een waarde tussen 0,6 en 0,8 is

er een sterk verband en boven de 0,8 is er een zeer sterk verband. Indien ordinale waarden aanwezig

waren werd ook de parametrische ‘ANOVA’ of niet-parametrische ‘Kruskal-Wallis’ test uitgevoerd.

Deze test gaat na of er een statistisch significant verschil bestaat tussen twee of meerdere ordinale

waarden.

24

RESULTATEN

1. Studiepopulatie

De studiepopulatie bestaat uit 151 gezonde schouders (de controlepopulatie) en 51 schouders met

CTA die nog niet geopereerd zijn. De gemiddelde leeftijd van de gezonde schouders bedraagt 42 jaar,

deze van de CTA populatie 74 jaar. Er zijn 32 gezonde schouders met gelijkaardige leeftijdsverdeling

als de CTA populatie waarbij een vergelijking statistisch niet zinvol is (te kleine populatie). De

invloed van de leeftijd op de metingen werd nagegaan aan de hand van correlaties. De Spearman

correlatie werd berekend en scatterplots werden aangemaakt met ‘fitline’. Er is geen enkele

significante correlatie. Op de scatterplots met ‘fitline’ is er geen tendens zichtbaar en zijn de waarden

gelijkmatig verdeeld. (Spearman correlatie en scatterplots met ‘fitline’ worden niet weergegeven).

Leeftijd Gemiddelden Mediaan Minimum Maximum Std.

Controle 42,0 43,0 18,0 80,0 14,31 CTA 74,7 77,0 53,0 85,0 6,94

Tabel 3: Leeftijdsverdeling

Figuur 17: Leeftijdsverdeling van de normale populatie (links) en CTA populatie (rechts)

25

1.1 Peesdegeneratie

Van de 34 schouders met operatieverslag zijn er 33 met een gescheurde Supraspinatus, 32 met een

Infraspinatus scheur, 21 waarvan de Subscapularis gescheurd is en 3 met aangetaste Teres Minor.

Tabel 4: Peesdegeneratie

Aantal Totale groep 19 Posterieure groep 12 Anterieure groep 3 Som 34

Tabel 5: Peesdegeneratie volgens loge

1.2 Spierdegeneratie

Alle schouders kregen een score voor vettige degeneratie van 0 tot 4 volgens Goutallier et al. (cfr.

supra).

Vettige degeneratie volgens Goutallier et al. Score 0 Score 1 Score 2 Score 3 Score 4 Totaal Supraspinatus 0 4 14 23 10 51 Infraspinatus 1 7 8 9 26 51 Subscapularis 11 8 12 9 11 51 Teres Minor 42 1 2 0 6 51

Tabel 6: Spierdegeneratie volgens vettige degeneratie

1.3 Botdegeneratie

1.3.1 Favard-score

Favard-score E0 E1 E2 E3 E4 Totaal 34 11 5 1 0 51

Tabel 7: Botdegeneratie volgens Favard

Niet gescheurd Gescheurd Totaal Supraspinatus 1 33 34 Infraspinatus 2 32 34 Subscapularis 13 21 34 Teres Minor 31 3 34

26

1.3.2 Hamada-score

In tabel 8 staat de botdegeneratie in het scapulaire (coronale) vlak weergegeven: glenoïd, acromion en humeruskop.

Hamada-score 1 2 3 4A 4B 5 Totaal 7 10 7 3 20 4 51

Tabel 8: Botdegeneratie volgens Hamada

2. Vergelijking CTA met de normale populatie

2.1 Verdeling van de parameters

De metingen van de controle schouders en CTA schouders werden afzonderlijk getest op normale verdeling. De controle populatie is normaal verdeeld, de CTA populatie is niet normaal verdeeld. Doordat de CTA populatie niet normaal verdeeld is werden niet-parametrische testen gebruikt.

2.2 Inter- en intrawaarnemersovereenkomst

In onderstaande tabel wordt de inter- en intrawaarnemersovereenkomst weergegeven. De ICC van de

metingen worden als excellent aanvaard aangezien deze groter zijn dan 0,74.

Tabel 9: Inter- en intrawaarnemersovereenkomst

2.3 Descriptieve statistiek

2.3.1 Controle

Uit de meetwaarden is te zien dat het centrum van rotatie (CR) en dus de humeruskop een lichte

posterieure projectie maakt in de X-as (GA-GC-CR): 91,69° en een lichte superieure projectie in de

Y-as (GI-GC-CR): 91,99°. De ‘X-as scapula’ en ‘Y-as scapula’ zijn respectievelijk 94,05° en 112,17°.

Inter Intra

X-as humerus (GA-GC-CR) 0,899 (0,799 – 0,951) 0,908 (0,815 - 0,955)

X-as scapula (GA-GC-SM) 0,949 (0,896 – 0,975) 0,952 (0,897 – 0,977

(GC-CR) 0,866 (0,739 – 0,934) 0,898 (0,797 – 0,950)

(GC-SM) 0,971 (0,939 – 0,986) 0,993 (0,950 – 0,997)

Y-as humerus (GI-GC-CR) 0,749 (0,535 – 0,872) 0,868 (0,741 – 0,935)

Y-as scapula (GI-GC-SM) 0,763 (0,559 – 0,880) 0,806 (0,631 – 0,903)

Straal humeruskop 0,772 (0,498 – 0,857) 0,887 (0,777 – 0,945)

Straal glenoïd 0,955 (0,864 – 0,982) 0,949 (0,896 – 0,975)

Versie (hoek glenoïd vlak – scapulair vlak) 0,952 (0,903 – 0,977) 0,964 (0,926 – 0,983)

27

De afstand tussen het centrum glenoïd en het centrum van rotatie (GC-CR) bedraagt 24,66 mm. De

afstand tussen het centrum glenoïd en het mediaal scapulair punt bedraagt (GC-SM) 107,24 mm. De

straal van de humeruskop is 23,87 mm. De straal van de inferieure cirkel op het glenoïd is 12,61 mm.

De versie (hoek glenoïd vlak met scapulair vlak) bedraagt -4,50° wat een retroversie weergeeft.

2.3.2 CTA

Bij CTA schouders maakt het centrum van rotatie (CR) en dus de humeruskop een posterieure

projectie in de X-as: 94,06° en een superieure projectie in de Y-as van 94,28°. De ‘X-as scapula’ en

‘Y-as scapula’ zijn respectievelijk 94,41° en 109,59°. De afstand tussen het centrum glenoïd en het

centrum van rotatie is 25,80 mm. De afstand tussen het centrum van het glenoïd en het mediaal

scapulair punt (GC-SM) is 104,80 mm. De straal van de humeruskop bedraagt 24,34 mm. De straal

van de inferieure cirkel op het glenoïd is 12,74 mm. De versie (hoek glenoïd vlak met scapulair vlak)

bedraagt -4,43° - hetgeen een retroversie weergeeft.

Tabel 10: Descriptieve statistiek van de studiepopulatie

N Mediaan Min. Max.

X-as humerus (GA-GC-CR) (graden) Controle 151 91,69 84,17 99,18 Patiënt 51 94,06 72,35 113,47

Y-as humerus (GI-GC-CR) (graden) Controle 151 91,99 81,10 102,81 Patiënt 51 94,28 81,19 110,99

X-as scapula (GA-GC-SM) (graden) Controle 151 94,05 85,29 102,70 Patiënt 51 94,41 81,09 101,11

Y-as scapula (GI-GC-SM) (graden) Controle 151 112,17 91,91 125,33 Patiënt 51 109,59 95,25 125,35

Afstand centrum glenoïd – centrum van

rotatie (GC-CR) (mm)

Controle 151 24,66 19,15 30,42 Patiënt 51 25,80 20,40 39,34

Afstand centrum glenoïd – mediaal punt

scapula (GC-SM) (mm)

Controle 151 107,24 91,08 126,11 Patiënt 51 104,80 76,31 123,13

Straal humeruskop (mm) Controle 151 23,87 19,40 29,09 Patiënt 51 24,34 15,34 30,59

Straal glenoïd (mm) Controle 151 12,61 10,17 16,28 Patiënt 51 12,74 10,11 29,98

Versie (hoek glenoïd vlak – scapulair vlak)

(graden)

Controle 151 -4,50 -13,79 5,64 Patiënt 51 -4,43 -11,62 9,60

28

2.4 Vergelijking CTA met de normale populatie

Meetwaarden werden vergeleken met de niet-parametrische ‘Mann-Whitney U test’. Significante

verschillen worden weergegeven in tabel 11.

Tabel 11: Vergelijkende statistiek CTA met de normale populatie

De CTA populatie heeft een significant (p=0,023) grotere mediaan voor ‘X-as humerus’ en ‘Y-as

humerus’ (p=0,004). De afstand tussen centrum glenoïd en centrum van rotatie (CG.CR) is significant

groter (p=0,006) in de CTA groep. Tot slot werd er een significant grotere straal van de humeruskop

gevonden (p = 0,037) bij CTA patiënten.

2.4.1 Vergelijking subgroepen CTA volgens spierloge met de normale populatie

De resultaten tonen aan dat de subgroep ‘Totale groep’ (zowel Supraspinatus, Infraspinatus als

Subscapularis aangetast) een grotere ascentie (‘Y-as humerus’) heeft dan de totale CTA populatie:

95,94 graden voor de ‘Totale groep’ tegenover 94,28 graden voor alle CTA schouders. De ‘X-as

humerus’ blijft gelijk. Significante verschillen werden niet door de te kleine subgroepen.

Tabel 12: Subgroepen CTA volgens spierloge

N Mediaan ‘Mann-Whitney U’ test (2 zijdige exacte significantie)

X-as humerus

(GA-GC-CR)

(graden)

Controle 151 91,69 0,023

Patiënt 51 94,06

Y-as humerus

(GI-GC-CR)

(graden)

Controle 151 91,99 0,004

Patiënt 51 94,28

Afstand centrum

glenoïd – centrum van

rotatie (GC-CR)

(mm)

Controle 151 24,66 0,006

Patiënt 51 25,80

Straal humeruskop

(mm)

Controle 151 23,87 0,037

Patiënt 51 24,34

Aantal Totale groep 23 Posterieure groep 21 Anterieure groep 3 Som 47

29

Tabel 13: Vergelijkende statistiek subgroepen volgens CTA spierloge met de normale populatie

2.4.2 Vergelijking subgroep Hamada-score 4A/4B met de normale populatie

CTA schouders met een Hamada-score 4A of 4B werden vergeleken met de normale populatie. Een

vergelijking tussen de groep Hamada-score 4A/4B met de resterende CTA schouders werd niet

uitgevoerd omdat de twee groepen onvoldoende groot zijn. De controle populatie bevat 151 patiënten,

de groep met Hamada-score 4A/4B bevat 23 patiënten.

Tabel 14 & 15: Vergelijkende statistiek subgroep Hamada-score 4A/4B met de normale populatie

Er is een significant grotere ‘Y-as humerus’ voor de groep Hamada 4A/4B: 96,58° tegenover 91,99°

bij de normale populatie (p=0,001). ‘X-as humerus’ toont geen significant verschil (p=0,057). De

afstand tussen het centrum van het glenoïd en het centrum van rotatie ‘CR-GC’ is significant groter:

27,02 mm tegenover 24,66 mm voor de normale populatie (p=0,006). Tot slot is de straal van de

humerus significant groter is: 25,34 mm tegenover 23,87 mm (p=0,0011).

N Y-as humerus X-as humerus Mediaan Min. Max. Mediaan Min. Max. Controle 151 91,99 81,10 102,81 91,69 84,17 99,18

Alle CTA 51 94,28 81,19 110,99 94,06 72,35 113,47

Totale groep 23 95,94 81,19 110,99 93,92 81,63 113,47 Posterieure groep 21 93,64 83,02 108,21 94,06 72,35 104,94 Anterieure groep 3 95,57 91,18 101,19 95,21 75,47 97,44

X-as humerus ‘M-W U’ test (2 zijdige exacte significantie) Mediaan Min. Max.

Controle 91,69 84,17 99,18 0,057 Hamada-score 4A/4B 93,25 81,63 102,74

Straal humerus ‘M-W U’ test (2 zijdige exacte significantie) Mediaan Min. Max. Max.


Y-as humerus ‘M-W U’ test (2 zijdige exacte significantie) Mediaan Min. Max.


GC-CR ‘M-W U’ test (2 zijdige exacte significantie) Mediaan Min. Max. Max.


30

3. Correlaties 2D, 3D en kliniek

3.1 Correlatie tussen kliniek en 2D

De niet-parametrische ‘Spearman correlatiecoëfficiënt’ met bijhorende scatterplot en ‘fitline’ werden

uitgevoerd. Gezien de Hamada-score een ordinale score is werd de niet-parametrische ‘Kruskall

Wallis’ test uitgevoerd.

Figuur 18: Scatterplot en ‘fitline’ : kliniek en 2D

De Spearman correlatie-test geeft een correlatie weer van 0,059 met een p-waarde groter dan 0,05

(p=0,728, tabel niet weergegeven). Bovendien loopt de ‘fitline’ horizontaal waardoor geen correlatie

werd aangetoond. Ook bij de onderdelen apart van de Constant-score (pijn, dagdagelijkse activiteiten,

kracht en bewegingsbereik) werden geen significante resultaten berekend en loopt de ‘fitlines’

horizontaal. De p-waarde van de Kruskall-Wallis test is groter dan 0,05 (p=0,908) waardoor geen

significant verschil werd aangetoond tussen alle (of enkele) Hamada-scores en de Constant-score. Ook

bij de 4 aparte onderdelen van de Constant-score werden geen significante waarden bekomen.

31

3.2 Correlatie tussen kliniek en 3D

Een correlatie werd berekend tussen de Constant-score en 3D parameter ‘Y-as humerus’. De Kruskall-

Wallis test werd niet gebruikt aangezien er geen ordinale waarden zijn.

Figuur 19: Scatterplot en ‘fitline’ : kliniek en 3D

De Spearman correlatiecoëfficiënt bedraagt -0,218 met een niet-significante p-waarde (p=0,196). Op

de scatterplot met ‘fitline’ is te zien dat de lijn toch een neerwaartse richting heeft wat een omgekeerde

correlatie tussen ‘Y-as humerus’ en Constant-score doet vermoeden. Hetzelfde werd opnieuw gedaan

met de 4 aparte onderdelen van de Constant-score, ook hier werden geen significante correlaties

gevonden. Op de scatterplots met ‘fitline’ is telkens een kleine neerwaartse tendens zichtbaar. De

berekeningen werden opnieuw uitgevoerd met de som van ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’ maar ook

hier is er geen significante P-waarde om de correlatie aan te tonen met de Constant-score.

32

3.2 Correlatie tussen 2D en 3D

De niet parametrische ‘Spearman correlatiecoëfficiënt’ en ‘Kruskall Wallis’ testen werden gebruikt.

Visueel werd de correlatie bekeken met scatterplot en ‘fitline’ .

3.2.1 Y-as humerus

Figuur 20: Scatterplot en ‘fitline’ : 2D en 3D (Y-as humerus)

De Spearman correlatie test geeft een correlatie weer van 0,358 en een significante p-waarde

(p=0,010). Er blijkt een zwak verband te zijn tussen de ‘Y-as Humerus’ en Hamada-score. De

Kruskall-Wallis test geeft een aan dat er een niet-significant verschil (p=0,155) bestaat in ‘Y-as

humerus’ tussen twee Hamada-scores.

33

3.2.2 Som Y-as humerus en Y-as scapula

Figuur 21: Scatterplot en ‘fitline’ : 2D en 3D (som Y-as humerus en Y-as scapula)

De Spearman correlatie test geeft een correlatie weer van 0,409 met significante verschillen (p=0,003).

Een correlatie tussen 0,4 en 0,6 is een redelijk verband. Men kan dus veronderstellen dat er een

correlatie blijkt te zijn tussen de som van ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’ met de Hamada-score. De

Kruskal-Wallis test geeft een significant verschil tussen twee of meerdere Hamada-scores (p=0,006).

Dit verschil werd gevonden tussen Hamada-score 2 en 4 met een p-waarde van 0,020.

34

DISCUSSIE

Deze studie bestudeert de glenohumerale relatie bij CTA patiënten in 3D op een zelfde manier zoals

deze reeds werd uitgevoerd op 151 gezonde schouders. Hierdoor is het mogelijk om beide populaties

met elkaar te vergelijken en verschillen aan te tonen. Zoals in de inleiding besproken, spreekt men van

massieve Rotator Cuff scheuren bij minstens twee full-thickness scheuren van de pees. Wanneer bij

massieve Rotator Cuff scheuren de compensatiemechanismen onvoldoende ontwikkelen en er geen

balans ontstaat van de krachtenkoppels ontstaat een pijnlijke schouder functieverlies. De positie van de

humeruskop verandert ten opzichte van het glenoïd waardoor de glenohumerale relatie verandert. Via

deze studie werd voor het eerst geprobeerd deze veranderingen van de glenohumerale relatie in 3D aan

te tonen. Ten slotte werd aan de hand van de Constant-score de link bestudeerd tussen deze 3D

metingen met de klinische presentatie van de patiënt.

1. Studiepopulatie

Van de 51 schouders met CTA zijn er slechts 34 met een operatieverslag. Dit komt doordat bij de

selectie van de CTA populatie en het controleren van de CT-beelden eveneens de contralaterale

schouder werd nagekeken. Van deze schouders zijn geen operatieverslagen beschikbaar terwijl deze

operatieverslagen nodig zijn om na te gaan of de pees van de spier al dan niet gescheurd is. Om de

groepen te vergroten werden de groepen aangevuld aan de hand van de vettige degeneratie van de

spier op basis van CT-scan. Hierbij werd bij een Goutallier-score van 3 of 4 de spier zo goed als niet

functioneel beschouwd [34].

Zoals verwacht is de Supraspinatus vrijwel steeds gescheurd (33/34). Er kunnen slechts drie patiënten

ondergebracht worden in de Anterieure groep en 12 in de Posterieure groep. Deze groepen, nodig om

de glenohumerale relatie te bestuderen volgens de ‘X-as humerus’, hebben een beperkte grootte. Door

uitbreiding van de CTA populatie zal de ‘X-as humerus’ glenohumerale relatie beter bestudeerd

kunnen worden wat toekomstperspectieven biedt voor verder onderzoek.

Uit de gegevens van de botdegeneratie is te zien dat het merendeel van de patiënten (34 van de 51

patiënten hebben een Favard-score van E0) geen duidelijke articulaire slijtage hebben van het glenoïd

op Rx beelden. 24 van de 34 patiënten met een Favard-score E0 werden behandeld door middel van

een prothese. Bij deze patiënten werd een prothese geplaatst omwille van invaliderende pijn en

functieverlies ondanks de afwezigheid van artrose. Een functieverlies heeft een grote weerslag op de

dagelijkse activiteiten en zelfstandelijkheid. Dankzij de schouderprothesen is er pijnvermindering en

herstel van de mobiliteit voor dagdagelijkse activiteiten [13,37]. Dit wordt bevestigd bij het bekijken

van de Hamada-score: van de 7 schouders met een Hamada-score van 1 werden er vijf geopereerd met

een prothese. Zoals in de inleiding werd besproken is de biomechanische integriteit belangrijker dan

de anatomische integriteit. Bij een onstabiele kinematica ontstaat er sneller slijtage en is het dus zinvol

deze kinematica zo snel mogelijk te herstellen om verdere schade te voorkomen [20].

35

2. Vergelijking CTA met de normale schouders

Bij schouders die aan CTA lijden is te verwachten dat de humeruskop hoger ligt in de Y-as dan bij de

normale schouders. Deze hypothese werd significant aangetoond: 94,28° voor CTA tegenover 91,99°

bij de normale populatie (p=0,004). Bij Rotator Cuff scheuren met onvoldoende ontwikkeling van de

compensatiemechanismen gaat de balans van de krachtenkoppels verloren waardoor de onderste cuff

het biomechanisch tegengesteld moment van de Deltoïdeus spier niet meer zal kunnen compenseren

[2]. Bovendien geven de metingen een significant groter verschil in ‘X-as humerus’: 94,06° tegenover

91,69° (p=0,023). Het centrum van rotatie en de humeruskop ligt dus meer posterieur bij CTA

schouders. Onze hypothese stelde dat indien de posterieure cuff spieren aangetast zijn de anterieure

cuff spieren voor een anterieure verplaatsing zorgen van de humeruskop en omgekeerd indien de

anterieure spieren zijn aangetast. Deze stelling wordt ontkracht aangezien de posterieure spieren

frequenter aangetast zijn (21 schouders met posterieure spieraantasting tegenover 3 schouders met

anterieure spieraantasting) wat volgens de gestelde hypothese een anterieure verplaatsing geeft

waardoor een kleinere ‘X-as humerus’ verwacht wordt in vergelijking met de normale populatie. Om

dit verder te onderzoeken werden 3 subgroepen aangemaakt volgens aangetaste spierloge: een

posterieure groep, een anterieure groep en een totale groep. De subgroepen zijn echter te klein om

significante verschillen aan te tonen in ‘X-as humerus’. Deze resultaten suggereren dat de

glenohumerale relatie bij massieve rotator cuff scheuren onafhankelijk is van de aangetaste spieren.

Een verklaring kan gevonden worden in de studie van Schulz et al. [46] die de projectie op antero-

posterieure radiografie van de processus coracoideus op het glenoïdale vlak bekijkt bij een

Supraspinatus scheur of Subscapularis scheur. Bij Supraspinatus scheuren projecteert de punt in 86%

van de gevallen op de onderste helft van het glenoïd, terwijl bij Subscapularis scheuren deze in 78%

van de gevallen op de bovenste helft van het glenoïd projecteert [46]. Deze projectie suggereert een

compensatiemechanisme van het schoudergewricht door een kanteling van de scapula met de

processus coracoideus naar voor. Door deze beweging kantelt het cartesiaans assenstelsel mee naar

voor waardoor de humeruskop posterieur komt te liggen. Dit compensatiemechanisme zou de supero-

posterieure verplaatsing van de humeruskop bij CTA kunnen verklaren en verder onderzoek met

grotere groepen kan dit verder uitklaren.

Er wordt een significant verschil gevonden tussen de medianen van de afstand ‘centrum glenoïd tot

centrum van rotatie’ (GC-CR). Bij de normale populatie is de mediaan 24,66 mm en bij CTA patiënten

25,80 mm (p=0,006). Deze toename in afstand ontstaat door de supero-posterieure verplaatsing die de

humeruskop maakt bij CTA schouders. Hierdoor komt de humeruskop en dus het centrum van rotatie

verder te liggen van het glenoïd. Ook de toename van de best passende bol speelt hier een rol. De

straal van de humeruskop en dus de best passende bol is significant groter in vergelijking met de

normale populatie: 23,87 mm tegenover 24,34 mm bij de CTA populatie (p=0,037). Bij de

reconstructie van de best passende bol in de humeruskop worden er 4 punten op het

36

articulatieoppervlak geplaatst (cfr. supra). Een mogelijke verklaring van de toename kan gevonden

worden in het minder concaaf worden van het articulatie oppervlak van de humeruskop bij CTA

schouders door glenohumerale artritis. Hierdoor ontstaat bij het reconstrueren van de best passende bol

een grotere bol met een grotere radius die bovendien in sommige gevallen naar achter verplaatst wordt.

In figuur 22 wordt dit verder verduidelijkt. Hierbij dient de opmerking gemaakt te worden dat in deze

studie gebruik werd gemaakt van de best passende bol methode aan de hand van vier punten. Door

gebruik te maken van oppervlakte scanning kan de bol nog nauwkeuriger bepaald worden.

Figuur 22: Vergroting van de best passende bol door slijtage van de humeruskop. Door slijtage (rood op de afbeelding) is het articulatie-oppervlak minder concaaf en de best passende bol groter en dus ook de straal (r2>r1). Hierdoor zal ook CR naar achter verschuiven bij de humeruskop met glenohumerale artritis.

Om dit verder te onderzoeken werden CTA schouders geselecteerd met een duidelijke slijtage van het

articulaire oppervlak op Rx-beelden, dit zijn schouders met een Hamada-score van 4A en 4B.

Drieëntwintig van de 51 CTA schouders hadden een duidelijke slijtage op Rx-beelden (Hamada-score

4A of 4B). Er wordt verwacht dat de straal van de best passende bol van de humeruskop en de afstand

‘CR-GC’ groter is. Uit de resultaten blijkt dat de straal significant groter is met een waarde van 25,34

mm vergeleken met de normale populatie waarbij een straal van 23,87 mm (p=0,011) wordt

opgemeten. Deze straal is ook groter dan de totale groep CTA patiënten maar een significant resultaat

werd niet berekend doordat de twee groepen tezamen te klein zijn. De afstand ‘CG-CR’ is significant

groter met een waarde van 27,02 mm tegenover 24,66 mm voor de normale populatie (p=0,006). De

waarde is ook groter dan de totale CTA groep (25,80 mm) maar hier werd geen significantie berekend.

De ‘Y-as humerus’ is significant toegenomen 96,58° tegenover 91,99° van de normale populatie

(p=0,001). Ook deze waarde is groter dan bij de totale groep CTA (94,28°). De toename van ‘CR-GC’

37

wordt dus enerzijds verklaard door het vlakker articulatieoppervlak waardoor de straal van de best

passende bol toeneemt en anderzijds door de superieure verplaatsing van de bol.

3. Correlatie 2D, 3D en kliniek

Ten slotte werd de medische weerslag van de 3D metingen bij patiënten nagegaan. Als voorstelling

van de klinische toestand van de patiënten werd gekozen voor de Constant-score. Als 2D parameter

werd gekozen voor de veelgebruikte Hamada-score, terwijl voor de 3D paramater werd gekozen voor

de ‘Y-humerus’ waarde enerzijds, en de som van ‘Y-humerus’ en ‘Y-scapula’ anderzijds. De

correlatie tussen de Hamada-score en de Constant-score werd reeds uitvoerig bestudeerd. In de

literatuur vinden we tegenstrijdige resultaten. In een recente studie door Middernacht et al. [32] werd

er geen relatie aangetoond tussen de radiologische veranderingen van benige structuren en de klinische

status van de patiënt. Hieruit concluderen de auteurs dat de antero-posterieure radiografie onvoldoende

is om voorspellende informatie te geven over de klinische status van de patiënt. Dit staat in contrast

met studies zoals die van Nové-Josserand et al. waarin een sterke statistische correlatie werd

aangetoond tussen de Constant-score en het Hamada stadium of ernst van glenohumerale degradatie

[32,47]. Er is duidelijk discussie in de literatuur, maar vermits een klassieke antero-posterieure

radiografie een projectie is kan dit verklaren waarom deze 2D parameter niet correleert met de kliniek.

Ook in deze studiepopulatie werd geen correlatie gevonden doch moet men rekening houden met de

beperkte grootte van deze populatie. Andere 2D metingen die gebruik maken van CT en MR

beeldvormingen werden in deze studie niet onderzocht.

3D metingen kunnen een oplossing vormen voor de beperkingen die 2D metingen met zich

meebrengen. De correlatie tussen de Constant-score en de 3D parameters werd onderzocht. Er werd

geen significant resultaat bekomen, maar toch is grafisch een neerwaartse tendens op de scatterplot

met ‘fitline’ te zien die een omgekeerde correlatie tussen ‘Y-as humerus’ en Constant-score doen

vermoeden. Ook bij de som ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’ werden geen significante resultaten

gevonden.

Ten slotte werden correlaties tussen 2D metingen en 3D metingen nagegaan. Bij de berekening van de

correlatie met de Hamada-score gaf de som ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’ een significante waarde

bij de Kruskall-Wallis test wat niet het geval was voor ‘Y-as humerus’ apart. De reden hiervoor wordt

bij de beperkingen van onze studie verder toegelicht. Aangezien de stadia van Hamada opgebouwd

zijn op basis van de verkleining van de glenohumerale afstand is dit een logisch resultaat.

Hierdoor kan er besloten worden dat de 3D metingen wel degelijk hun waarde kunnen hebben in de

klinische praktijk, maar dat er nog meer onderzoek dient te gebeuren naar de link tussen de kliniek en

38

de 3D parameters. Bovendien neemt het bepalen van de 3D parameters nog teveel tijd in om praktisch

toepasbaar te zijn in het ziekenhuismilieu.

4. Beperkingen van de studie

4.1 Beperking van het cartesiaans assenstelsel

In vorige studies werd de meest geschikte 3D meetmethode reeds grondig onderzocht. Dit bleek de

‘inferieure cirkel vlak’ methode te zijn (cfr. supra). Desondanks zijn er enkele minpunten aan de

methode. Zo is het cartesiaans assenstelsel opgebouwd op basis van het glenoïd. Hierdoor is het

mogelijk een uitspraak te doen over de glenohumerale relatie. Bij het bekijken van de relatie tussen de

totale scapula tegenover de humerus is deze interpretatie volledig afhankelijk van de oriëntatie van het

glenoïd aangezien hierop het cartesiaans assenstelsel is opgebouwd. Dit kan echter problemen vormen

bij aandoeningen die het glenoïd aantasten. De punten nodig om het assenstelsel op te bouwen mogen

niet op aangetast bot geplaatst worden. Bij een te grote aantasting van de onderste glenoïdale rand

wordt dit echter moeilijk. De ‘antero-inferieure cirkel’ vlak methode kan dan gebruikt worden, op

voorwaarde dat de antero-inferieure rand gespaard blijft van degeneratieve veranderingen [41].

Bovendien kan bij anatomische varianten met een sterke inclinatie van het glenoïd de ascentie van de

humeruskop minder sterk aangetoond worden. Door de inclinatie kantelt het cartesiaans assenstelsel

waardoor voor eenzelfde positie van de humerus de ‘Y-as humerus’ waarde kleiner zal zijn. Dit wordt

voorgesteld in figuur 23. Wanneer de inclinatie van het glenoïd hoger is; zal het inferieur cirkel vlak in

het frontaal vlak met de wijzers mee draaien op onderstaande figuur. Voor eenzelfde positie van de

humeruskop (CR) zal hierdoor de hoek ‘Y-as humerus’ (voorgesteld door ‘a’) dus kleiner worden.

Figuur 23: Voorstelling van de som ‘Y-as humerus’ (CR-GC-GI) en ‘Y-as scapula’ (SM-GC-GI) [48]

39

Deze situatie werd gecompenseerd door de hoek ‘Y-as scapula’ op te tellen bij de hoek ‘Y-as

humerus’. Deze som zal niet veranderen indien de inclinatie wijzigt. Met deze achterliggende

gedachten werden bij het berekenen van correlaties met de ‘Y-as humerus’ telkens dezelfde

berekeningen herdaan met de som ‘Y-as humerus’ en ‘Y-as scapula’. Bij de berekening van de

correlatie met de Hamada-score gaf de som een significante waarde bij de Kruskall-Wallis test wat

niet het geval was voor ‘Y-as humerus’ apart. De Spearman correlatie is iets groter met een betere

significantie: correlatie van 0,409 met een p-waarde van 0,003 tegenover een correlatie van 0,358 met

een p-waarde van 0,010 bij de ‘Y-as humerus’ alleen.

4.2 Beperking van de grootte van de CTA populatie

De studie op de normale en CTA populatie is tot op heden de grootste 3D studie. Om de subgroepen

van de CTA schouders te vergelijken met de normale populatie ontbrak het onderzoek aan power.

Door het vergroten van de studiepopulatie kunnen eventueel veranderingen van de glenohumerale

relatie aangetoond worden die afhankelijk zijn van de aangetaste loge, iets wat in deze studie niet het

geval was. Hierbij biedt ‘X-as humerus’ de oplossing hiervoor, zolang men de beperkingen van het

cartesiaans assenstelsel in het achterhoofd houdt. Zoals bij de inclinatie zal ook de versie van het

glenoïd veranderen bij vergevorderde metingen en moet men hier rekening mee houden bij het

interpreteren van de resultaten door de referentiepunten goed te kiezen.

40

CONCLUSIE

Cuff Tear Arthropathy werd voor de eerste maal op een 3D manier bestudeerd en aan de hand van 3D

metingen werd de glenohumerale relatie vastgelegd. Dankzij een nauwkeurige methode en een

database van metingen op normale schouders was het mogelijk om de decentrage van de humeruskop

naar supero-posterieur aan te tonen bij CTA patiënten. Er werd ook een significant grotere afstand

gevonden tussen het centrum van het glenoïd en het centrum van rotatie, als een grotere straal van de

humeruskop. De link met de kliniek werd echter nog niet aangetoond.

Onze hypothese, dat de richting van de glenohumerale decentrage bepaald wordt door de locatie van

de scheur kon door deze studie niet statistisch significant aangetoond worden. Dit kan verklaard

worden doordat er in deze studie een weinig tot matige structurele pathologische populatie werd

onderzocht, een te kleine groep patiënten of door het compenserend mechanisme van de scapula

rotatie. Bovendien zal het uitbreiden van de studiepopulatie ook helpen bij het aantonen van de link

tussen de 3D parameters en de kliniek.

Tot slot kunnen we concluderen dat de 3D meting volgens het ‘inferieur cirkel vlak’ een

veelbelovende methode is voor andere studies die de glenohumerale relatie willen bestuderen bij een

decentrerende schouderpathologie zolang men in het achterhoofd houdt dat aandoeningen die het

inferieure gedeelte van het glenoïd aantasten een invloed hebben op het cartesiaans assenstelsel.

41

REFERENTIES

1. Prof. Dr. Jan Victor: Het Schoudergewricht uit de cursus Orthopedie A.J. 2011-2012.

2. Burkhart SS. Arthroscopic treatment of massive rotator cuff tears. Clinical results and

biomechanical rationale. Clinical orthopaedics and related research. 1991(267):45-56. Epub

1991/06/01.

3. Lippitt S, Matsen F. Mechanisms of glenohumeral joint stability. Clinical orthopaedics and related

research. 1993(291):20-8. Epub 1993/06/01.

4. Bassett RW, Browne AO, Morrey BF, An KN. Glenohumeral muscle force and moment

mechanics in a position of shoulder instability. Journal of biomechanics. 1990;23(5):405-15. Epub

1990/01/01.

5. Karduna AR, Williams GR, Williams JL, Iannotti JP. Kinematics of the glenohumeral joint:

influences of muscle forces, ligamentous constraints, and articular geometry. Journal of

orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society. 1996;14(6):986-

93. Epub 1996/11/01.

6. Hsu JE, Reuther KE, Sarver JJ, Lee CS, Thomas SJ, Glaser DL, et al. Restoration of anterior-

posterior rotator cuff force balance improves shoulder function in a rat model of chronic massive

tears. Journal of orthopaedic research : official publication of the Orthopaedic Research Society.

2011;29(7):1028-33. Epub 2011/02/11.

7. Thompson WO, Debski RE, Boardman ND, 3rd, Taskiran E, Warner JJ, Fu FH, et al. A

biomechanical analysis of rotator cuff deficiency in a cadaveric model. The American journal of

sports medicine. 1996;24(3):286-92. Epub 1996/05/01.

8. St Pierre P ea. JBJS. 1995;77:1856-66.

9. Burkhart SS, Esch JC, Jolson RS. The rotator crescent and rotator cable: an anatomic description

of the shoulder's "suspension bridge". Arthroscopy : the journal of arthroscopic & related surgery :

official publication of the Arthroscopy Association of North America and the International

Arthroscopy Association. 1993;9(6):611-6. Epub 1993/01/01.

10. Burkhart SS, Nottage WM, Ogilvie-Harris DJ, Kohn HS, Pachelli A. Partial repair of irreparable

rotator cuff tears. Arthroscopy : the journal of arthroscopic & related surgery : official publication

of the Arthroscopy Association of North America and the International Arthroscopy Association.

1994;10(4):363-70. Epub 1994/08/01.

11. Neer CS, 2nd, Craig EV, Fukuda H. Cuff-tear arthropathy. The Journal of bone and joint surgery

American volume. 1983;65(9):1232-44. Epub 1983/12/01.

12. Zingg PO, Jost B, Sukthankar A, Buhler M, Pfirrmann CW, Gerber C. Clinical and structural

outcomes of nonoperative management of massive rotator cuff tears. The Journal of bone and joint

surgery American volume. 2007;89(9):1928-34. Epub 2007/09/05.

13. Feeley BT, Gallo RA, Craig EV. Cuff tear arthropathy: current trends in diagnosis and surgical

42

management. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow Surgeons [et

al]. 2009;18(3):484-94. Epub 2009/02/12.

14. Visotsky JL, Basamania C, Seebauer L, Rockwood CA, Jensen KL. Cuff tear arthropathy:

pathogenesis, classification, and algorithm for treatment. The Journal of bone and joint surgery

American volume. 2004;86-A Suppl 2:35-40. Epub 2005/02/05.

15. Garancis JC, Cheung HS, Halverson PB, McCarty DJ. "Milwaukee shoulder"--association of

microspheroids containing hydroxyapatite crystals, active collagenase, ad neutral protease with

rotator cuff defects. III. Morphologic and biochemical studies of an excised synovium showing

chondromatosis. Arthritis and rheumatism. 1981;24(3):484-91. Epub 1981/03/01.

16. Halverson PB, Cheung HS, McCarty DJ, Garancis J, Mandel N. "Milwaukee shoulder"--

association of microspheroids containing hydroxyapatite crystals, active collagenase, and neutral

protease with rotator cuff defects. II. Synovial fluid studies. Arthritis and rheumatism.

1981;24(3):474-83. Epub 1981/03/01.

17. Halverson PB, Garancis JC, McCarty DJ. Histopathological and ultrastructural studies of

synovium in Milwaukee shoulder syndrome--a basic calcium phosphate crystal arthropathy.

Annals of the rheumatic diseases. 1984;43(5):734-41. Epub 1984/10/01.

18. McCarty DJ, Halverson PB, Carrera GF, Brewer BJ, Kozin F. "Milwaukee shoulder"--association

of microspheroids containing hydroxyapatite crystals, active collagenase, and neutral protease

with rotator cuff defects. I. Clinical aspects. Arthritis and rheumatism. 1981;24(3):464-73. Epub

1981/03/01.

19. Woessner JF Jr HD. Role of crystal deposition in matrix degradation. New York: M Dekker.

1993;1(1):1.

20. Burkhart SS. Fluoroscopic comparison of kinematic patterns in massive rotator cuff tears. A

suspension bridge model. Clinical orthopaedics and related research. 1992(284):144-52. Epub

1992/11/01.

21. Collins DN, Harryman DT, 2nd. Arthroplasty for arthritis and rotator cuff deficiency. The

Orthopedic clinics of North America. 1997;28(2):225-39. Epub 1997/04/01.

22. Field LD, Dines DM, Zabinski SJ, Warren RF. Hemiarthroplasty of the shoulder for rotator cuff

arthropathy. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow Surgeons [et

al]. 1997;6(1):18-23. Epub 1997/01/01.

23. Sanchez-Sotelo J, Cofield RH, Rowland CM. Shoulder hemiarthroplasty for glenohumeral arthritis

associated with severe rotator cuff deficiency. The Journal of bone and joint surgery American

volume. 2001;83-A(12):1814-22. Epub 2001/12/13.

24. Zuckerman JD, Scott AJ, Gallagher MA. Hemiarthroplasty for cuff tear arthropathy. Journal of

shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow Surgeons [et al]. 2000;9(3):169-72.

Epub 2000/07/11.

25. Zanetti M, Gerber C, Hodler J. Quantitative assessment of the muscles of the rotator cuff with

43

magnetic resonance imaging. Investigative radiology. 1998;33(3):163-70. Epub 1998/04/03.

26. Constant CR, Murley AH. A clinical method of functional assessment of the shoulder. Clinical

orthopaedics and related research. 1987(214):160-4. Epub 1987/01/01.

27. Hertel R, Ballmer FT, Lombert SM, Gerber C. Lag signs in the diagnosis of rotator cuff rupture.

Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow Surgeons [et al].

1996;5(4):307-13. Epub 1996/07/01.

28. Walch G, Boulahia A, Calderone S, Robinson AH. The 'dropping' and 'hornblower's' signs in

evaluation of rotator-cuff tears. The Journal of bone and joint surgery British volume.

1998;80(4):624-8. Epub 1998/08/12.

29. Tokish JM, Decker MJ, Ellis HB, Torry MR, Hawkins RJ. The belly-press test for the physical

examination of the subscapularis muscle: electromyographic validation and comparison to the lift-

off test. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow Surgeons [et al].

2003;12(5):427-30. Epub 2003/10/18.

30. Van De Sande MA RP. Proximal migration can be measured accurately on standardized

anteroposterior shoulder radiographs. Clinical orthopaedics and related research. 2006;443:260-5.

31. Hamada K, Fukuda H, Mikasa M, Kobayashi Y. Roentgenographic findings in massive rotator

cuff tears. A long-term observation. Clinical orthopaedics and related research. 1990(254):92-6.

Epub 1990/05/01.

32. Middernacht B, Winnock de Grave P, Van Maele G, Favard L, Mole D, De Wilde L. What do

standard radiography and clinical examination tell about the shoulder with cuff tear arthropathy?

Journal of orthopaedic surgery and research. 2011;6:1. Epub 2011/01/07.

33. 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. The Journal of bone and joint surgery British

volume. 2004;86(3):388-95. Epub 2004/05/06.

34. Goutallier D, Postel JM, Bernageau J, Lavau L, Voisin MC. Fatty muscle degeneration in cuff

ruptures. Pre- and postoperative evaluation by CT scan. Clinical orthopaedics and related research.

1994(304):78-83. Epub 1994/07/01.

35. Williams MD, Ladermann A, Melis B, Barthelemy R, Walch G. Fatty infiltration of the

supraspinatus: a reliability study. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and

Elbow Surgeons [et al]. 2009;18(4):581-7. Epub 2009/06/30.

36. Ecklund KJ, Lee TQ, Tibone J, Gupta R. Rotator cuff tear arthropathy. The Journal of the

American Academy of Orthopaedic Surgeons. 2007;15(6):340-9. Epub 2007/06/06.

37. Zeman CA, Arcand MA, Cantrell JS, Skedros JG, Burkhead WZ, Jr. The rotator cuff-deficient

arthritic shoulder: diagnosis and surgical management. The Journal of the American Academy of

Orthopaedic Surgeons. 1998;6(6):337-48. Epub 1998/11/24.

38. De Wilde LF, Berghs BM, VandeVyver F, Schepens A, Verdonk RC. Glenohumeral relationship

44

in the transverse plane of the body. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder

and Elbow Surgeons [et al]. 2003;12(3):260-7. Epub 2003/07/10.

39. Bokor DJ, O'Sullivan MD, Hazan GJ. Variability of measurement of glenoid version on computed

tomography scan. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow

Surgeons [et al]. 1999;8(6):595-8. Epub 2000/01/14.

40. Churchill RS, Brems JJ, Kotschi H. Glenoid size, inclination, and version: an anatomic study.

Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow Surgeons [et al].

2001;10(4):327-32. Epub 2001/08/23.

41. Verstraeten TR, Deschepper E, Jacxsens M, Walravens S, De Coninck B, De Wilde LF. Operative

guidelines for the reconstruction of the native glenoid plane: an anatomic three-dimensional

computed tomography-scan reconstruction study. Journal of shoulder and elbow surgery /

American Shoulder and Elbow Surgeons [et al]. 2012. Epub 2012/01/24.

42. Bryce CD, Davison AC, Lewis GS, Wang L, Flemming DJ, Armstrong AD. Two-dimensional

glenoid version measurements vary with coronal and sagittal scapular rotation. The Journal of

bone and joint surgery American volume. 2010;92(3):692-9. Epub 2010/03/03.

43. Veeger HE. The position of the rotation center of the glenohumeral joint. Journal of biomechanics.

2000;33(12):1711-5. Epub 2000/09/28.

44. Hertel R, Knothe U, Ballmer FT. Geometry of the proximal humerus and implications for

prosthetic design. Journal of shoulder and elbow surgery / American Shoulder and Elbow

Surgeons [et al]. 2002;11(4):331-8. Epub 2002/08/27.

45. Boileau P, Bicknell RT, Mazzoleni N, Walch G, Urien JP. CT scan method accurately assesses

humeral head retroversion. Clinical orthopaedics and related research. 2008;466(3):661-9. Epub

2008/02/12.

46. Schulz CU, Anetzberger H, Glaser C. Coracoid tip position on frontal radiographs of the shoulder:

a predictor of common shoulder pathologies? The British journal of radiology.

2005;78(935):1005-8. Epub 2005/10/27.

47. Nove-Josserand L, Walch G, Adeleine P, Courpron P. [Effect of age on the natural history of the

shoulder: a clinical and radiological study in the elderly]. Revue de chirurgie orthopedique et

reparatrice de l'appareil moteur. 2005;91(6):508-14. Epub 2005/12/06. Etude du vieillissement

naturel de l'epaule: etude clinique et radiographique d'une population de personnes agees.

48. B. De Coninck, M. Jacxsens, S. Walravens. 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. Scriptie voorgedragen in de 2de proef in het kader van de

opleiding tot arts, Universiteit Gent 2010-2012

BIJLAGEN

3-D reconstructie van de schouder bij rotator cuff scheuren...

Documents

Transcript of 3-D reconstructie van de schouder bij rotator cuff scheuren...