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Detaillierte Darstellung navigierte Korrekturarthrodese oberes Sprunggelenk und Subtalargelenk

Arthrosen und Deformitäten am oberen und unteren Sprunggelenk und Rückfuß sind nicht selten [13,16]. Die degenerativen Veränderungen kombiniert mit den biomechanischen Auswirkungen der Deformitäten führen zu Symptomen wie Schmerz und Gangstörung [4,16,19]. Die kombinierte Korrekturarthrodese des oberen Sprunggelenks (OSG) und Subtalargelenks mit Fixation mit einem retrograden Marknagel ist inzwischen ein Standardverfahren [6,16]. Dabei ist die Korrektur der Deformitäten schwierig und verbleibende Deformitäten mit entsprechenden Beschwerden sind häufig [13,16]. Eine adäquate präoperative Planung ist Standard und das Erreichen der geplanten Korrektur ist das intraoperative Ziel der Korrektur [13,16]. 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 [5,16]. Während der Operation ist das exakte Erreichen der geplanten Korrektur jedoch schwierig, da sich der Operateur nur mit den konventionellen Röntgenbildgebungstechniken, d.h. einem Röntgenbildverstärker orientieren kann [13,14]. 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) [7,15,18]. Die Methodik der navigierten Korrekturarthrodese des OSG und Subtalargelenks und Studienergebnisse werden im Folgenden beschrieben.

1. Operationsprinzip und -ziel

Ziel der navigierten Korrekturarthrodese des OSG und des Subtalargelenks mit Fixation mit retrogradem Nagel ist die Wiederherstellung eines plantigraden belastbaren Fußes bei Deformitäten an OSG und/oder Rückfuß bei gleichzeitigen degenerativen Veränderungen an OSG und Subtalargelenk.

2. Vorteile
  • Durch eine kombinierte Korrektur und Arthrodese im OSG und Subtalargelenk wird die Stellung in OSG und Rückfuß gleichzeitig korrigiert. Diese gleichzeitige Korrektur an beiden Gelenken ist bei isolierten Korrekturarthrodesen von OSG oder Subtalargelenk nicht gegeben.
  • Durch die Fixation mit retrogradem Nagel wird Stabilität im Vergleich zur Schrauben und/oder Plattenosteosynthese erhöht [1,2,9,10,11].
  • Durch die Navigation wird eine hohe Genauigkeit der Korrektur und Implantatfixation erreicht.
3. Nachteile
  • Die kombinierte Korrekturarthrodese von OSG und Subtalargelenk ist ein ausgedehnterer Eingriff als die isolierte Korrekturarthrodese von OSG oder Subtalargelenk.
  • Die Fixation mittels retrogradem Nagel birgt das Risiko der Fehlstellung an OSG und Rückfuß bei nicht exakter Platzierung des Implantats.
  • 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 Tibia, Talus und/oder Kalkaneus. Dafür sind lateral über Talushals und Proc. anterior calcanei zusätzliche Stichinzisionen nötig.
4. Indikationen
  • Arthrose OSG und Subtalargelenk
  • Fehlstellung OSG und/oder Rückfuß
5. Kontraindikationen
  • Floride Infektion an OSG/Rückfuß
  • Schwere periphere arterielle Verschlusskrankheit
6. Patientenaufklärung
  • Übliche allgemeine Operationsrisiken
  • Entnahme von kortikalem und/oder spongiösem Knochen an dorsalem 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. Operationsvorbereitung
  • Sorgfältige anamnestische und klinische Evaluation von Beschwerden und Fehlstellung
  • Überprüfung der Hautverhältnisse, Durchblutung und neurologischem Status
  • 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. Der Saltzman-view erfolgt im Stehen beidseits gleichzeitig im anteroposterioren Strahlengang mit um 20 Grad nach dorsal-kaudal gekippter Röhre zur simultanen beidseitigen Darstellung der Tibia- und Rückfußachsen.
  • Computertomographie
  • Bei nicht eindeutig tastbaren Fußpulsen Dopplersonographie und ggf. digitale Subtraktions-Angiographie (DSA)

Oben Analyse und Planung anhand eines Saltzman-view mit hier 3 Grad Varusstellung des Rückfußes, d.h. bei normaler Valgusstellung des Rückfußes von 4° der gesunden Gegenseite, so dass sich in diesem Fall ein pathologischer Rückfußvarus von 7° ergibt. Unten parasagittale Reformation der präoperative CT mit teilweiser Destruktion des Taluskörpers und degenerativen Veränderungen von OSG und USG.

8. Instrumentarium
  • Knochensieb nach Standard
  • Schanz’sche Schrauben
  • Marknagel (z.B. Distaler Femurnagel (DFN), Synthes, Umkirch)
  • 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
  • Bauchlagerung mit an der Tischkante überstehenden Fuß
  • Oberschenkelblutleere
  • Abkleben und Vorreinigen von ipsilateralen dorsalen Beckenkamm und komplettem Unterschenkel
10. Operationstechnik

Navigationssystem (Navivision, Fa. Brainlab, Heimstetten) inkl. Röntgenbildverstärker (ARCADIS-3D, Siemens, Erlangen) 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. Als Alternative Lagerung ist eine Rückenlagerung mit dann ventralem und medialem/lateralem Zugang.

Auswickeln mit Esmarch Binde und Insufflation der Blutleere mit 350mm Hg. Dorsolateraler Zugang zum oberen und unteren Sprunggelenk. Hierbei Schonung des Nervus suralis und der Achillessehne. OSG und Subtalargelenk liegen in unmittelbarer Nähe zueinander.

Platzierung der Dynamischen Referenz Basen (DRB) in distale Tibia über die initiale Inzision (Abbildung 4a). Dann Platzierung der zweiten DRB in den Talushals oder in den Proc. anterior calcanei über eine Stichinzision (Abbildung 4a). Die Platzierung erfolgt im Talus wie in diesem Beispiel, wenn die Fehlstellung im OSG und nicht subtalar besteht. Dies hat den Vorteil, dass die spätere navigierte Bohrung für den Nagel genauer erfolgen kann, da die DRB im selben Knochen liegt wie der Endpunkt der Bohrung. Falls die Fehlstellung nicht im OSG sondern subtalar lokalisiert ist, muss die zweite DRB in den Kalkaneus platziert werden. Als seltener Sonderfall bei extremen Fehlstellungen zwischen Talus und Kalkaneus kann zunächst je eine DRB in Talus und Kalkaneus platziert werden und erst die Fehlstellung zwischen Talus und Kalkaneus navigationsgestützt korrigiert werden*. Nach Transfixation dieser korrigierten Fehlstellung kann dann die DRB vom Kalkaneus in die Tibia umgesetzt werden und dann die Fehlstellung im OSG korrigiert werden. Zur Fixation der DRB werden 5 dicke mm Schanz'sche Schrauben verwendet. Optional können auch 4 mm dicke Schanz´sche Schrauben verwendet werden. 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 [3]. Nach Platzierung der DRBs erfolgt die 2D-Bildakquisition zur Navigation (Abbildung 4b). Dafür muss der sog. 2D-Navigationskäfig an den Detektor des ARCADIS-3D angebracht werden. Es wird ein Bild im anteroposterioren und eines im seitlichen Strahlengang akquiriert.

* Die Korrektur des tibio-talaren Winkels ist navigiert nur möglich, wenn die DRBs and Tibia und Talus befestigt sind und die Korrektur des talo-kalkanearen Winkels, wenn die DRBs an Talus und Kalkaneus befestigt sind. Es ist daher möglich, und dies wurde zum Teil auch so durchgeführt, erst den tibio-talaren Winkel navigationsgestützt zu korrigieren und dann nach Umsetzten der DRBs und erneuter Bildakquisition den talo-kalkanearen Winkel. Diese "doppelte" navigationsgestützte Korrektur ist allerdings noch aufwändiger als mit nur einer navigationsgestützten Korrektur.  Deshalb wurde für diese Darstellung ein Fall mit einer Fehlstellung in nur einem Gelenk (OSG) ausgewählt, um die Möglichkeiten der Methode einfacher zu veranschaulichen.

Festlegung der Achsen der beiden Knochen Tibia und Talus/Kalkaneus, die im Verhältnis zueinander navigiert werden (Abbildung 5a). In diesem Fall bestand keine subtalare Fehlstellung, so dass vor der Korrektur das Subtalargelenk mit zwei 2,0 mm Kirschner-Drähten transfixiert wurde um zu verhindern, dass keine iatrogene subtalare Fehlstellung entstehen kann. Navigiert wurde dann diese Talus/Kalkaneus-„Einheit“ (grün markiert und grüne Achse) im Verhältnis zur Tibia (blaue Achse) (Abbildung 5b). Im Idealfall werden die Achsen so definiert, dass diese vor der Korrektur 0° sind (links anteroposteriorer Strahlengang; rechts: seitlicher Strahlengang). Festlegung des Korrekturausmaßes anhand der präoperativen Planung. In diesem Fall sind dies 7° Valgisierung und 3° Dorsalextension.

Festlegung der Achsen der beiden Knochen Tibia und Talus/Kalkaneus, die im Verhältnis zueinander navigiert werden (Abbildung 5a). In diesem Fall bestand keine subtalare Fehlstellung, so dass vor der Korrektur das Subtalargelenk mit zwei 2,0 mm Kirschner-Drähten transfixiert wurde um zu verhindern, dass keine iatrogene subtalare Fehlstellung entstehen kann. Navigiert wurde dann diese Talus/Kalkaneus-„Einheit“ (grün markiert und grüne Achse) im Verhältnis zur Tibia (blaue Achse) (Abbildung 5b). Im Idealfall werden die Achsen so definiert, dass diese vor der Korrektur 0° sind (links anteroposteriorer Strahlengang; rechts: seitlicher Strahlengang). Festlegung des Korrekturausmaßes anhand der präoperativen Planung. In diesem Fall sind dies 7° Valgisierung und 3° Dorsalextension.Darstellen von OSG und Subtalargelenk und Entknorpelung. Hierfür ggf. Einsetzen eines Arthrodenspreizers. Hierfür haben sich 2,0 mm 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.

Navigationsgestützte Korrektur und Transfixation des Korrekturergebnisses mit 2,5 mm Kirschner-Drähten. In diesem Fall wurde im OSG 7° valgisiert und 3° dorsalextendiert. Danach ggf. Auffüllen des Defekts im Gelenk mit trikortikalem Beckenkammspan und Spongiosa im OSG und Spongiosa im USG. Der Beckenkammspan wird so ausgemessen, dass er genau in den Defekt passt. Während und nach der Knochentransplantation wird mit Hilfe des Navigationsgerätes sichergestellt, dass keine Änderung des Korrekturergebnisses eintritt.

3D-Bildakquisition zur Analyse der Korrekturgenauigkeit und zur Planung des Bohrkanals für die Nagelinsertion (Abbildung 8a: parakoronare Reformation; Abbildung 8b: parasagittale Reformation). Vor dem 3D-Scan muss der 2D-Navigationskäfig vom ARCADIS-3D entfernt werden. Die Analyse der Korrekturgenauigkeit zeigt hier eine Neutralstellung des OSG in der parasagittalen Reformation und die gewünschte 5° Rückfußvalgusstellung in der parakoronaren Reformation.

Navigierter Bohrvorgang (Abbildung 9a: klinischer Aspekt; Abbildung 9b: Ansicht Navigationsbildschirm bei Bohrbeginn; Abbildung 9c: Navigationsbildschirm bei Bohrende). Danach Einbringen des Nagels und Verriegelung über den Standardzielbügel mit Einbringen je eines Verriegelungsbolzens in Talus und Kalkaneus. Im Kalkaneus kann bei osteoporotischem Knochen auch die sog. Klinge anstatt des Verriegelungsbolzens verwendet werden. In diesem Fall liegt der zweitdistalste Verriegelungsbolzen nicht komplett im Talus sondern teilweise im Kalkaneus, was jedoch kein Problem darstellt.

2D- und 3D-Bilder nach Nagelinsertion (Abbildung 10a: 2D Bild anteroposteriorer Strahlengang; Abbildung 10b: parakoronare Reformation; Abbildung 10c: axiale Reformation; Abbildung 10d: parasagittale Reformation). Bei korrekter Position Einlage einer Drainage und schichtweiser Wundverschluss.

11. Postoperative Behandlung
  • Anlage der Orthese noch im OP (z.B. Vacuped, Oped, Valley)
  • Hochlagerung
  • Ab dem ersten postoperativen Tag Mobilisation mit Orthese mit 15 kg Teilbelastung möglich
  • Postoperative Röntgenkontrolle am 1. oder 2. Tag
  • Entfernung Drainage am 2. postoperativen Tag
  • Entfernung Hautnahtmaterial am 12. postoperativen Tag
  • 6 Wochen 15 kg Teilbelastung an Unterarmgehstützen in der Orthese
  • Nach 6 Wochen in Abhängigkeit des radiologischen Verlaufs Weglassen der Orthese und Übergang zur Vollbelastung im festen Konfektionsschuh
12. Fehler, Gefahren, Komplikationen
  • Verbleibende Deformität oder andere Deformität, die weitere nichtoperative Maßnahmen (z.B. Schuhzurichtung und/oder Einlagen) oder operative Maßnahmen erfordert (erneute Korrekturoperation).
  • Nichterreichen eines plantigraden Fußes, die weitere nichtoperative Maßnahmen (z.B. Schuhzurichtung und/oder Einlagen) oder operative Maßnahmen erfordert (erneute Korrekturoperation).
  • Verletzung des Nervus suralis was zu einer irreversiblen Hypo- oder Asensibilität im Innervationsgebiet führen kann.
  • Prominenter Nagel am Eintrittspunkt oder prominente Verriegelungsbolzen mit konsultierenden Schmerzen in diesen Bereichen was eine spezielle Polsterung, Änderung der Implantatlage oder frühzeitige Implantatentfernung erfordern kann.
  • Fehlfunktion des Navigationssystems was ein weiteres konventionelles Vorgehen ohne Navigation erfordert.
13. Fälle

Bei dem Fall handelt es sich um beidseitige 3° offene Kalkaneusfrakturen, die in erheblicher Deformität ausgeheilt sind. Auf der mehr betroffenen und hier korrigierten linken Seite keine Belastbarkeit. Der präoperative Status zeigt eine Verringerung des seitlichen talokalkanearen Winkels (Abbildung a - seitliches Röntgenbild mit Vollbelastung), einen massiven Rückfußvalgus von 21,4° (Abbildung b - Saltzman Aufnahme) und eine massive Verschiebung des Tuber calcanei nach lateral unter die Fibula (Abbildung c: parakoronare CT-Reformation). Aufgrund der sehr problematischen Weichteilsituation mit Z.n. großflächiger Spalthauttransplantation vor allem medial, erfolgte eine kontinuierliche Korrektur über 90 Tage mittels Taylor Spatial Frame (Smith & Nephew, London, UK) (Abbildung d). Nun navigierte Korrekturarthrodese OSG und Subtalargelenk und Fixation mit A3 Nagel welcher als wesentliche innovative Merkmale eine dreifache Biegung (distal lateral, distal dorsal und proximal im Rekurvationssinne) aufweist, und einen Verriegelungsbolzenverlauf in der Knochenachse (Talus und Kalkaneus), eine tibiale Verriegelung in Nagelmitte mittels Zielgerät und eine Kompression zwischen Kalkaneus und Talus und zwischen Talus und Tibia ermöglicht (Abbildung f: sagittale Reformation der intraoperativen 3D-Röntgenbildgebung; Abbildung g: koronare Reformation der intraoperativen 3D-Röntgenbildgebung; Abbildung h und Abbildung i: postoperative Röntgenbilder). Nach drei Monaten vollständige Durchbauung und gute Belastbarkeit (Abbildung j und Abbildung k: Röntgenbilder 3 Monate postoperativ mit Belastung))

14. Ergebnisse

Vom 01.09.2006 bis 31.08.2008 wurden in vom Autor 14 Korrekturarthrodesen des OSG und Subtalargelenks wie beschrieben durchgeführt. 8 Patienten waren männlich und das mittlere Alter zum Zeitpunkt des Eingriffs betrug 56 Jahre (36-78 Jahre). Tabelle 1 zeigt das Ausmaß der Deformitäten. Der mittlere präoperative American Orthopaedic Foot and Ankle Association Hindfoot Score (AOFAS Hindfoot) betrug 48 Punkte (28-78 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten) und der mittlere Visual Analogue Scale Foot and Ankle (VAS FA) betrug 46 Punkte (22-78 bei jeweils maximal möglichen 100 Punkten) [8,17]. 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 -18 Minuten). Der Zeitaufwand für die navigierte Bohrung, d.h. Bildakquisition, Planung, Referenzierung von Bohrmaschine, Bohrer und Bohrhülse, navigierte Bohrung betrug im Schnitt 7 Minuten (4 – 12 Minuten). Navigationsassoziierte Probleme oder Komplikationen traten in dieser Serie nicht auf. 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° oder 2 mm (Tabelle 1). In einem Fall trat eine Wundheilungsstörung auf, die jedoch ohne weitere chirurgische Intervention abheilte. Alle 14 Fälle wurden nach zwei Jahren nachuntersucht. In allen Fällen war eine Durchbauung eingetreten und die mittleren Scores waren im Vergleich zu den präoperative Werten deutlich verbessert (AOFAS Hindfoot 74, 61-86 Punkte bei maximal erreichbaren 86 Punkten bei versteiftem OSG und Subtalargelenk; VAS FA 79, 64-98 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten). 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 mm oder 2 Grad). Eine vergleichbare Genauigkeitsanalyse ist derzeit nicht publiziert. Die im aktuellen Schrifttum beschriebenen klinischen Nachuntersuchungsergebnisse weichen von unseren nicht relevant ab [6,12].

In unserer Match-pair Analyse (s. Kapitel 3.1.2.) wurden 19 navigierte Korrekturarthrodesen von OSG und Subtalargelenk mit 19 gematchten Korrekturarthrodesen von OSG und Subtalargelenk ohne Navigation verglichen. In der Gruppe mit Navigation betrug der Zeitaufwand für die Vorbereitung des Navigationsvorgangs (nur für die Korrektur und nicht für die Bohrung für die Implantate) 388 (260-1800) Sekunden. Der Korrekturprozess dauerte in der Gruppe mit Navigation 32 (24-240) Sekunden und in der Gruppe ohne Navigation 362 (90-660) Sekunden. Das Navigationssystem funktionierte in allen Fällen. In den 19 Fällen (100%) mit Navigation und in 9 Fällen (47%) ohne Navigation war die Abweichung der erreichten Korrektur von der geplanten Korrektur maximal 2°/2mm. Folglich waren 0% mit Navigation und 53% ohne Navigation definitionsgemäß nicht ausreichend genau (p=0,01). 17/16 (89/84%) Fälle mit/ohne Navigation wurden nach 39,8 (24-62) 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 73/64; VAS FA 78/67, p<0,05). Die Schlussfolgerungen dieser Studie waren, dass die navigierte Korrekturarthrodese von OSG und Subtalargelenk 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.

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