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Detaillierte Darstellung navigierte retrograde Anbohrung Osteochondrosis dissecans des Talus

Das Behandlungsziel bei symptomatischer Osteochondrosis dissecans (OCD) des Talus der Stadien I und II (Berndt and Harty, Hepple und Winson oder Ferkel) ist die Revaskularisierung der Läsion [4,6,9,15,16,17]. Ein Debridement des Knorpelanteils wird als Behandlungsoption bei symptomatischer Erkrankung beschrieben [1,24]. Dieses Debridement ist jedoch nur dann die beste Option, wenn das Knorpeldissekat locker oder von schlechter Qualität ist [1,15,16,17,21,24]. Subchondrale Bohrungen erlauben eine Dekompression der wahrscheinlich schmerzhaften subchondralen Gewebsverdichtung bzw. Sklerose und eine Revaskularisierung [1,8,15,16,17,21,24]. Die retrograde Bohrung erhält dabei die noch intakte Knorpeloberfläche und ist damit eindeutig besser als die antegrade Bohrung mit zwangsläufiger Zerstörung des Knorpels [7,15,16,17]. Die arthroskopisch gestützte retrograde Bohrung ist nur bei arthroskopisch sichtbaren Läsionen möglich, was bei intakter Knorpeloberfläche häufig nicht der Fall ist [15,16,17,21]. Weiterhin ist für die arthroskopisch gestützte Bohrung ein Zielbügel nötig, der nur sehr schwer und häufig mit iatrogenen Knorpelschäden im Gelenk platziert werden kann [15,16,17,22]. Eine weitere Option ist die röntgenbildverstärkergestützte retrograde Anbohrung, die aber aufgrund der schlechten Visualisierung wenig Erfolg versprechend ist [15,16,17]. Daher sehen einige Autoren auch die Indikation für ein offenes Vorgehen [20]. Dafür ist aber häufig ein ausgedehnter Zugang mit Osteotomie nötig [20]. Zur genaueren und weniger schädigenden retrograden Bohrung wurde die Computertomographie (CT) basierte Computer Assistierte Chirurgie (CAS) gesteuerte Technik beschrieben [2,7,10,19]. Die derzeit in Anwendung befindlichen CT (3D)- und Röntgenbildverstärker (BV-2D) basierten Navigationssysteme sind in Ihrer Flexibilität (3D) und Visualisierung (2D) sehr eingeschränkt [13,15,16,17]. Die Nachteile der BV (2D) basierten Technik ist das Fehlen der 3-D- Darstellung und damit der Lokalisierung des Herds [15,16,17]. Die CT (3D) basierte Technik benötigt den sehr aufwändigen und nicht mehr zeitgemäßen Vorgangs des präoperativen CTs und dann des intraoperativen Matchings [13,15,16,17]. Um die Probleme der schlechten Visualisierbarkeit mit 2D und der CT basierten Technik zu umgehen, wurde die 3D-basierte matchingfreie Technik mit intraoperativer Bildakquisition (ISO-C-3D, Siemens, München) vorgestellt [15]. Diese Methode ist machbar, exakt und zeigt sehr gute klinische Ergebnisse [14,15]. In vitro konnte die bessere Visualisierung der 3D-Technik gegenüber der 2D-Technik gezeigt werden [5]. Allerdings waren die dafür notwendigen Geräte der ersten Generation (ISO-C-3D, Siemens, München; Surgigate, Medivision Inc., Oberdorf, Schweiz & Northern Digital Inc., Waterloo, Ontario, Kanada; Medivision wurde später umbenannt in Praxim Inc., Grenoble, Frankreich) noch nicht ausgereift und daher trotz hoher Genauigkeit sehr komplex in der Bedienung und störanfällig [14,15]. Diese Geräte wurden weiter entwickelt und die folgende Gerätegeneration (ARCADIS-3D, Siemens, München; Navivision, Brainlab, Heimstetten) erlaubt einfacheres Handling und geringere Fehleranfälligkeit [16]. Um die Genauigkeit weiter zu erhöhen, wird die Verwendung möglichst dicker Bohrer empfohlen, da die Dicke des Bohrers direkt mit der Genauigkeit korreliert [11]. Die Technik der intraoperativen 3D-Bildgebung basierten navigierten retrograden Bohrung mit den aktuellen Geräten und Studienergebnisse werden beschrieben.

1. Operationsprinzip und -ziel

Ziel der navigierten retrograden Anbohrung der OCD des Talus ist die subchondrale Dekompression und Revaskularisierung mit Erhaltung des noch intakten Knorpels.

2. Vorteile

  • Durch die retrograde Anbohrung bleibt der Knorpel intakt.
  • Die Navigation erlaubt eine exakte Anbohrung des subchondralen Herds.
  • Die Navigation erlaubt die Anbohrung arthroskopisch nicht sichtbarer Herde.
  • Die Navigation erlaubt die Anbohrung von mit dem BV nicht sichtbarer Herde.
  • Die 3D basierte Navigation erlaubt eine bessere Visulisierung als die 2D basierte Navigation [5].
  • Die intraoperative Bildakquisition macht die sonst für die Navigation nötige präoperative CT überflüssig [15,16].
  • Die intraoperative Bildakquisition macht das sonst für die Navigation nötige Matching überflüssig [15,16].
  • Die Verwendung dicker Bohrer (5 mm) erhöht die Genauigkeit [11].
  • Die Navigation von Bohrhülse und Bohrmaschine mit Bohrer ist besser als die Navigation von Bohrmaschine oder Hülse allein. Die zusätzliche Navigation der Bohrhülse erhöht die Genauigkeit gegenüber der alleinigen Navigation der Bohrmaschine und damit des Bohrers, da sich der Bohrer nur außerhalb der Bohrhülse verbiegen kann und sich damit die Genauigkeit der Bohrung verringern kann [11]. Die zusätzliche Navigation der Bohrmaschine und damit des Bohrers erhöht die Genauigkeit gegenüber der alleinigen Navigation des Bohrhülse, da nur mit der Navigation der Bohrmaschine mit Bohrer die Länge der Bohrung navigiert werden kann [11]. Dies erlaubt die alleinige Navigation der Bohrhülse nicht.
  • Die Verwendung dicker Bohrer (5 mm) erlaubt eine nachfolgende subchondrale Spongiosaplastik [16].
  • Die subchondrale Spongiosaplastik erlaubt eine gute subchondrale Abstützung des Knorpels [16].
  • Durch intraoperative 3D-Bildgebung kann nach der Bohrung die Lage des Bohrkanals exakt bestimmt und dokumentiert werden.

3. Nachteile

  • 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 eines Markers (Dynamische Referenzbasis [DRB]) in den Talus. Dafür ist im Bereich des Talushals dorsolmedial eine zusätzliche Stichinzisionen nötig.

4. Indikationen

Symptomatische OCD des Talus der Stadien I nach Berndt and Harty oder Stadium I und IIa nach Ferkel bzw. Hepple und Winson, d.h. mit intakter oder größtenteils intakter Knorpeloberfläche [4,6,9].

5. Kontraindikationen

OCD des Talus der Stadien II bis IV nach Berndt and Harty oder Stadium IIb bis IV nach Ferkel bzw. Hepple und Winson , d.h. nicht intakte Knorpeloberfläche.

6. Patientenaufklärung

  • Übliche allgemeine Operationsrisiken
  • Zusätzliche Invasivität durch Montage von einer dynamischen Referenzbasis (DRB)
  • Für die Spongiosaentnahme ist eine Inzision von 2 cm Länge oberhalb des Innenknöchels nötig.
  • Die Verwendung der Navigation kann die Operationszeit um etwa 5-10 Minuten verlängern.

7. Operationsvorbereitungen

  • Sorgfältige anamnestische und klinische Evaluation von Beschwerden
  • Überprüfung der Hautverhältnisse, Durchblutung und des neurologischen Status.
  • Standarddiagnostik mit Röntgen und Kernspintomographie (MRT) (Abbildung 1 und Abbildung 2).
  • Zu Beginn des Eingriffs wird durch eine diagnostische Arthroskopie die Knorpeloberfläche auf Intaktheit überprüft (Abbildung 3), da die Indikation zur retrograden Bohrung nur bei intakter (Ferkel Stadium I) oder größtenteils intakter (Ferkel Stadium IIa) Knorpeloberfläche besteht [6]. Bei nicht intakter Knorpeloberfläche (Ferkel Stadium IIb, III oder IV) erfolgen antegrade Maßnahmen wie Abrasionsarthroplastik, Mikrofrakturierung bis hin zur aktuell vom Autor favorisierten Matrixassoziierten Stammzelltransplantation (MAST) [6].
Röntgen OSG mit OCD mediale Talusschulter Stadium I nach Berndt und Harty.

Röntgen OSG mit OCD mediale Talusschulter Stadium I nach Berndt und Harty.

MRT OSG mit OCD mediale Talusschulter Stadium 2b nach Hepple und Winson mit intakter Knorpeloberfläche.

MRT OSG mit OCD mediale Talusschulter Stadium 2b nach Hepple und Winson mit intakter Knorpeloberfläche.

Arthroskopischer Befund OCD mediale Talusschulter Stadium I nach Ferkel mit intakter Knorpeloberfläche.

Arthroskopischer Befund OCD mediale Talusschulter Stadium I nach Ferkel mit intakter Knorpeloberfläche. Der Knorpel lässt sich etwas eindrücken was ein Hinweis auf eine mangelnde subchondrale Abstützung ist.

8. Instrumentarium

  • Arthroskopieturm und Instrumente. Eine "kleine" Optik mit z.B. 2,8 mm Außendurchmesser und spezielle kleine Arthroskopieinstrumente sind eindeutig besser geeignet als die Anwendung von Standardoptiken und -instrumenten aus der Knie- oder Schulterarthroskopie [16,17,22]. Bei der Bildtechnik ist die High Definition (HD) Technik mit hoher Auflösung optimal.
  • Sieb mit Navigationsinstrumenten einschließlich 5 mm Bohrer und Bohrhülse.
  • Navigationssystem (hier Navivision, Brainlab, Heimstetten in Kombination mit ARCADIS-3D, Siemens, München).
  • Meißel und scharfe Löffel für die Spongiosaentnahme.
  • Titandraht,1 mm Durchmesser.
  • Karbonoperationstisch (wenn vorhanden). Dieser verringert die Artefakte der intraoperativen 3D-Bildgebung und verbessert damit die Identifikation des OCD-Herds für die Navigation und des Bohrkanals für die Beurteilung des Bohrkanals.

9. Anästhesie und Lagerung

  • Allgemeinanästhesie oder Spinal-/Periduralanästhesie.
  • Rückenlagerung mit an der Tischkante überstehender Ferse.
  • Oberschenkelblutleere.
  • Abkleben und Vorreinigen des Fußes bis Unterschenkelmitte.

10. Operationstechnik

Lagerung des Patienten und Positionierung von Arthroskopieturm, Navigationssystem (Navivision) einschließlich BV (ARCADIS-3D) und Personal (Abbildung 4a).

Lagerung des Patienten und Positionierung von Arthroskopieturm, Navigationssystem (Navivision) einschließlich BV (ARCADIS-3D) und Personal (Abbildung 4a). 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 „freie Sicht“ auf die Dynamischen Referenz Basen (DRB) und den ARCADIS-3D Strahlendetektor besteht. Während der intraoperativen 3D-Bildakquisition wird der Situs steril abgedeckt (Abbildung 4b).

Insufflation der Blutleere mit 350 mm Hg.

Insufflation der Blutleere mit 350 mm Hg. Diagnostische Arthroskopie des oberen Sprunggelenks (OSG). Eine um den Fuß gelegte elastische Binde erlaubt, wenn nötig, die manuelle Traktion durch den Assistenten. Hierbei wird vor allem die Knorpeloberfläche auf Intaktheit überprüft (Abbildung 3), da die Indikation zur retrograden Bohrung nur bei intakter (Ferkel Stadium I) oder größtenteils intakter (Ferkel Stadium IIa) Knorpeloberfläche besteht [6]. Bei nicht intakter Knorpeloberfläche (Ferkel Stadium IIb, III oder IV) erfolgen antegrade Maßnahmen bis hin zur aktuell vom Autor favorisierten Matrixassoziierten Stammzelltransplantation (MAST) [6]. Bei der Arthroskopie erfolgen die üblichen therapeutischen Maßnahmen wie z.B. Knorpelglättung, Synovektomie, etc.

Über eine dorsomediale Stichinzision Einbringen der Dynamischen Referenzbasis (DRB) in den Talushals.

Über eine dorsomediale Stichinzision Einbringen der Dynamischen Referenzbasis (DRB) in den Talushals. Dies sollte unbedingt unter BV-Kontrolle erfolgen, da sonst das Risiko der Penetration der angrenzenden Gelenke (oberes und unteres Sprunggelenk und Talonavikulargelenk) besteht (Abbildung 6a und Abbildung 6b). Als DRBs kommen Modelle mit einer oder zwei (Abbildung 6b) Schanz'schen Schrauben in Frage. 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]. Die Stabilität ist eine wesentliche Voraussetzung für eine genaue Navigation. Die Identifikation des OCD-Herds auf den 2D-Bildern ist vor allem im seitlichen Strahlengang sehr schwierig bis unmöglich (Abbildung 6b). Anschließend 3D-Bildakquisition nach entsprechender Abdeckung (Abbildung 6c bis Abbildung 6e). Die 3D-Reformationen zeigen den subchondralen OCD-Herd eindeutig und genau lokalisierbar (Abbildung 6c: koronare Reformation; Abbildung 6d: Sagittale Reformation; Abbildung 6e: Axiale Reformation). Die sichtbaren Artefakte der 3D-Bilder werden durch die beim Scan zwingend in situ liegende DRB verursacht.

Nun erfolgt mit dem Pointer die Verifikation der Bilddaten und damit die Überprüfung der Genauigkeit des Navigationssystems (Abbildung 7a). Dann wird mit dem Pointer der Bohrkanal geplant (Abbildung 7b). Hierfür Stichinzision über dem digital gut tastbaren Processus lateralis tali, der auch den Startpunkt der Bohrung zur medialen Talusschulter darstellt (bei OCD der lateralen Schulter beginnt die Bohrung am Processus medialis tali). Bei der Planung wird eine rot dargestellte Trajektorie in die virtuell dargestellten 3D-Reformationen gelegt (Abbildung 7b). Dann Verifikation der DRB bestückten Bohrmaschine mit dem 5 mm Bohrer und Bohrhülse. Nun folgt die navigierte Bohrung (Abbildung 7c). Der Operateur orientiert sich dabei an der Bildschirmdarstellung (Abbildung 7d und Abbildung 7e). Dieser Bildschirm zeigt in Echtzeit virtuelle 3D-Reformationen, den "Zielwurm", die Planungstrajektorie (rot) und die aktuelle Position des Bohrers (gelb) und der Bohrhülse (grün). Der "Zielwurm" erlaubt eine sehr praktikable Steuerung, da der Zielpunkt am Ende des Wurms als leicht verständlicher Zielpunkt fungiert. Abbildung 7d zeigt den Bildschirm zu Beginn und Abbildung 7e am Ende der Bohrung.

Entfernen der DRB.

Entfernen der DRB. Einlegen eines 1mm dicken Kirschner-Drahts in den Bohrkanal. 2D-( Abbildung 8a und Abbildung 8b) und 3D-( Abbildung 8 c bis Abbildung 8e) Bildakquisition und Dokumentation zur Beurteilung des Bohrkanals, der hier exakt im subchondralen OCD-Herd endet (Abbildung 8c: Koronare Reformation; Abbildung 8d: Sagittale Reformation; Abbildung 8e: Axiale Reformation).

Spongiosaentnahme aus der distalen Tibia anteromedial 3 cm oberhalb der Gelenkebene.

Spongiosaentnahme aus der distalen Tibia anteromedial 3 cm oberhalb der Gelenkebene. Dafür Eröffnen einer Kortikalisschuppe mit einem 10 mm Meißel und Knochenentnahme mit einem scharfen Löffel. Einbringen der Spongiosa in den Bohrkanal. Dies gelingt sehr einfach mit einer in den Bohrkanal eingeschobenen 3,5 mm Bohrhülse. Die Spongiosa kann sehr leicht mit einem manuell geführten 3,5 mm Bohrer eingestößelt werden.

Arthroskopische Abschlussbeurteilung.

Arthroskopische Abschlussbeurteilung. Hierbei insbesondere Überprüfung der Knorpeloberfläche, die in diesem Fall intakt und westlich weniger eindrückbar war als vor der Intervention. Dies spricht für eine bessere subchondrale Abstützung durch die Spongiosaplastik.

Insufflation des Gelenks und der Arthroskopieportale mit einem Lokalanästhetikum, Hautnähte und steriler Verband.

Sagittale MRT-T1-Reformation zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung 2 Jahre postoperativ mit intakter Knorpeloberfläche.

Sagittale MRT-T1-Reformation zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung 2 Jahre postoperativ mit intakter Knorpeloberfläche. Klinisch sehr gutes Ergebnis: Visual-Analog-Skala Fuß und Sprunggelenk (VAS FA) 96 Punkte (max. 100 Punkte) und SF 36 95 Punkte (auf 100 Punkte-Maximum standardisiert [12,18].

Optionales Matching von MRT Bildern mit ARCADIS-3d-Bildern

Anderer Fall. Optionales Matching von MRT Bildern mit ARCADIS-3d-Bildern. Abbildung 12a zeigt das Matching einer koronaren MRT-T2-Reformation des Talus mit einer korrespondierenden koronaren ARCADIS-3D-Reformation. Abbildung 12b zeigt das Matching einer sagittalen MRT-T1-Reformation des Talus mit einer korrespondierenden sagittalen ARCADIS-3D-Reformation.

11. Postoperative Behandlung

  • 15 kg Teilbelastung für 6 Wochen im normalen Konfektionsschuh mit frühfunktionellen Bewegungsübungen des oberen Sprunggelenks ohne Ruhigstellung.
  • Medikamentöse Thromboseprophylaxe für den Zeitraum der Teilbelastung.
  • Nach 6 Wochen Übergang zur Vollbelastung.
  • MRT im Verlauf bei persistierenden oder wiederkehrenden Beschwerden (frühestens nach 3 Monaten).

12. Fehler, Gefahren, Komplikationen

  • Penetration oder Ablösen von Knorpel durch eine ungenaue Bohrung. Danach muss eventuell zu einem antegraden Verfahren wie Abrasionsarthroplastik, Mikrofrakturierung bis hin zur aktuell vom Autor favorisierten Matrixassoziierten Stammzelltransplantation (MAST) konvertiert werden.
  • Eine ungenaue Bohrung kann OCD Herd verfehlen. Dies ist bei der intraoperative 3D-Röntgenbilddarstellung zu erkennen, so dass eine neue Bohrung durchgeführt werden kann.
  • Bei Systemausfalle des Navigationssystems kommen die konventionellen Verfahren ohne Navigation (Arthroskopiegestützt/röntgenbildverstärkergestützt zur Anwendung) zur Anwendung

13. Behandlungsoptionen

  • Arthroskopiegestützte retrograde Anbohrung [1,7,21,24]
  • Röntgenbildverstärkergestützte retrograde Anbohrung.
  • Arthroskopiegestützte antegrade Anbohrung [1,21,24].
  • Röntgenbildverstärkergestützte antegrade Anbohrung [15].
  • Offene antegrade Anbohrung [20].
  • Knorpelresektion und Mikrofrakturierung [1,3,21,24].
  • Knorpel-Knochen-Transplantation [23].
  • Matrixassoziierte Stammzelltransplantation (MAST)

14. Ergebnisse

In einer früheren Studie konnte gezeigt werden, dass mit der Computer Assistierten Chirurgie (CAS) eine exakte retrograde Anbohrung bei osteochondralen Läsionen des Talus sehr präzise durchzuführen ist [15]. Im Rahmen einer Nachuntersuchungsstudie wurde dann analysiert, ob die hohe Präzision der Anbohrung auch zu einem guten klinischen Ergebnis führt. Patienten mit symptomatischen osteochondralen Läsionen des Talus im Stadium I und II (Berndt und Harty) wurden nach 2004 bis 2010 mit der ISO-C-3D oder ARCADIS-3D basierten Navigation behandelt und in die Nachuntersuchung eingeschlossen Der ARCADIS-3D ist hierbei die zweite Gerätegeneration (ab September 2006). Der ISO-C-3D stellt die erste Gerätegeneration dar (bis September 2006). Zeitbedarf, Präzision, Probleme und Ausheilungsergebnisse wurden registriert und analysiert. Die Kontrolle der Präzision erfolgte mittels intraoperativer ISO-C-3D/ARCADIS-3D-Bildgebung. Die Nachuntersuchung erfolgte klinisch und radiologisch, wobei folgende Scores erhoben wurden: Visual-Analog-Skala Fuß und Sprunggelenk (VAS FA) und SF 36 (auf 100 Punkte-Maximum standardisiert [12,18]. 61 Patienten wurden in die Studie eingeschlossen. Die Läsionen waren in 36 (59%) Fällen an der medialen Talusschulter und in 25 (41%) an der lateralen Talusschulter lokalisiert. Der Zeitbedarf für die Vorbereitung zur Navigation im OP inkl. der Platzierung der Referenzbasen, Bildakquisition mit dem ISO-C-3D/ ARCADIS-3D, Planung der Trajektorie und Anbohrung der Läsion betrug 440 (240 – 1800) Sekunden. In 58 Fällen (95%) wurde die Bohrung als korrekt beurteilt. In den drei verbleibenden Fällen (5%) endete die Bohrung im kaudalen Bereich der Läsion. In keinem Fall wurde arthroskopisch eine Perforation der Knorpeloberfläche registriert. In einem Fall (2%) musste der ISO-C-3D-Scan aufgrund eines Systemfehlers zweimal durchgeführt werden. Navigationsbedingte Komplikationen wurden nicht registriert. Die Nachuntersuchung erfolgte im Schnitt nach 24 (12-80) Monaten. 56 (92%) Patienten konnten nachuntersucht werden. Bei drei Patienten (6%) wurde im Verlauf bei wiederkehrenden Beschwerden eine Knochenknorpeltransplantation vom gleichseitigen Knie (OATS) durchgeführt. Diese Patienten wurden aus der Nachuntersuchung ausgeschlossen. Die Scoreergebnisse der verbleibenden 45 (87%) Patienten waren: VAS FA 92 (86-100), SF36 91 (79-100). Die einzelnen Kategorien des VAS FA und SF36 gliederten sich wie folgt: Schmerz: VAS FA 89 (69-100), SF36 91 (80-100); Funktion: VAS FA 93 (88-100), SF36 93 (83-100); sonstige Beschwerden: VAS FA 94 (84-99), SF36 86 (67-100).

Diese Studienergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass die 3D-navigierte retrograde Anbohrung von symptomatischen osteochondralen Läsionen des Talus im Stadium I und II als effektiv einzustufen ist. Durch den ISO-C-3D/ARCADIS-3D ist eine gute Visualisierung der Läsion ermöglicht, die Anbohrung wird durch Visualisierung des Bohrvorganges in allen multiplanaren Ebenen erleichtert. Die mittelfristigen Ausheilungsergebnisse sind sehr gut bei fehlenden navigationsbedingten Komplikationen.

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