Sechs Freiheitsgrade der Kniebewegung beim Gehen auf dem Laufband bei mechanisch und kinematisch ausgerichteter TKA

Warum die Ausrichtung der Knieprothese wichtig ist

Ein kompletter Kniegelenkersatz hilft vielen Menschen, schmerzfreier zu laufen, doch bis zu einer von fünf Personen empfindet das neue Gelenk als nicht ganz richtig. Chirurgen diskutieren inzwischen, ob das künstliche Gelenk für alle standardisiert in einer geraden Position platziert werden sollte oder ob eine Anpassung an die natürliche Beinform des Einzelnen bessere Ergebnisse bringt. In dieser Studie wurden Teilnehmende auf einem Laufband vor und nach dem Knieersatz begleitet, um zu untersuchen, wie diese beiden Ansätze die tatsächliche Kniebewegung beim Gehen beeinflussen.

Zwei Methoden, ein neues Knie auszurichten

Bei der traditionellen Operation wird das neue Knie so positioniert, dass das Bein von Hüfte bis Knöchel möglichst gerade steht. Beim neueren, stärker individualisierten Ansatz versucht der Chirurg, die ursprüngliche, vor der Arthrose bestehende Beinachse des Patienten nachzuahmen, die leicht O-beinig sein kann. Das Team teilte fast 100 Personen, die eine Knieprothese benötigten, zufällig einer der beiden Methoden zu und verwendete bei allen denselben Prothesentyp. Sie verglichen diese Patientengruppen mit einer Kontrollgruppe gesunder Freiwilliger. Alle gingen auf einem Laufband auf ebener Strecke und auf einer Gefällestrecke mit ihrer höchsten komfortablen Geschwindigkeit, jeweils einen Tag vor der Operation und erneut ein Jahr danach.

Das Knie in sechs Freiheitsgraden beobachten

Statt nur zu betrachten, wie stark das Knie beugt und streckt, verfolgten die Forscher seine Bewegung in allen sechs Freiheitsgraden: Beugung, seitliches Kippen, Ein- und Auswärtsdrehung sowie Gleiten und Auseinanderweichen der Gelenkflächen. Sie verwendeten reflektierende Marker und Hochgeschwindigkeitskameras, um die Bewegung von Oberschenkel- und Schienbeinknochen sehr präzise zu rekonstruieren. Aus diesen Daten berechneten sie einen Bewegungsumfangs-Score, der zusammenfasste, wie viel sich das Knie beim Gehen vor der Operation bewegte. Außerdem fragten sie die Patienten ein Jahr später, wie „natürlich“ sich ihr Gelenk anfühlt, mithilfe eines Fragebogens, der misst, wie oft Menschen ihre künstlichen Knie im Alltag wahrnehmen.

Wie sich maßgeschneiderte und standardisierte Knie verglichen

Ein Jahr nach der Operation waren die Gesamtabläufe beim Gehen in den beiden Operationsgruppen überraschend ähnlich. Für die meisten Bewegungsrichtungen gab es weder beim ebenerdigen noch beim Gefällegehen nennenswerte Unterschiede zwischen der standardisierten und der maßgeschneiderten Ausrichtung. Beide Gruppen wiesen weiterhin einige Abweichungen gegenüber den gesunden Freiwilligen auf, etwa eine leicht verminderte Fähigkeit, das Knie vollständig zu strecken, und geringere Auseinanderweichung der Gelenkflächen. Interessant wurde es jedoch, als die Forscher Patienten betrachteten, die vor der Operation deutlich O-beinig waren: In dieser Untergruppe gingen diejenigen mit maßgeschneiderter Ausrichtung mehr wie die gesunden Freiwilligen und erreichten gehgeschwindigkeiten näher am Normalwert.

Die Technik an den Einzelnen anpassen

Die Bewegungsprofile des Knies erklärten nicht vollständig, wie die Patienten ihr neues Gelenk bewerteten, doch die Zufriedenheitswerte unterschieden sich zwischen den Gruppen. Im Durchschnitt berichteten Menschen, deren Ersatz an ihre eigene Beinachse angepasst wurde, dass sie ihr Gelenk im Alltag weniger bemerkten. Das Team fand außerdem, dass Patienten, die sich vor der Operation freier bewegen konnten, tendenziell bessere Ergebnisse mit der maßgeschneiderten Methode erzielten. Dagegen schienen Frauen mit voroperativ steiferen Knien geringfügig mehr vom standardisierten, geraden Alignment zu profitieren. Diese Befunde deuten darauf hin, dass Faktoren wie Beweglichkeit vor der Operation, Geschlecht und die ursprüngliche Beinachse beeinflussen, welche Ausrichtungsstrategie am besten geeignet ist.

Was das für die Zukunft der Kniechirurgie bedeutet

Für den durchschnittlichen Patienten führten beide Ausrichtungsarten ein Jahr nach der Operation zu ähnlichen Kniebewegungen beim Gehen, doch Menschen mit O-Beinigkeit und guter Beweglichkeit vor der Operation schienen von einer maßgeschneiderten Vorgehensweise mehr zu profitieren. Anstatt nach einer einzigen „besten“ Methode zur Positionierung jeder künstlichen Knieprothese zu suchen, legt diese Studie nahe, dass Chirurgen bessere Ergebnisse erzielen könnten, wenn sie die Ausrichtung an die Beinform und das Bewegungsprofil des Einzelnen anpassen. Langfristig könnten solche patientenspezifischen Entscheidungen dazu beitragen, dass sich mehr Menschen mit ihrem neuen Knie wirklich identifizieren.

Zitation: Einfeldt, AK., Tücking, L., Savov, P. et al. Six-degree-of-freedom knee motion during treadmill walking in mechanically and kinematically aligned TKA. Sci Rep 16, 15109 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52076-8

Schlüsselwörter: totale Knieendoprothetik, Ganganalyse, kinematische Ausrichtung, mechanische Ausrichtung, patientenspezifische Chirurgie