Post on 27-Oct-2021
Aus der Unfallchirurgischen Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover
Biomechanische Untersuchung zur retrograden
kalkaneotibialen Transfixation instabiler
Frakturen des oberen Sprunggelenkes am
Leichenpräparat - Ein Vergleich der frei Hand-
Bohrung vs. der Bohrung mit einem Zielgerät
Dissertation zur
Erlangung des Doktorgrades der Zahnmedizin in der Medizinischen Hochschule Hannover
vorgelegt von
Elena Marie Loschan, geb. Walendzik
aus Hannover Hannover 2019
Angenommen vom Senat am: 07.01.2020 Präsident: Prof. Dr. med. Michael P. Manns Betreuer der Arbeit: Prof. Dr. med. Ralph Gaulke 1. Referent: PD Dr. med. Emmanouil Liodakis 2. Referent: PD Dr. med. Max Ettinger Tag der mündlichen Prüfung: 07.01.2020 Prüfungsausschuss Vorsitz: PD Dr. med. Thilo Flörkemeier
1. Prüfer: Prof. Dr. med. Claus Petersen
2. Prüfer: Prof. Dr. med. Michael Winkler
Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover
1
Einführung
Verletzungen des oberen Sprunggelenks gehören zu den häufigsten Gelenkverletzungen des
menschlichen Alltags. Die Inzidenz von Sprunggelenkfrakturen wird mit 100 bis 114 pro
100.000 Einwohner pro Jahr angegeben [1-3]. Die Spanne der Verletzungsmöglichkeiten reicht
dabei von einfachen Bandläsionen bis hin zu komplizierten Luxationsfrakturen [4]. Die
Hauptursache für Malleolarfrakturen ist mit über 80% der Fälle ein Luxationsmechanismus
infolge eines Sturzes oder Fehltritts. Verkehrsunfälle und direkte Gewalteinwirkung sind eine
wesentlich seltenere Ursache [5].
Es gibt zahlreiche Einteilungsmöglichkeiten der Malleolarfrakturen, von denen sich bis heute
vor allem die Klassifizierung nach Lauge-Hansen und die nach Danis/Weber in der Praxis
etabliert haben. Die Einteilung nach Lauge-Hansen stellt eine Verbindung zwischen
Pathomechanismus und Frakturmorphologie her und beruht auf Experimenten, die an fixierten
Leichenfüßen durchgeführt wurden [6]. Der erste Teil des Klassifikationsbegriffes entspricht
der Position des Fußes zum Unfallzeitpunkt (Pro-/Supination), der zweite beschreibt die
Richtung der Gewalteinwirkung auf den Talus (Abduktion, Adduktion, Eversion, Abb.1).
Es werden vier Frakturarten unterschieden:
1. Supinations-Adduktions-Fraktur
2. Pronations-Abduktions-Fraktur
3. Supinations-Eversions-Fraktur
4. Pronations-Eversions-Fraktur
4
Ziel der Therapie ist die anatomische Reposition der Fraktur und die Wiederherstellung der
anatomischen Stellung des Gelenkes durch die korrekte Positionierung aller beteiligten
Gelenkanteile zueinander. Eine Rekonstruktion der Achse, der Länge und der Rotation der
Fibula ist dafür unerlässlich [13]. Bei Vorliegen von umfangreichen Weichgewebsschäden,
etwa nach Hochrasanztraumen, ist eine primäre Fixation oft nicht möglich [14-17]. Neben der
Ruhigstellung in einem Unterschenkelspaltgips bis zur Abschwellung, welche die Gefahr der
Druckstellen und des Repositionsverlustes bei einer instabilen Verletzung birgt [18-20], hat der
tibiometatarsale Fixateur externe seit Jahrzehnten einen hohen Stellenwert in der
Notfallversorgung [14, 15, 10, 21-23]. Bei sicherer Stabilisierung wird äußerer Druck auf die
kontusionierten Weichteile vermieden [24, 25]. Ein Nachteil dieser Form der Versorgung ist
die Gefahr von Infektionen der Pinaustrittslöcher [24, 26-28] sowie der Repositionsverlust bei
instabilen Frakturen bei der externen Fixation [10, 26].
Eine Alternative ist die retrograde transartikuläre kalkaneotalotibiale KD-Transfixation, welche
allerdings wegen der Perforation der Knorpelflächen subtalar und im OSG nicht
unproblematisch ist [29].
Die extraartikuläre kalkaneotibiale KD-Fixation stellt hierzu eine gute Alternative dar, ist
technisch aber anspruchsvoller [16, 29, 30].
In den Abbildungen 4(a) bis 4(d) ist eine Fraktur des oberen Sprunggelenkes vor und nach
temporärer Frakturstabilisierung durch einen extraartikulären Kirschnerdraht dargestellt. Es ist
ersichtlich, wie schwierig eine extraartikuläre Fixation frei Hand durchzuführen ist, da es durch
geringe Abweichungen des Winkels in der Bohrrichtung zur Verletzung der sehr nahe liegenden
Gelenkflächen kommen kann [30].
5
a) b)
c) d)
Abb. 4 a-d: Fraktur des oberen Sprunggelenkes vor und nach Stabilisierung mit einem extraartikulären kalkaneotibialem Kirschnerdraht aus [30]
6
In einer vorausgegangenen Studie unserer Arbeitsgruppe wurde anhand von Standard-
Röntgenbildern der optimale Eintrittswinkel (Winkel α), der optimale Bohrkanalverlauf des
Kirschnerdrahtes und der Korridor für eine rein extraartikuläre kalkaneotibiale Fixation des
oberen Sprunggelenkes und Subtalargelenkes am Standardröntgenbild in zwei Ebenen ermittelt
[30]. Dieser knöcherne Korridor verläuft nicht parallel zum neurovaskulären Bündel und kreuzt
dieses auch nicht und hält das Risiko iatrogener Verletzungen klein. Anhand der ermittelten
Werte wurde ein Zielgerät entwickelt, welches die sichere Drahtplatzierung ermöglichen soll.
Ziel dieser biomechanischen Studie war es, dieses Gerät auf seine Anwendbarkeit im Vergleich
zur frei Hand-Bohrung am Leichenpräparat zu testen.
13
Diskussion
Die extraartikuläre kalkaneotibiale Transfixation durch die frei Hand-Bohrung erfordert viel
Erfahrung des Operateurs, damit eine Schädigung der Gelenkflächen des oberen
Sprunggelenkes vermieden wird. Das in unserer Arbeitsgruppe anhand von Messungen an
Nativröntgenbildern entwickelte Zielgerät soll, unabhängig von der Erfahrung und dem
Geschick des Operateurs, eine solche Transfixation sicher gewährleisten. Ziel dieser Studie war
es, die Präzision der frei Hand-Bohrung mit der mittels Zielgerät zur retrograden
kalkaneotibialen Transfixation im intakten Knochen und bei instabiler Luxationsfraktur des
oberen Sprunggelenkes am Leichenpräparat zu vergleichen. Daneben sollte der Aufwand für
beide Verfahren ermittelt werden.
In unseren biomechanischen Versuchen wurde mit dem Zielgerät deutlich mehr Zeit für die
Bohrung benötigt als ohne Gerät. Dies lässt sich mit der aufwendigeren Lagerung und der
Erfahrung des durchführenden Unfallchirurgen in der frei Hand-Bohrung begründen. Bei der
Anzahl der Bohrversuche konnte im Vergleich zwischen dem Zielgerät und der frei Hand
Bohrung kein signifikanter Unterschied nachgewiesen werden (p<0,794). Es konnte bewiesen
werden, dass mit dem Zielgerät signifikant mehr Zeit für die korrekte Platzierung des
Kirschnerdrahtes benötigt wird als bei der frei Hand Bohrung (p=0,040). Trotz der geringen
Fallzahl war die Verankerungsstrecke des Kirschnerdrahtes in der Tibia bei den Bohrungen mit
dem Zielgerät signifikant kürzer (p<0,015). Bei der Verankerungsstrecke im Kalkaneus konnte
kein signifikanter Unterschied festgestellt werden (p<0,303). Die Zielgenauigkeit des
Zielgerätes ohne vorherige Übung entspricht nicht ganz der frei Hand-Bohrung des erfahrenen
Unfallchirurgen.
Grundlegend für die Entwicklung des Zielgerätes waren die Winkel, die zuvor anhand von
14
Röntgenbildern von gesunden Füßen ermittelt wurden. Limitierend war hier, dass in der
Belastungsaufnahme des Fußes beim flexiblen Rückfuß valgus die Kalkaneusachse flacher
verläuft als bei der Reposition, welche in einer Varisierung des Rückfußes durchgeführt wird.
Beim rigideren Rückfuß varus hingegen ist dieser Stellungsunterschied zwischen Belastung
und Reposition geringer. Die Ergebnisse der Berechnungen der Drahtlage im Experiment
machten eine neue Definition des Korridors in der Sagittalebene erforderlich. Dieser wurde
sowohl bei der frei Hand Bohrung als auch mit dem Zielgerät immer getroffen. Zudem ist der
sagittale Winkel über die Achse des Zielblocks variabel. In der koronaren Ansicht wurde der
Korridor trotz intraossärer Drahtlage einmal verfehlt. Der Drahteintritt erfolgte zu weit lateral.
Auch hier wird die Verwendung von Belastungsaufnahmen zur Ermittlung des
Bohrkanalverlaufs aufgrund des valgischeren Winkels limitiert. Zur röntgenologischen
Darstellung des oberen Sprunggelenkes im ap-Strahlengang wird zudem der Rückfuß in ca. 30°
Innenrotation gehalten. Dadurch wird der koronare Eintrittswinkel möglicherweise verändert.
Im Röntgenbild konnte durch eine parallele Verschiebung des Drahtes nach medial gezeigt
werden, dass der Winkel im Drahtführungsblock des Zielgerätes korrekt ist. Eine korrekte
Drahtplatzierung im Korridor ist durch die Wahl eines weiter medial gelegenen Eintrittspunktes
möglich. Eine Modifikation des Gerätes ist nicht erforderlich, alle ermittelten Winkel stellten
sich als richtig dar. Stattdessen ist für den behandelnden Chirurgen weiteres Training mit dem
Gerät essentiell um ein korrektes Platzieren des Drahtes sicher zu stellen. Die Ergebnisse der
Studie wurden durch den Fakt limitiert, dass das Zielgerät erstmalig vom durchführenden
Chirurgen benutzt wurde. Daher wurden die Ergebnisse von einer inhärenten Lernkurve
beeinflusst. Diese Annahme wird durch die kürzer werdenden Zeiten und die abnehmende
Anzahl an Bohrversuchen im Verlauf der Versuchsreihen bestätigt. Man kann somit davon
ausgehen, dass sich mit zunehmender Verwendung des Gerätes die Zeiten für das Lagern und
Bohren verkürzen. Die geringe Fallzahl war eine der Limitationen der Studie, aus diesem
15
Grunde waren viele Werte bei der geringen Anzahl an Präparaten nur tendenziell
unterschiedlich, aber nicht signifikant.
Nach Wissen der Autoren gibt es bisher in der Literatur keine vergleichbare biomechanische
Studie zur kalkaneotibialen Transfixation.
Zusammenfassend ist eine Modifikation der Fixierung des Fußes im Zielgerät erforderlich, um
einer Proximalisierung der Ferse, welche einen Planta-nahen Drahteintritt verhindert,
zuverlässig zu vermeiden. Die Befestigung des Fußes im Gerät erfolgte bisher mit einer
Mullbinde. Diese sollte in der weiteren Entwicklung des Gerätes noch durch einen
Klettverschluss o.Ä. ersetzt werden. Die im Nativröntgenbild ermittelten Eintrittswinkel des
Drahtes erwiesen sich im Experiment als korrekt. Das Gerät kann für die korrekte Platzierung
des Kirschnerdrahtes sinnvoll eingesetzt werden. In weiterführenden Studien sollte ermittelt
werden, ob das Zielgerät die Drahtplatzierung für einen ungeübten Chirurgen erleichtert
nachdem es häufiger angewendet wurde. Vor der klinischen Anwendung ist neben der
Modifikation der Lagerung im Zielgerät ein Training des Chirurgen am Zielgerät erforderlich,
um die Manipulationszeit und die Anzahl der Bohrungen gering zu halten und eine korrekte
Drahtplatzierung zu erzielen.
16
Abbildungsverzeichnis
1: Einteilung nach Lauge-Hansen aus [7]
2: Einteilung nach Danis/Weber aus [11]
3: Maisonneuve Fraktur aus [12]
4: Fraktur des oberen Sprunggelenkes vor und nach Stabilisierung mit einem extraartikulären
kalkaneotibialem Kirschnerdraht aus [30]
17
Literaturverzeichnis
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[30] Schröder M, Stüber V, Walendzik E, O´Loughlin PF, Krettek C, Gaulke R: Establishing an optimal trajectory for calcaneotibial K-wire fixation. Technology and Health Care 23: 215-221, 2015.
Lebenslauf
Persönliche Daten
Name Elena Marie Loschan, geb. Walendzik
Geburtsdatum, -ort: 08.07.1984 in Hannover
Eltern: Stefan Loleit, Helga Walendzik
Staatsangehörigkeit: deutsch
Konfession: evangelisch
Familienstand: verheiratet
Schulausbildung
1991-1997 Peter-Petersen-Schule Hannover, Grundschule und Orientierungsstufe
1997-2004 Wilhelm-Raabe-Gymnasium, Hannover
21.06.2004 Abitur an der Wilhelm-Raabe-Schule
Hochschulausbildung
2004-2009 Studium der Zahnmedizin an der Medizinischen Hochschule Hannover
März 2009 Vierwöchige Famulatur in Trishuli/ Nepal für „Zahnärzte ohne
Grenzen“
27.10.2009 Staatsexamen Zahnmedizin mit Gesamtnote „sehr gut“ beendet
Berufszeit
Januar-März 2010 Allgemeine Grundausbildung in der 7. Kompanie für elektronische Kampfführung in Nienburg/ Weser
März 2010-September 2012 Sportsoldatin der Sportfördergruppe Bruchsal
Oktober 2012-September 2014 Assistenzzahnärztin in der Zahnarztpraxis Andreas Richter, Hannover
Seit Oktober 2014 Angestellte Zahnärztin in der Zahnarztpraxis Andreas Richter
Hannover, 16.03.2020
Erklärung nach § 2 Abs. 2 Nrn. 6 und 7 Ich erkläre, dass ich die der Medizinischen Hochschule Hannover zur Promotion eingereichte
Dissertation mit dem Titel:
Biomechanische Untersuchung zur retrograden kalkaneotibialen Transfixation instabiler Frakturen des oberen Sprunggelenkes am Leichenpräparat - Ein Vergleich der frei Hand-Bohrung vs. der Bohrung mit einem Zielgerät
in der Klinik für Unfallchirurgie unter Betreuung von Prof. Dr. Ralph Gaulke ohne sonstige
Hilfe durchgeführt und bei der Abfassung der Dissertation keine anderen als die dort
aufgeführten Hilfsmittel benutzt habe. Die Gelegenheit zum vorliegenden
Promotionsverfahren ist mir nicht kommerziell vermittelt worden. Insbesondere habe ich
keine Organisation eingeschaltet, die gegen Entgelt Betreuerinnen und Betreuer für die
Anfertigung von Dissertationen sucht oder die mir obliegenden Pflichten hinsichtlich der
Prüfungsleistungen für mich ganz oder teilweise erledigt.
Ich habe diese Dissertation bisher an keiner in- oder ausländischen Hochschule zur Promotion
eingereicht. Weiterhin versichere ich, dass ich den beantragten Titel bisher noch nicht
erworben habe.
Ergebnisse der Dissertation wurden in folgendem Publikationsorgan veröffentlicht:
In Vivo, IIAR journals
Hannover, den 11.03.2019
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Elena Marie Loschan
Danksagung Ich danke Herrn Prof. Dr. Ralph Gaulke für die freundliche Betreuung und Unterstützung bei
der Erstellung dieser Doktorarbeit.
Mein ganz besonderer Dank gilt meinem Ehemann Stephan Loschan für seine wertvolle
Unterstützung.