Coronal and rotational femoral anatomy in a Spanish cohort: Anatomical description and surgical implications for total knee arthroplasty

Purpose: The primary objective is to analyze the distribution of three femoral anatomical parameters in a Spanish osteoarthritic population using CT-based measurements: 1) anatomical-mechanical axis (AA-MA), 2) posterior condylar - transepicondylar axis (PCA-TEA) and 3) lateral distal femoral angle (LDFA). The secondary objective is to assess the surgical relevance of these findings in TKA. Methods: It is a multicentric cross-sectional observational study. Preoperative CT-scans of 318 patients from a Spanish cohort were analyzed to determine AA-MA, PCA-TEA and LDFA. Then, femoral implant positioning was simulated as 5° of valgus from the AA and 3º of external rotation from the PCA. For each patient, this simulated positioning was compared to the theoretical mechanical alignment target. Finally, the native femoral JLO (LDFA) of each patient was compared to the mechanical alignment target (90º). Results: Mean AA-MA relationship was 6.0º ± 0.9º, mean PCA-TEA angle was 3.1º ± 1.8º and mean native LDFA was 87.3º±2.9º. Positioning the femoral component systematically at 5° of valgus from the AA and 3° of external rotation from the PCA would result in 74.7% of implants being placed in varus and 46.1% in internal rotation from the TEA. Moreover, mechanically alignment would produce a more varus femoral JLO than the native LDFA in 78.1% of patients. Conclusions: There is considerable variability in femoral anatomy within the osteoarthritic Spanish population. The 6.7% of patients had AA-MA values outside the 5º-7º range. The 41.8% of patients showed PCA-TEA angles smaller than 2º or greater that 4º. The 30.6% of LDFA were outside the 85º-90º interval. Simulating a femoral component positioned using only AA and PCA references was associated with deviations from the intended mechanical alignment, most commonly resulting in varus deviation and internal rotation from the TEA. Objetivo: El objetivo principal es analizar la distribución de tres parámetros anatómicos femorales en una población española con gonartrosis mediante mediciones basadas en TC: 1) ángulo anatómico–mecánico (AA-MA), 2) ángulo cóndilos posteriores – transepicondíleo (PCA-TEA) y 3) ángulo distal lateral femoral (LDFA). El objetivo secundario es evaluar la relevancia quirúrgica de estos hallazgos en la ATR. Métodos: Se realizó un estudio observacional transversal y multicéntrico. Se analizaron las TC preoperatorias de 318 pacientes de una cohorte española para determinar los valores de AA-MA, PCA-TEA y LDFA. Posteriormente, se simuló la posición del componente femoral con 5° de valgo respecto al AA y 3° de rotación externa respecto al PCA. En cada paciente, esta posición simulada se comparó con el objetivo teórico de alineación mecánica. Finalmente, la oblicuidad de la interlínea femoral nativa (LDFA) de cada paciente se comparó con el objetivo de alineación mecánica (90°). Resultados: La relación media AA-MA fue de 6.0°±0.9°, el ángulo medio PCA-TEA fue de 3.1°±1.8° y el LDFA nativo medio fue de 87.3°±2.9°. Posicionar sistemáticamente el componente femoral a 5° de valgo respecto al AA y 3° de rotación externa respecto al PCA daría lugar a que el 74.7% de los implantes quedaran en varo y el 46.1% en rotación interna respecto al TEA. Además, la alineación mecánica produciría una oblicuidad de la interlínea femoral con mayor varo que el nativo en el 78.1% de los pacientes. Conclusiones: Existe una variabilidad considerable en la anatomía femoral de la población española con gnartrosis. Un 6.7% de los pacientes presentó valores AA-MA fuera del rango 5°–7°. Un 41.8% mostró ángulos PCA-TEA menores de 2° o mayores de 4°. El 30.6% de los LDFA estuvieron fuera del intervalo 85°–90°. Simular un posicionamiento del componente femoral utilizando únicamente las referencias AA y PCA se asoció con desviaciones respecto el objetivo de alineación mecánica, resultando con mayor frecuencia en varo y en rotación interna respecto al TEA.