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Detaillierte Darstellung navigierte Korrekturarthrodese Subtalargelenk

Arthrosen und Deformitäten am unteren Sprunggelenk (USG) sind keine Seltenheit [1,3,4,10,11,15,17,20,23,28,33,34]. Die degenerativen Veränderungen kombiniert mit den biomechanischen Auswirkungen der Deformitäten führen zu Symptomen wie Schmerz und Gangstörung [2,6,13,15,16,20,25,26,27,29,32,33]. Die Korrekturarthrodese des Subtalargelenks mit Schraubenfixation ist das Standardverfahren [8,15,17,20,30,31]. Dabei ist die Korrektur der Deformitäten schwierig und verbleibende Deformitäten mit entsprechenden Beschwerden sind häufig [8,15,17,30,31]. Eine adäquate präoperative Planung ist Standard und das Erreichen der geplanten Korrektur ist das intraoperative Ziel der Korrektur [8,15,17,30,31]. Die präoperative Diagnostik mit Röntgenaufnahmen unter Belastung und Computertomographie (CT) erlauben eine akkurate Planung, die durch den Einsatz von Planungssoftware noch vereinfacht und verbessert werden kann [7]. 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 [14,15,17,18,30,33]. 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) [9,19,22]. Die Methodik der navigierten Korrekturarthrodese des Subtalargelenks und Studienergebnisse werden im Folgenden beschrieben.

1. Operationsprinzip und -ziel

Ziel der navigierten Korrekturarthrodese des Subtalargelenks mit Schraubenfixation ist die Wiederherstellung eines plantigraden belastbaren Fußes bei Deformitäten des Rückfußes und gleichzeitigen degenerativen Veränderungen des Subtalargelenks.

2. Vorteile

  • Durch eine Korrekturarthrodese des Subtalargelenks wird die Position des Rückfußes korrigiert, was bei Arthrodesen ohne Korrektur nicht der Fall ist.
  • Durch die Navigation wird Genauigkeit der Korrektur und der Implantatfixation im Vergleich zum nicht navigierten Verfahren verbessert.

3. Nachteile

  • Die Korrekturarthrodese des Subtalargelenks ist ein ausgedehnterer Eingriff als Arthrodese ohne Stellungskorrektur
  • Die Fixation mittels Schrauben birgt das Risiko der Fehlstellung am Rückfuß und/oder der Penetration des oberen Sprunggelenks (OSG) bei nicht exakter Platzierung
  • Der Einsatz der Navigation erfordert den Einsatz teuer Navigationsgeräte und zu Beginn des Einsatzes eine verlängerte Operationszeit.
  • Der Einsatz der Navigation erfordert das zusätzliche Einbringen von Schanz´schen Schrauben zur Fixation von Markern (Dynamische Referenzbasen [DRB]) in Talus und Kalkaneus. Dafür sind lateral über Talushals und Proc. anterior calcanei zusätzliche Stichinzisionen nötig.

4. Indikationen

  • Symptomatische Arthrose des Subtalargelenks
  • Deformität des Rückfußes im Subtalargelenk

5. Kontraindikationen

  • Lokale floride Infektion
  • Schwere periphere arterielle Verschlusskrankheit.

6. Patientenaufklärung

  • Übliche allgemeine Operationsrisiken
  • Entnahme von kortikalem und/oder spongiösem Knochen am dorsalen Beckenkamm oder der proximalen Tibia mit entsprechenden lokalen Beschwerden an der Entnahmestelle
  • Zusätzliche Invasivität durch Montage von 2 dynamischen Referenzbasen (DRB)
  • Risiko der persistierenden oder anderweitigen 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 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 (Abbildung 1a und 1b)
  • Computertomographie
  • Bei nicht eindeutig tastbaren Fußpulsen Dopplersonographie und ggf. Angiographie (digitale Subtraktionsangiografie, DSA)
  • Planung der Korrektur
Analyse und Planung

Analyse und Planung anhand eines Saltzman-view (Abbildung 1a) mit hier 3° Varusstellung des Rückfußes(bei normaler Valgusstellung des Rückfußes von 4° der gesunden Gegenseite), d.h. dass sich in diesem Fall ein pathologischer Rückfußvarus von 7° ergibt. Abbildung 1a zeigt eine seitliche Röntgenaufnahme des Fußes und des OSG mit Darstellung der Arthrose subtalar.

8. Instrumentarium

  • Knochensieb nach Standard
  • Schrauben (z.B. 7,3mm kanülierte Schrauben oder Midfoot Fusion Bolt, 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 vom ipsilateralen dorsalen Beckenkamm und komplettem Unterschenkel

10. Operationstechnik

Lagerung des Patienten und Positionierung von Navigationssystem und Personal.

Lagerung des Patienten und Positionierung von Navigationssystem 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 ist eine Seitenlage auf der Gegenseite mit dann lateralem Zugang möglich. Dies ist vor allem dann erforderlich, wenn bei plattenosteosynthetisch versorgter Kalkaneusfraktur die Implantate entfernt werden sollen und dann der dafür früher verwendete Zugang auch für die Korrekturarthrodese verwendet wird.

Auswickeln mit Esmarch Binde und Insufflation der Blutleere mit 350mm Hg

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

Platzierung der Dynamischen Referenz Basen (DRB) in den Talushals und in den Processus anterior calcanei über laterale Stichinzisionen

Platzierung der Dynamischen Referenz Basen (DRB) in den Talushals und in den Processus anterior calcanei über laterale Stichinzisionen (Abbildung 4a). Zur Fixation der DRB werden 5 mm dicke 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 [5]. Nach Platzierung der DRBs erfolgt die 2D-Bildakquisition zur Navigation. 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 (Abbildung 4b) akquiriert.

Festlegung der Achsen von Talus (blau) und Kalkaneus (grün), die im Verhältnis zueinander navigiert werden (links anteroposteriorer Strahlengang; rechts: seitlicher Strahlengang).

Festlegung der Achsen von Talus (blau) und Kalkaneus (grün), die im Verhältnis zueinander navigiert werden (links anteroposteriorer Strahlengang; rechts: seitlicher Strahlengang). Festlegung des Korrekturausmaßes anhand der präoperativen Planung. In diesem Fall sind dies 4° Valgisierung im Subtalargelenk.

Darstellen des Subtalargelenks und Entknorpelung. Hierfür ggf. Einsetzen eines Arthrodenspreizers.

Darstellen des Subtalargelenks und Entknorpelung. Hierfür ggf. Einsetzen eines Arthrodenspreizers. Hierfür haben sich 2,0mm dicke 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 dicken Kirschner-Drähten.

Navigationsgestützte Korrektur und Transfixation des Korrekturergebnisses mit 2,5 mm dicken Kirschner-Drähten. In diesem Fall sind wurde im Subtalargelenk 4° valgisiert. Danach Auffüllen des Defekts im Gelenk mit trikortikalem Beckenkammspan und Spongiosa im Subtalargelenk. Der Beckenkammspan wird so ausgemessen, dass er genau in den Defekt passt. Während und nach der Knochentransplantation wird mit Hilfe des Navigationsgerätes sicher gestellt, dass keine Änderung des Korrekturergebnisses eintritt.

3D-Bildakquisition zur Analyse der Korrekturgenauigkeit (Abbildung 8a) und zur Planung des Bohrkanals für die Nagelinsertion (Abbildung 8b und Abbildung 8c).

3D-Bildakquisition zur Analyse der Korrekturgenauigkeit (Abbildung 8a) und zur Planung des Bohrkanals für die Nagelinsertion (Abbildung 8b und Abbildung 8c). Vor dem 3D-Scan muss der 2D-Navigationskäfig vom ARCADIS-3D entfernt werden. Außerdem kann zuvor die kalkaneare DRB entfernt werden, da diese nicht mehr benötigt wird. Die Analyse der Korrekturgenauigkeit zeigt hier eine Neutralstellung des OSG in der parasagittalen Reformation und die gewünschte 4° Valgisierung in der parakoronaren Reformation (Abbildung 8a). Planung der Bohrung der beiden Schrauben (Abbildung 8b: erste Bohrung; Abbildung 8c: zweite Bohrung).

Navigierter Bohrvorgang

Navigierter Bohrvorgang (Abbildung 9a: klinischer Aspekt; Abbildung 9b: Ansicht Navigationsbildschirm bei Beginn der ersten Bohrung; Abbildung 9c: Navigationsbildschirm bei Ende der zweiten Bohrung). Der „Zielwurm“ erlaubt eine einfache Zielführung. Dabei muss virtuell durch den blauen „Wurm“ der rote Zielpunkt getroffen werden. Nach den Bohrungen Einbringen der Schrauben. Wir favorisieren eine parallele Schraubenlage (nebeneinander - medial -lateral) mit einem Schraubeneintrittspunkt an der dorsalen und nicht der plantaren Fläche des Tuber calcanei mit einem Schraubenverlauf der möglichst senkrecht zum Subtalargelenk mit Lage der Gewinde im ventralen Bereich des Taluskörpers.

2D- und 3D-Bilder nach Nagelinsertion

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.

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VIDEO >> Navigierte Korrekturarthrodese des unteren Sprunggelenks.

11. Postoperative Behandlung

  • Postoperative Anlage der Orthese (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 der Drainage am 2. postoperativen Tag
  • Entfernung des Hautnahtmaterials am 12. postoperativen Tag
  • 6 Wochen 15 kg Teilbelastung an Unterarmgehstützen in der Orthese. Die Orthese kann in der Regel nachts entfernt werden.
  • 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 anderweitige Deformität, so dass kein plantigrader Fuß erreicht wurde. Eine Revisionsoperation kann in diesem Fall nach entsprechender Analyse von klinischen, radiologischen und pedographischen Befunden nötig werden.
  • Verletzung des Nervus suralis im Zugangsbereich oder an der Stichinzision über dem Kalkaneus
  • Prominente Schraubenköpfe am Eintrittspunkt mit konsultierenden Schmerzen in diesen Bereichen. Bei prominenten Schraubenköpfen kann in Abhängigkeit von den Beschwerden bei eingetretener Durchbauung eine Implantatentfernung durchgeführt werden. Dies sollte in der Regel frühestens nach 6 Monaten erfolgen.
  • Fehlfunktion des Navigationssystems

13. Aktueller Fall

Aktueller Fall außerhalb der unten beschriebenen Studie mit neuem innovativem Implantaten

Aktueller Fall außerhalb der unten beschriebenen Studie mit neuem innovativem Implantaten (Midfoot Fusion Bolt, Synthes, Umkirch), die vollständig im Knochen versenkt werden und daher keine störenden vorstehenden Schraubenköpfe im Autrittsbereich der Ferse aufweisen. Weiterhin sind die Midfoot Fusion Bolts zur Erhöhung der Stabilität nicht kanüliert und erlauben mittels des Instrumentariums eine optionale interfragmentäre Kompression (Abbildung 11a: Röntgen postoperativ seitlich; Abbildung 11a: Röntgen postoperativ Brodehn 20°).

14. Ergebnisse

Vom 01.09.2006 bis 31.08.2008 wurden vom Autor 26 Korrekturarthrodesen des Subtalargelenks wie beschrieben durchgeführt. 16 Patienten waren männlich und das mittlere Alter zum Zeitpunkt des Eingriffs betrug 47 Jahre (20-78 Jahre). Tabelle 1 zeigt das Ausmaß der Deformitäten. Der mittlere präoperative American Orthopaedic Foot and Ankle Association Hindfoot Score (AOFAS Hindfoot) betrug 58 Punkte (32-82 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten) und der mittlere Visual Analogue Scale Foot and Ankle (VAS FA) betrug 52 Punkte (26-86 bei maximal möglichen 100 Punkten) [12,24]. 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 7 Minuten (5 -17 Minuten). Der Zeitaufwand für die navigierten Bohrungen, d.h. Bildakquisition, Planung, Referenzierung von Bohrmaschine, Bohrer und Bohrhülse, navigierte Bohrungen betrug im Schnitt 9 Minuten (7 – 23 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. 24 der 26 Fälle (92%) wurden nach zwei Jahren nachuntersucht. In allen nachuntersuchten Fällen war eine Durchbauung eingetreten und die mittleren Scores waren im Vergleich zu den präoperative Werten deutlich verbessert (AOFAS Hindfoot 79, 64-86 Punkte bei maximal erreichbaren 86 Punkten bei versteiftem OSG und USG; VAS FA 82, 64-97 Punkte bei maximal erreichbaren 100 Punkten). Zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung wurde die Genauigkeit des Korrekturausmaßes 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 [8,15,17,30,31].

In unserer Match-pair Analyse (s. Kapitel 3.1.2.) wurden 28 navigierte Korrekturarthrodesen des Subtalargelenks mit 28 gematchten Korrekturarthrodesen des Subtalargelenks 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) 309 (239-1200) Sekunden. Der Korrekturprozess dauerte in der Gruppe mit Navigation 25 (15-195) Sekunden und in der Gruppe ohne Navigation 288 (80-480) Sekunden. Das Navigationssystem funktionierte in allen Fällen. In den 28 Fällen (100%) mit Navigation und in 19 Fällen (68%) ohne Navigation war die Abweichung der erreichten Korrektur von der geplanten Korrektur maximal 2°/2mm. Folglich waren 0% mit Navigation und 32% ohne Navigation definitionsgemäß nicht ausreichend genau (p=0,05). 25/26 (89/93%) Fälle mit/ohne Navigation wurden nach 41,8 (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 79/73; VAS FA 84/71, p<0,05). Die Schlussfolgerungen dieser Studie waren, dass die navigierte Korrekturarthrodese des Subtalargelenks 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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