Navigation

Detaillierte Darstellung navigierte Korrekturarthrodese Mittelfuß/Lisfrancgelenk

Arthrosen und Deformitäten an Mittelfuß und Lisfrancgelenk sind häufig [7,11,12]. Die degenerativen Veränderungen kombiniert mit den biomechanischen Auswirkungen der Deformitäten führen zu Symptomen wie Schmerz und Gangstörung [7,11,12]. Die Korrekturarthrodese des Mittelfußes und des Lisfrancgelenks mit Schrauben- und/oder Plattenfixation ist das Standardverfahren [7,11,12]. Dabei ist die Korrektur der Deformitäten schwierig und verbleibende Deformitäten mit entsprechenden Beschwerden sind häufig [11,12]. Eine adäquate präoperative Planung ist Standard und das Erreichen der geplanten Korrektur ist das intraoperative Ziel der Korrektur [9,12]. Die präoperative Diagnostik mit Röntgenaufnahmen unter Belastung und Computertomographie (CT) erlaubt eine akkurate Planung, die durch den Einsatz von Planungssoftware noch vereinfacht und verbessert werden kann [2,7]. Während der Operation ist das exakte Erreichen der geplanten Korrektur jedoch schwierig, da sich der Operateur nur mit den konventionellen Bildgebungstechniken, d.h. einen Röntgenbildverstärker orientieren kann [7,12]. In anderen Gebieten der Orthopädie und Unfallchirurgie zeigte der Einsatz der Navigation (Computer Assisted Surgery (CAS)) eine Verbesserung der Genauigkeit von Korrekturen (z.B. Korrekturosteotomie proximale Tibia) und Implantatplatzierung (z.B. bei Pedikelschrauben) [3,6,8]. Die Methodik der navigierten Korrekturarthrodese des Mittelfußes/Lisfrancgelenks und Studienergebnisse werden im Folgenden beschrieben.

1. Operationsprinzip und -ziel

Ziel der navigierten Korrekturarthrodese bei Deformitäten oder Fehlstellungen im Bereich des Mittelfußes (zwischen Chopart- und Lisfrancgelenk) und/oder des Lisfrancgelenks mit gleichzeitigen degenerativen Veränderungen mit Platten- und Schraubenfixation ist die Wiederherstellung eines plantigraden belastbaren Fußes.

2. Vorteile
  • Durch Korrektur und Arthrodese wird die Deformität/Fehlstellung des Mittelfußes/Lisfrancgelenks korrigiert was bei Arthrodesen ohne Korrektur nicht der Fall ist.
  • Durch Navigation wird Genauigkeit der Korrektur im Vergleich zum nicht navigierten Verfahren verbessert [7].
3. Nachteile
  • Die Korrekturarthrodese des Mittelfußes/Lisfrancgelenks ist ein ausgedehnterer Eingriff als Arthrodese ohne Korrektur.
  • Der Einsatz der Navigation erfordert den Einsatz teuer Navigationsgeräte und zu Beginn des Einsatzes eine verlängerte OP Zeit.
  • Der Einsatz der Navigation erfordert das zusätzliche Einbringen von Schanz´schen Schrauben zur Fixation von Markern (Dynamische Referenzbasen [DRB]) in Talus und Metatarsale 1. Dafür sind keine zusätzlichen Hautinzisionen nötig.
4. Indikationen
  • Arthrose Mittelfuß/Lisfrancgelenk.
  • Deformität Mittelfuß/Lisfrancgelenk.
5. Kontraindikationen
  • Lokale floride Infektion.
  • Schwere PAVK.
6. Patientenaufklärung
  • Übliche allgemeine Operationsrisiken.
  • Entnahme von kortikalem und/oder spongiösem Knochen an ventralem Beckenkamm oder proximaler Tibia mit entsprechenden lokalen Beschwerden an der Entnahmestelle.
  • Zusätzliche Invasivität durch Montage von 2 dynamischen Referenzbasen (DRB)
  • Risiko der persistierenden oder anderen Fehlstellung.
  • Risiko der verzögerten oder fehlenden Durchbauung des Arthrodesebereichs.
  • Hinweis auf notwendige mindestens 6-wöchige Teilbelastung.
  • Hinweis auf mindestens 6-wöchige Orthesennotwendigkeit.
7. Operationsvorbereitungen
  • Sorgfältige anamnestische und klinische Evaluation von Beschwerden und Fehlstellung.
  • Überprüfung der Hautverhältnisse, Durchblutung und Neurologie.
  • Genaue Analyse der Fehlstellung anhand folgender Röntgenaufnahmen: Beinachsenaufnahme, OSG beidseits in 2 Ebenen mit Belastung, Saltzman-view beidseits, Füße beidseits in 2 Ebenen mit Belastung (Abbildung 1a und Abbildung 1b), Metatarsaleköpfchenbelastungsaufnahme. Besonders bedeutsam ist hierbei die Talo-Metatarsale-1-Achse im dorsoplantaren und seitlichen Strahlengang mit Belastung [4]. Daraus wird dann der TMT-Index berechnet [4]. Dieser ist im Normalfall 0° und wird bei Vorfußabduktion und "Dorsalextension" des Metatarsale 1 im Verhältnis zum Talus negativ [4].
  • Computertomographie (siehe Abbildung 1a und Abbildung 1b).
  • Bei nicht eindeutig tastbaren Fußpulsen Dopplersonographie und ggf. Angiographie (DSA).

Analyse und Planung anhand Belastungsaufnahmen im dorsoplantaren Strahlengang und CT. Abweichung der Talo-Metatarsale-1-Achse (TMT) im dorsoplantaren Strahlengang im Adduktionssinne um. Pathologische Vergrößerung des Abstandes zwischen Metatarsale-1- und -2-Basis im CT. Im dorsoplantaren Strahlengang (Abb. 1a) beträgt der TMT Winkel +15° (Vorfußadduktion) und im seitlichen Strahlengang (Abbildung 1b) 0°. Daraus ergibt sich ein TMT-Index von +15° [4].

8. Instrumentarium
  • Knochensieb nach Standard.
  • Schrauben (z.B. 3,5mm Kortikalisschrauben, Synthes, Umkirch).
  • Platten (z.B. 3,5mm Limited Contact Dynamic Compression Plate (LCDCP), Synthes, Umkirch).
  • Kirschnerdrähte 1,6mm - 2,0mm Durchmesser.
  • Sieb mit Navigationsinstrumenten.
  • Navigationssystem (hier Navivision, Brainlab, Heimstetten in Kombination mit ARCADIS-3D, Siemens, München).
  • Gerade und gekröpfte Meisel.
  • Arthrodesenspreizer.
  • Ggf. Fräse zum Entknorpeln (z.B. Epen, Synthes, Umkirch).
9. Anästhesie und Lagerung
  • Allgemeinanästhesie oder Spinal-/Periduralanästhesie.
  • Rückenlagerung.
  • Oberschenkelblutleere.
  • Abkleben und Vorreinigen des ipsilateralen ventralen Beckenkamms und komplettem Unterschenkel.
10. Operationstechnik

Lagerung des Patienten und Positionierung von Navigationssystem (Navivision) inkl. Röntgenbildverstärker (ARCADIS-3D) und Personal. Der Navigationsmonitor wird im Idealfall direkt am OP-Tisch befestigt und steril bezogen. Die Positionierung aller Geräte und des kompletten Personals muss so erfolgen, dass von der Kamera des Navigationssystems „freie Sicht“ auf die Dynamischen Referenz Basen (DRB) und den ARCADIS-3D Strahlendetektor besteht.

Auswickeln mit Esmarch Binde und Insufflation der Blutleere (Insufflationsdruck optional nach Standard, z.B. 350mm HG). Dorsaler medianer und lateraler Zugang zum Mittelfuß/ Lisfrancgelenk. Die beiden Hautschnitte sollten eine Distanz von mindestens 6cm zueinander haben, damit eine ausreichende Perfusion der Haut- und Weichteilbrücke gewährleistet ist. Das Gefäß-/ Nervenbündel mit der A. dorsalis pedis befindet sich in der Haut- und Weichteilbrücke. Die Sehne des M. tibialis anterior liegt medial und die des M. extensor digitorum longus lateral im dorsalen medianen Zugang. Die Sehne des M. extensor hallucis longus verläuft zentral durch diesen Zugang. Die Sehne wird angeschlungen und kann damit im Wechsel nach medial oder lateral gehalten werden. Muskel und Sehne des M. extensor hallucis brevis liegt ebenso regelhaft mitten im Situs und sollte ebenfalls angeschlungen und geschont werden. Das Strecksehnenretinakulum kann im proximalen Anteil des Zugang von distal hälftig eingekerbt um eine bessere Mobilisation der Sehnen zu erreichen. Es sollte jedoch nicht komplett durchtrennt werden, da es dann nur sehr schwierig wieder verschlossen werden kann. Falls eine komplette Durchtrennung nötig ist, sollte diese um einen Wiederverschluss zu ermöglichen Z-förmig erfolgen.

Platzierung der Dynamischen Referenz Basen (DRB) in den Talushals und Metatarsale-1-Schaft (Abbildung 4a). Zur Fixation der DRB werden 5 mm (Talus) bzw. 4 mm (Metatarsale 1) Schanz´sche Schrauben verwendet. Eine weitere Möglichkeit stellt die Verwendung von zwei 3 mm dicken Schanz´schen Schrauben dar, die dann beide über einen Spezialadapter mit der DRB verbunden werden. Die Vorteile der Modelle mit einer Schanz'schen Schraube ist die geringere Invasivität mit kürzerer Inzision und nur einer Bohrung. Der Vorteil der DRB mit zwei Schanz'schen Schrauben liegt in der besseren Rotationsstabilität [1]. Nach Platzierung der DRBs erfolgt die 2D-Bildaquisition zur Navigation. Dafür muss der sog. 2D-Navigationskäfig an den Detektor des ARCADIS-3D angebracht werden. Es wird ein Bild im dorsoplantaren (Abbildung 4b) und eines im seitlichen Strahlengang akquiriert. Danach erfolgt die Verifikation mit dem Pointer.

Festlegung der Achsen der beiden Knochen Talus (blau) und Metatarsale 1 (grün), die im Verhältnis zueinander navigiert werden (links dorsoplantarer Strahlengang; rechts: seitlicher Strahlengang). Die Festlegung der Knochenachsen ist ein nichtstandardisierter subjektiver Vorgang, den der Operateur durchführt. Wie genau die Achsen festgelegt werden ist dabei nicht so wichtig, da die Veränderung der Achsen navigiert wird, die anhand der präoperativen Planung berechnet wurde. Allerdings ist die möglichst genaue Festlegung und damit Bildschirmdarstellung der Achsen anschaulicher für den Operateur und damit zu favorisieren.

Darstellen Gelenke des Mittelfußes/Lisfrancgelenks und wenn nötig Entknorpelung. Vor allem bei den typsicherweise vorliegenden arthrotischen Veränderungen kann die Identifikation der Knochengrenzen und Gelenke sehr schwierig sein. Beim Einsetzen eines Arthrodenspreizers (Hier zwischen Metatarsale 2 und Cuneiforme 2, die schematisch umrandet sind) haben sich 2,0mm Kirschner Drähte als Widerlager in den benachbarten Knochen bewährt. So kann das ganze Gelenk exponiert werden ohne dass der Arthrodesenspreizer im Gelenk selbst liegt und die Entknorpelung u.ä. behindert. Für die Entknorpelung hat sich vor allem eine Fräse mit Spülung bewährt (z.B. Epen, Synthes, Umkirch). Nach der Entknorpelung kann eine mehrfache Durchbrechung des subchondralen Knochens mit einem 2,0mm Bohrer die Durchblutung verbessern. Dabei sollte jedoch entweder mit geringer Umdrehungszahl und/oder mit Kühlspülung um Hitzenekrosen zu vermeiden. Dann Navigationsgestützte Korrektur und Fixation des Korrekturergebnisses mit transfixierenden Kirschnerdrähten (1,8-2,0mm). Definitive Fixation mit Platten (3,5mm LCDCP) am 1. Strahl und Schrauben (3,5mm Kortikalisschrauben) 1.-5. Strahl.

2D Bildakquisition Stellungskontrolle mit im Vergleich zur Gegenseite normalisierter Talo-Metatarsale-1-Achse (TMT) im dorsoplantaren (Abbildung 7a) und seitlichen Strahlengang (Abbildung 7b). Die Einzeichnung der Talusachse ist prinzipiell sehr viel problematischer als bei einem Röhrenknochen wie der Metatarsale 1. Deshalb sollte die radiologische Darstellung des Talus möglichst optimal sein. Die Korrektur orientiert sich primär am TMT-Index, der optimaler weise 0° wird [4]. Im dorsoplantaren Strahlengang (siehe Abbildung 7a) beträgt der TMT Winkel +1° (Vorfußadduktion) und im seitlichen Strahlengang (Abbildung 7b) 0°. Daraus ergibt sich ein TMT-Index von +1° [4].

Intraoperative 3D-Bilder. Die axialen und parakoronaren Schichten zeigen die korrigierte Fehlstellung zwischen Metatarsale 1 und 2 Basis (siehe auch Abbildung 1a). Bei korrekter Position Einlage einer Drainage und schichtweiser Wundverschluss.

Röntgenbilder 3 Monate postoperativ mit Belastung. Im dorsoplantaren Strahlengang (Abbildung 9a) beträgt der TMT Winkel 0° und im seitlichen Strahlengang (Abbildung 9b) 0°. Daraus ergibt sich ein TMT-Index von 0° [4].

VIDEO >> Navigierte Plattfusskorrektur.

11. Postoperative Behandlung
  • Anlage Orthese noch im OP (z.B. Vacuped, Oped, Valley), optional Gipsschuh
  • Hochlagerung
  • Ab dem ersten postoperativen Tag Mobilisation mit Orthese/Gips mit 15 kg Teilbelastung möglich
  • Postoperative Röntgenkontrolle am 1. oder 2. Tag
  • Entfernung Drainage am 2. postoperativen Tag
  • Entfernung Hautnahtmaterial am 12. postoperative Tag
  • 6 Wochen 15 kg Teilbelastung an Unterarmgehstützen in der Orthese/Gips
  • Nach 6 Wochen in Abhängigkeit des radiologischen Verlaufs Weglassen der Orthese/Gips und Übergang zur Vollbelastung im festen Konfektionsschuh
  • Nach 12 Wochen Pedographie und Anpassung von Einlagen für Konfektionsschuhe anhand der pedographischen Daten
  • Nach einem Jahr Röntgenkontrolle und Pedographie
12. Fehler, Gefahren, Komplikationen
  • Verbleibende Deformität oder andere Deformität, so dass kein plantigrader Fuß erreicht wurde. Dadurch kann eine nichtoperative Therapie (z.B. mit Einlagenversorgung und/oder Schuhanpassung) oder auch eine erneute operative Therapie (erneute Korrekturoperation) erforderlich werden.
  • Verletzung der A. dorsalis pedis und/oder von Strecksehnen. Dies kann die Ligatur der Arterie und/oder eine Strecksehnennaht erfordern.
  • Fehlende Durchbauung im Arthrodesebereich (vgl. Pseudarthrose). Dadurch kann eine erneute operative Therapie (erneute Arthrodese) erforderlich werden
  • Infektion, die entsprechende nichtoperative und operative Maßnahmen erfordern kann.
  • Prominente Schraubenköpfe und oder Platten mit konsultierenden Schmerzen und/oder Sehnenirritationen in diesen Bereichen. Dies kann eine Implantatentfernung erfordern. Eine Implantatentfernung ist ansonsten prinzipiell nicht nötig.
  • Implantatebruch. Dies kann auch in Verbindung mit fehlender Durchbauung (s.o.) eintreten. Auch hier sind ggf. erneute individuelle operative Maßnahmen nötig.
13. Ergebnisse

Vom 01.09.2006 bis 30.09.2008 wurden vom Autor 32 Korrekturarthrodesen des Mittelfußes/Lisfrancgelenks wie beschrieben durchgeführt. 21 Patienten waren männlich und das mittlere Alter zum Zeitpunkt des Eingriffs betrug 48 Jahre (22-78 Jahre). Tabelle 1 zeigt das Ausmaß der Deformitäten. Der mittlere präoperative American Orthopaedic Foot and Ankle Association Midfoot Score (AOFAS Midfoot) betrug 54 Punkte (29-76 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten) und der mittlere Visual Analogue Scale Foot and Ankle (VAS FA) betrug 50 Punkte (19-78 bei maximal möglichen 100 Punkten) [5,10]. Der Zeitaufwand für den navigierten Korrekturvorgang, d.h. Platzieren der DRBs, Bildakquisition, Planung und navigationsgestütze Korrektur bis zur Transfixation zur Sicherung des Korrekturergebnisses betrug im Schnitt 8 Minuten (6 -16 Minuten). Der Vorgang der navigierte Navigationsvorgang begann dabei definitionsgemäß erst nachdem alle Entknorpelungen und ggf. Osteotomien beendet waren. In allen Fällen wurde der 1. Strahl versteift. Die restlichen Strahlen wurden nicht immer versteift (2. Strahl 30 von 32; 3. Strahl 27/32; 4. Strahl 22/32; 5. Strahl 20/32). Navigationsassoziierte Probleme oder Komplikationen traten in dieser Serie bei 31 Fällen (97%) nicht auf. In einem Fall (3%, Fall 5 Tabelle 1) trat eine Fehlfunktion des Navigationssystems auf, so dass der Navigationsvorgang abgebrochen wurde und der Eingriff ohne Navigation durchgeführt wurde. Die Analyse der Genauigkeit durch den Vergleich der im präoperativen CT geplanten Korrektur und der im intraoperativen ARCADIS 3D Scan gemessenen erreichten Korrektur zeigen eine Abweichung von maximal 2° (Tabelle 1). In dem Fall mit Navigationsfehlfunktion betrug die Abweichung der erreichten Korrektur von der geplanten Korrektur 4°. In drei (9%) Fällen traten eine Wundheilungsstörung auf, die jedoch ohne weitere chirurgische Intervention abheilte. All Patienten wurden nach zwei Jahren nachuntersucht. In allen 21 Fällen ohne Navigationsfehlfunktion war eine Durchbauung eingetreten und die mittleren Scores waren im Vergleich zu den präoperative Werten deutlich verbessert (AOFAS Midfoot 80, 62-100 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten; VAS FA 83, 64-100 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten). Bei dem Fall mit Navigationsfehlfunktion war noch keine vollständige Durchbauung eingetreten (AOFAS Midfoot 47; VAS FA 49). Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung wurde die Genauigkeit der noch bestehenden Korrektur computertomographisch analysiert. Dabei konnten keine relevanten Abweichungen im Vergleich zur intraoperativen 3D Analyse mittel ARCADIS 3D festgestellt werden (Abweichung maximal 2° für die Fälle mit erfolgreicher Navigation). Eine vergleichbare Genauigkeitsanalyse ist derzeit nicht publiziert. Die im aktuellen Schrifttum beschriebenen klinischen Nachuntersuchungsergebnisse weichen von unseren nicht relevant ab [12].

In unserer Match-pair Analyse (s. Kapitel 3.1.2.) wurden 28 navigierte Korrekturarthrodesen des Mittelfußes/Lisfrancgelenks mit 28 gematchten Korrekturarthrodesen des Mittelfußes/Lisfrancgelenks ohne Navigation verglichen. In der Gruppe mit Navigation betrug der Zeitaufwand für die Vorbereitung des Navigationsvorgangs 292 (223-1500) Sekunden. Der Korrekturprozess dauerte in der Gruppe mit Navigation 22 (12-180) Sekunden und in der Gruppe ohne Navigation 251 (62-450) Sekunden. Das Navigationssystem funktionierte in einem (4%) Fall nicht. In den restlichen 27 Fällen (96%) mit Navigation und in 12 Fällen (43%) ohne Navigation war die Abweichung der erreichten Korrektur von der geplanten Korrektur maximal 2°/2mm. Folglich waren 4% mit Navigation und 57% ohne Navigation definitionsgemäß nicht ausreichend genau (p=0,02). 25/25 (89/89%) Fälle mit/ohne Navigation wurden nach 38,1 (24-68) Monaten nachuntersucht. In allen Fällen wurde zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung Fusion registriert. Die Scores waren mit Navigation höher als ohne Navigation (mit/ohne Navigation: AOFAS 86/74; VAS FA 85/73, p<0,05). Die Schlussfolgerungen dieser Studie waren, dass die navigierte Korrekturarthrodese an OSG und Fuß einen schnelleren Korrekturvorgang mit höherer Genauigkeit und höhere Scores nach mindestens 2 Jahren erlaubt als die Korrektur ohne Navigation bei einer Einzelzenter Matched-pair Nachuntersuchungsstudie.

Download

14. Literatur
  1. Citak M, Kendoff D, Kfuri M, Jr., Pearle A, Krettek C, Hufner T (2007) Accuracy analysis of Iso-C3D versus fluoroscopy-based navigated retrograde drilling of osteochondral lesions: a pilot study. J Bone Joint Surg Br 89(3): 323-326
  2. Dahlen C, Zwipp H (2001) Computer-assistierte OP-Planung 3D-Software für den PC. Unfallchirurg 104(6): 466-479
  3. Haaker RG, Stockheim M, Kamp M, Proff G, Breitenfelder J, Ottersbach A (2005) Computer-assisted navigation increases precision of component placement in total knee arthroplasty. Clin Orthop Relat Res (433): 152-159
  4. Hamel J, Kinast C (2006) Der TMT-Index zur radiologischen Quantifizierung von Planovalgus-Deformitäten. Fuss Sprungg 4(4): 221-226
  5. Kitaoka HB, Alexander IJ, Adelaar RS, Nunley JA, Myerson MS, Sanders M (1994) Clinical rating systems for the ankle-hindfoot, midfoot, hallux, and lesser toes. Foot Ankle Int 15(7): 349-353
  6. Richter M (2009) Navigierte Korrekturarthrodese des oberen Sprunggelenks. Oper Orthop Traumatol 21(3): 313-322
  7. Richter M (2010) Navigierte Korrekturarthrodese des Lisfrancgelenks und Mittelfusses. Oper Orthop Traumatol
  8. Richter M, Mattes T, Cakir B (2004) Computer-assisted posterior instrumentation of the cervical and cervico-thoracic spine. Eur Spine J 13(1): 50-59
  9. Richter M, Zech S (2008) Computer Assisted Surgery (CAS) Guided Arthrodesis of the Foot and Ankle: An Analysis of Accuracy in 100 Cases. Foot Ankle Int 29(12): 1235-1242
  10. Richter M, Zech S, Geerling J, Frink M, Knobloch K, Krettek C (2006) A new foot and ankle outcome score: Questionnaire based, subjective, Visual-Analogue-Scale, validated and computerized. Foot Ankle Surg 12(4): 191-199
  11. Schon LC, Easley ME, Cohen I, Lam PW, Badekas A, Anderson CD (2002) The acquired midtarsus deformity classification system--interobserver reliability and intraobserver reproducibility. Foot Ankle Int 23(1): 30-36
  12. Zwipp H, Rammelt S, Holch M, Dahlen C (1999) Lisfrancarthrodese bei fehlverheilter Fraktur. Unfallchirurg 102(12): 918-923