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vorgelegt!von!Abdul.Rahman!Kabbani!aus!Essen!
Hannover!2014!
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Aus!der!Unfallchirurgischen!Klinik!der!Medizinischen!Hochschule!Hannover!!
(Direktor:!Univ..Prof.!Dr.med.!C.!Krettek)!
Die!Anterior.Cortical.Angle.Methode!zur!
femoralen!Antetorsionswinkelbestimmung!
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Eine!klinisch.experimentelle!Analyse!
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Dissertation!zur!Erlangung!des!Doktorgrades!der!Medizin!
in!der!Medizinischen!Hochschule!Hannover!
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Angenommen!vom!Senat!der!Medizinischen!Hochschule!am!15.04.2015!
Gedruckt!mit!Genehmigung!der!Medizinischen!Hochschule!Hannover!
Präsident:! Prof.!Dr.!med.!Christopher!Baum!
Betreuer!der!Arbeit:!! Prof.!Dr.!med.!Musa!Citak!
Referent:!! Prof.!Dr.!med.!Martinius!Richter!
Korreferent:! Prof.!Dr.!med.!Michael!Bohnsack!
Tag!der!mündlichen!Prüfung:! 15.04.2015!
Promotionsausschussmitglieder:! Prof.!Dr.!med.!Henning!Windhagen!
! Prof.!Dr.!med.!Claus!Petersen!
! Prof.!Dr.!Michael!Winkler
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Inhalt'
1! Einleitung!...!5!
2! Anatomie!des!Femurs!...!5!
2.1!! Knochen!und!chirurgische!Landmarks!...!5!
2.2!! Muskulatur!am!Femur!...!6!
2.3!! Gefäße!und!Nerven!am!Femur!...!7!
2.4!! Definition!des!Antetorsionswinkels!...!7!
2.5!! Die!physiologische!Antetorsion!des!Femurknochens!...!9!
2.6!! Entwicklung!der!femoralen!Antetorsion!im!Alter!...!9!
3! Techniken!zur!Ermittlung!der!femoralen!Antetorsion!...!10!
3.1! Röntgenbasierte!Messung!des!ATW!...!10!
3.2! Ultraschallbasierte!Messung!des!ATW!...!12!
3.3! Intraoperative!Messung!des!ATW!...!13!
3.4! Computer.assistierte!Chirurgie!(computer.assisted!surgery)!...!15!
3.4.1! Chirurgische!Navigationssysteme!...!15!
3.4.2! Navigationssystembasierte!Messung!des!ATW!...!16!
4.! Computertomographische!und!Magnetfeldbasierte!ATW.Bestimmung!...!17!
4.1! CT.basierte!Messung!des!ATW!...!18!
4.2! MRT.basierte!Techniken!zur!ATW.Messung!...!22!
5! Pathologie!der!anomalen!Femurtorsion!...!23!
5.1! Intraindividuelle!Antetorsionsdifferenzen!...!23!
5.2! Interindividuelle!Antetorsionsdifferenzen!...!25!
5.3! Femurschaftfrakturen!...!26!
5.3.1!! Epidemiologie!...!26!
5.3.2!! Einteilung!der!Femurschaftfraktur!...!26!
5.4! Therapie!der!Femurschaftfraktur!...!27!
5.4.1!! Marknagelung!...!27!
5.4.2!! Plattenosteosynthese!...!28!
5.4.3!! Fixateur!externe!...!29!
5.5! Komplikation!der!Femurschaftfraktur!...!30!
5.6! Femorale!posttraumatische!Torsionsfehler!...!30!
6! Zielsetzung!...!30!
7! Material!und!Methoden!...!31!
7.1! Definition!des!ATW!nach!der!Anterior!Cortical!Angle!–Methode!(ACA)!...!31!
7.2! I.!Versuchsphase:!Verifizierung!des!ACA.Winkels!...!31!
a)! Einleitung!...!31!
b)! Akquirierung!der!CT.Datensätze!...!32!
c)! Messung!der!ATW!an!den!CT.Aufnahmen!...!32!
7.3! II.!Versuchsphase:!Klinische!Anwendbarkeit!des!ACA!...!35!
a)! Einleitung!...!35!
i.! Software!des!Smartphones!...!36!
ii.! Beschaffenheit!der!Konstruktion!...!36!
b)! Computergestützte!Navigation!.!!Systemkomponenten!...!38!
c)! Die!Vermessung!an!den!Kadaverknochen!...!39!
i.! Bestimmung!des!ATWs!mittels!klinischer!ACA.Methode!...!39!
ii.! Erhebung!des!ATWs!mit!computergestützter!Navigation!...!41!
iii.! Computertomographische!Bestimmung!des!ATWs!...!45!
d)! Frakturen!und!Reposition!...!46!
7.4! Statistik!und!Datenauswertung!...!47!
8! Ergebnisse!...!47!
8.1! Retrospektive!Analyse!(I.!Versuchsphase)!...!47!
8.1.1!! Demographische!und!klinische!Daten!...!48!
8.1.2!! Deskriptive!und!statistische!Analyse!...!48!
8.2! Experimentelle!Analyse.!präfraktureller!Abschnitt!(IIa.!Versuchsphase)!...!50!
8.2.1! Deskriptive!Statistik!...!50!
8.2.2!! Statistische!Analyse!...!51!
8.3! Experimentelle!Analyse.!postfraktureller!Abschnitt!(IIb.!Versuchsphase)!...!53!
8.3.1!! Deskriptive!Statistik!...!53!
8.3.2!! Statistische!Analyse!...!54!
9! Diskussion!...!56!
10! !Zusammenfassung!...!66!
11!! Verzeichnisse!...!67!
11.1!!!Verwendete!Abkürzungen!...!67!
11.2!!!!Tabellen!...!69!
11.3!!!!Abbildungsverzeichnis!...!74!
11.4!!!!Literatur!...!76!
12!! Lebenslauf!...!88!
13!! Erklärung!nach!§2!Abs.!Nr.6!und!7!der!PromO!...!90!
14!! Danksagung!...!91!
!Anmerkung:!Im!Folgenden!werden!urheberrechtlich!geschützte!Marken,!Verfahren!oder!Produkte!nicht!explizit!mit!einem!
©!markiert.!
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1" Einleitung"
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Mit! dem! Begriff! der! femoralen! Antetorsion! ist! die! Verdrehung! des! Oberschenkelknochens! in!
Vorderrichtung!um!die!Längssachse!gemeint.!Der!hierfür!gebrauchte!Winkel,!der!Antetorsionswinkel!
(ATW),! dient! als! wichtiger! klinischer! Parameter! zur! Torsionskontrolle! im! Rahmen! von!
Femurschaftfrakturen! insbesondere! bei! Femurmarknagelosteosynthesen.! Mit! der! vorliegenden!
Dissertationsschrift! soll! eine! neu! entwickelte! Messtechnik! zur! Erfassung! dieses! Winkels! in! seiner!
intraoperativ.klinischen!und!radiologischen!Ausführung!präsentiert!werden.!
2" Anatomie"des"Femurs"
2.1"" Knochen"und"chirurgische"Landmarks"
Das! Femur! (Os! femoris)! ist! der! längste! Knochen! des! Menschen! und! entspricht! dem! Typus! eines!
Röhrenknochens.! Der! Hüftkopf! (Caput! femoris)! hat! eine! halbmondförmige! Kontaktfläche! und! wird!
von!der!Hüftpfanne!(Fossa!acetabuli)!so!umgriffen,!dass!ein!Nussgelenk!ausgebildet!wird!(1).!Durch!
den! Schenkelhals! (Collum! femoris)! ist! der! Caput! mit! dem! Corpus! femoris,! dem!
Oberschenkelknochenschaft,!verbunden.!Der!sich!abspreizende!Winkel!zwischen!Schaft!und!Hals,!der!
Centrum.Collum.Diaphysenwinkel!(CCD.Winkel),!erstreckt!sich!zwischen!ca.!128°!und!135°!(2,!3,!4).!
Der! Collum! reicht! vom! Hüftkopf! bis! zu! den! beiden! Rollhügeln! (Trochanter! major! et! minor);! wobei!
ventral!zwischen!den!Trochantern!die!Linea!intratrochanterica!und!dorsal!die!größere!Knochenleiste!
Crista! intratrochanterica! verläuft.! Ferner! findet! sich! proximal.ventral! des! Trochanter! majors! die!
muldenförmige!Fossa!trochanterica!(5).!Davon!abzugrenzen!ist!die!Fossa!piriformis,!welche!als!kleine!
flache!Mulde!auf!der!Spitze!des!Trochanter!majors!lokalisiert!ist!(218).!Während!auf!der!einen!Seite!
der! Trochanter! major! stark! lateral,! proximal! und! nach! dorsal! zieht,! ist! der! Trochanter! minor! fast!
vollständig! nach! mediodorsal! gewandt.! Am! Femurschaft! befindet! sich! dorsalseitig! die! Linea! aspera!
bzw.! die! Raue! Knochenleiste,! welches! sich! zu! einem! Labium! mediale! und! laterale! formt.! Proximal!
verbreitert! sie! sich! zur! Tuberositas! glutea,! während! distal! die! Facies! poplitea! gebildet! wird.! Der!
Femurschaft! ist! in! seiner! Gesamtheit! gegenüber! dem! Femurkopf! leicht! nach! ventral! gebogen! (5).!
Zum!distalen!Ende!verbreitert!sich!das!Femur!und!bildet!in!der!Horizontalen!die!Condyli!femoris.!Der!
breitere! Condylus! lateralis! und! der! schmalere! Condylus! medialis! bilden! ventral! eine! rinnenförmige!
retropatellare! Gelenkfläche! mit! der! Patella! (Facies! patellaris).! Dorsalseitig! befinden! sich! getrennte!
Gelenkflächen! mit! den! jeweiligen! Condylen! der! Tibia;! dazwischen! befindet! sich! die! Fossa!
intercondylaris.! Kranial! der! Condylen! befinden! sich! als! knöcherne! Aufsätze! die! beiden! Epicondylen!
laterale! et! mediale! (3,! 5).! Tastbare! Knochenpunkte! sind! v.a.! die! beiden! Condylen! und! Epicondylen,!
die!mediale!und!laterale!Knochenkante!und!der!Kniegelenksspalt!(5).!Für!die!Bewegung!der!unteren!
Extremität! gegenüber! des! Rumpfes! ist! das! Hüftgelenk! (Articulatio! coxae)! verantwortlich.! Die!
Gelenkpfanne! entspringt! dem! Pfannenrand! und! liegt! am! Femur! ca.! 1,5! cm! distal! der! Crista!
intertrochanterica.! Für! die! Stabilität! am! Hüftgelenk! sind! u.a.! die! widerstandsfähigen! Ligamenti!
iliofemorale,! ischiofemorale! und! pubofemorale! zuständig.! Sie! umfassen! den! Femurkopf! und! –hals!
spiralförmig! und! werden! von! der! Zona! orbicularis! zusammengehalten.! Ab! den! Epikondylen! beginnt!
die!Kniegelenkskapsel,!welche!einen!ausgeprägten!Band.,!Bursen.!und!Knorpelapparat!aufweist!(5).!!
2.2"" Muskulatur"am"Femur"
Am! Femur! lassen! sich! nach! topographischen! Gesichtspunkten! proximal! drei! verschiedene! Gruppen!
identifizieren:! Die! inneren! Hüftmuskeln! (M.illiopsoas,! M.obturatorius! internus,! M.piriformis)! mit!
Ursprüngen!an!der!Wirbelsäule!und!der!inneren!Beckenwand,!die!äußeren!Hüftmuskeln!(Mm.!glutei,!
Femurknochen"aus"anteriorer"und"posteriorer"Sicht;"modifiziert"nach"(2)"
Abbildung"1:"Anatomie"des"Femurs"
Mm.! gemelli,! M.! quadratus! femoris,! M.obturatorius! externus)! mit! Ursprüngen! an! der! äußeren!
Beckenwand! und! Ansatz! am! Trochanter! major! sowie! schließlich! den! zweigelenkigen! an! der! Tibia!
ansetzenden! Adduktoren! (Mm.! adductores,! M.! pectineus,! M.! gracilis)! mit! Ursprung! aus! dem!
Knochenrahmen! um! das! Foramen! obturatorium! (5).! Funktionell! wird! zudem! zwischen! den!
Extensoren/!vordere!Muskelgruppe!(M.!sartorius,!M.!quadriceps!femoris)!und!den!Flexoren/!hintere!
Muskelgruppe! (M.! biceps! femoris,! M.! semimembranosus,! M.! semitendinosus)! unterschieden.!
Gemeinsam!wirken!sie!auf!das!Kniegelenk!und!teilweise!auch!zweigelenkig!auf!das!Hüftgelenk!(6,!5).!
2.3"" Gefäße"und"Nerven"am"Femur"
Schenkelhals! und! Corpus! werden! von! der! A.! profunda! femoris! über! die! A.! circumflexa! femoris!
lateralis! et! medialis! versorgt,! während! der! Hüftkopf! durch! die! im! Ligamentum! capitis! femoris!
enthaltene! Arterie! aus! der! A.! obturatoria! ernährt! wird.! Die! A.! profunda! femoris! wird! nach! ihrem!
Durchlauf!im!Adduktorenkanal!zur!A.!poplitea.!Für!die!venöse!Versorgung!stehen!oberflächlich!die!V.!
saphena!magna!et!parva!sowie!in!der!Tiefe!die!beiden!Vv.!tibialis!posteriores!und!anteriores!sowie!
die!V.!poplitea!und!anschließend!die!V.!femoralis!zur!Verfügung!(1).!!!
Die!untere!Extremität!wird!vom!Plexus!lumbosacralis!(Th12.!S4)!motorisch!und!sensibel!versorgt.!Die!
Innervation! des! Oberschenkels! erfolgt! vorwiegend! durch! Äste! des! Plexus! lumbalis! (N.! obturatorius,!
N.!femoralis,!N.!ilioinguinalis,!N.!genitofemoralis,!N.!cutaneus!femoris!lateralis).!Zusätzlich!kommen!
noch!die!N.!gluteus!superior!und!N.!cutaneus!femoris!posterius!aus!dem!Plexus!sacralis!hinzu.!Durch!
den!Oberschenkel!zieht!der!N.!ischiadicus,!der!erst!im!Unterschenkel!innervatorisch!wirkt!(2).!
2.4"" Definition"des"Antetorsionswinkels"
Torsion! beschreibt! eine! Verdrehung! einer! Längsachse! gegenüber! einem! Körper.! Eine! Antetorsion!
(AT)! ist! demnach! eine! Drehung! in! Vorderrichtung,! eine! Retrotorsion! ein! Umlauf! in! rückwärtiger!
Richtung.!Bei!der!femoralen!AT!wird!die!Längsachse!in!der!Regel!mit!dem!Femurschaft!gleichgesetzt.!
Allerdings! gibt! es! für! die! distalen! und! proximalen! Bezugspunkte,! als! Referenzen! für! einen!
„Antetorsionswinkel! (ATW)“,! keine! eindeutig! festgelegten! Lokalisationen.! Diese! Referenzpunkte!
werden! daher! je! nach! Autor! unterschiedlich! aufgefasst:! Die! früheste! Definition! ist! die! von! Martin,!
welcher!den!ATW!als!Winkel!zwischen!Kollum.!und!Kondylenachse!des!Femurs!versteht!(7).!Da!beide!
Abbildung"2:"ATW"nach"Rippstein"
Antetorsionswinkel"gemäß"Leger,"Rippstein"und"Gibson;"modifiziert"nach"(203)"
Achsen!sich!nicht!schneiden!(10),!erweiterten!daher!Leger,!Rippstein!und!Gibson!diesen!Ansatz!und!
definierten!den!ATW!als!Winkel!zwischen!Kollumachse!und!einer!Parallelen!der!Kondylenachse!(8,!9)!
(Abb." 2).! Die! Definition! des! ATW! nach! Le! Damany! gehört! zu! den! gebräuchlichsten! und! ähnelt! der!
Definition!von!Rippstein.!Allerdings!geht!Le!Damany!von!der!distalen!Kondylentangente!aus!und!nicht!
von! der! Kondylenachse! (11).! Wie! König! et! al.! aber! darlegen,! steht! der! ATW! bei! Rippstein! und! Le!
Damany! schief! in! einem! quaderförmigen! Körper,! welcher! durch! die! Schenkelhalsachse,! einer!
Parallelen!der!Kondylenachse,!und!der!Schaftachse!gebildet!wird!(10,!11).!König!et!al.!geben!zugleich!
eine! eigene! Definition! des! ATW! mit:! Sie! stellen! ihn! in! einer! räumlichen! Beziehung! zu! allen! drei!
Hauptebenen! dar,! wonach! er! als! Winkel! zwischen! der! lotrechten! Projektion! der! Schenkelhalsachse!
auf!der!Kondylenebene!und!der!Schenkelhalsachse!am!Femur!gebildet!wird!(10).!!
Viele! Autoren! (u.! a.! Dunlap,! Ryder,! Reynolds)! interpretieren! den! ATW! als! Winkel! zwischen! der!
Kondylenebene! und! der! Kollumebene.! Dabei! nutzte! Dunlap! 1953! die! Femurschaftachse! als! dritten!
Vektor,!um!beide!Ebenen!zu!konstruieren!(12).!Somit!wird!der!ATW!in!die!Horizontalebene!projiziert.!
Dunlap! et! al.! (12),! wie! auch! Weiner! et! al.! (13)! oder! Ruby! et! al.! (14),! gehen! bei! der! Definition! der!
proximalen! Referenz! von! einer! direkten! Verbindung! (sei! es! in! Form! einer! Achse! oder! einer! Ebene)!
zwischen!dem!Femurkopfmittelpunkt!und!dem!Schenkelhalsmittelpunkt!aus!(Abb."3).!Grote!(9)!und!
Norman!et!al.!(15)!stellen!aber!fest,!dass!diese!Linie!nicht!die!Femurschaftachse!schneiden!könne.!Sie!
modifizierten! daher! die! Schenkelhalsgerade,! welche! sich! vom! Femurkopfmittelpunkt! zum!
Mittelpunkt! des! Übergangs! zwischen! Schaft! und! Hals! erstreckt! (Abb." 3).! Der! Vollständigkeit! halber!
sind!noch!die!Definitionen!von!Budin!sowie!die!von!Schultz!zu!erwähnen.!Während!Budin!et!al.!den!
ATW!als!Winkel!zwischen!Schenkelhalsachse!und!Kondylenebene!definieren!(16),!stellt!Schultz!diesen!
als!Winkel!zwischen!Kondylenachse!und!Kollumebene!dar!(17).!
Proximale"Referenzgerade"u.a."nach"Dunlap"(12)"in"der"Strecke"1THC"(FemurschaftmitteT"Femurkopfmittelpunkt)"und"2T HC"u.a."nach"Grote"(9)"mit"2"als"Übergang"zwischen"Femurschaft"und"Femurhals,"modifiziert"nach"(15)."
Abbildung"3:"ATW"nach"Grote"und"nach"Dunlap"
2.5"" Die"physiologische"Antetorsion"des"Femurknochens"
Je! nach! Messmethode! und! Definition! ergeben! sich! unterschiedliche! Normwerte! für! den! ATW! mit!
entsprechend! hohen! Abweichungen! zwischen! den! Messungen.! Die! Messung! des! ATW! am!
anatomischen! Präparat! mit! Hilfe! eines! Goniometers! ergab! bei! Lanz! et! al.! einen! mittleren!
Messbereich!von!4°!bis!20°!bei!absoluten!Schwankungen!zwischen!.25°!bis!37°!(6).!Gemäß!Mikulicz!et!
al.! ergab! sich! bei! einer! anatomischen! Messung! an! 120! Femora! eine! mittlere! AT! von! 12°! mit! einem!
Schwankungsbereich!von!.7°!bis!28°!(18).!Im!röntgenologischen!Verfahren!nach!Rippstein!(8)!wurden!
Streuungen! von! ±5°,! beim! gleichen! Verfahren! nach! Spira! et! al.! (19)! gar! bis! zu! ±20°! gemessen.! Im!
Rahmen!einer!CT.Untersuchung!an!300!Femurknochen!zeigten!Strecker!et!al.!eine!durchschnittliche!
AT!von!23,47°!±!17,16°!(20,!21).!Allerdings!wurden!bei!den!CT.basierten!Verfahren!bisher!nur!in!der!
sogenannten! „Ulmer! Methode“! nach! Waidelich! et! al.! (22)! feste! Normwerte! publiziert,! welche!
erstmalig!1997!von!Strecker!et!al.!veröffentlicht!wurden!(21).!!!
2.6"" Entwicklung"der"femoralen"Antetorsion"im"Alter"
Aufgrund! der! physiologischen! Änderung! der! femoralen! AT! im! Wachstumsprozess,! können!
Normwerte! nicht! strikt! festgelegt! werden.! Daher! werden! zum! einen! entweder! Grenzen! gesetzt,! ab!
wann! die! Femurtorsion! eindeutig! pathologisch! ist,! oder! es! werden! altersabhängige! Normwerte!
definiert!(Abb."4).!Intrauterin!entwickelt!sich!laut!Watanabe!et!al.!die!femorale!AT!zweiphasig:!So!sei!
in!der!ersten!Hälfte!der!Schwangerschaft!die!Varianz!des!ATWs!sehr!groß!und!bewege!sich!zwischen!
.10°!und!30°.!Ab!der!24.!Schwangerschaftswoche!wachse!der!ATW!stetig,!so!dass!er!bei!Geburt!ca.!
In"Kurve"1"sind"anatomische"ATW"nach"Schmidt"(204)"und"in"6"nach"Lanz"et"al."(6)"dargestellt."Daneben"sind"projizierte"
radiologische"ATWTMessungen"nach"Fabry"(25)"in"Kurve"2"und"nach"Shands"et"al."(205)"in"4"abgebildet."Ferner"sind"in"N"(="
Normwerte)"und"P"(=Pathologisch"erhöhte"ATWs)"sowie"in"Kurve"3"und"5"ATW"gemäß"einer"Normpopulation"nach"
röntgenologischer"Untersuchung"durch"Hamacher"(29)"und"Zippel"(30)"eingetragen."Abb."modifiziert"aus"(113)."
Abbildung"4:"Die"physiologische"ATWTEntwicklung"
35°!beträgt!(23).!Auch!andere!Autoren,!wie!Fabry!et!al.,!gehen!von!einem!ATW!von!ca.!30°.35°!bei!
Geburt! und! durchschnittlichen! 32°! im! Alter! von! einem! Jahr! aus! (24,! 25).! Dieser! Winkel! sinkt!
kontinuierlich,!bis!er!im!Alter!von!15!Jahren!durchschnittlich!15°!groß!ist!(25).!!!
Zusätzlich! zu! dieser! Entwicklung! beginnt! ab! der! Geburt! bis! zum! Alter! von! zwei! Jahren! eine!
enchondrale! Ossifikation! der! Knochen! vertikal! zu! Schwerkraft,! so! dass! durch! Zunahme! des!
anatomischen! Varuswinkels! der! Knie! physiologische! O.Beine! entstehen! (23).! Dieser! femorale!
Varuswinkel! wird! kleiner! und! zusätzlich! wird! der! tibiale! Valgus! größer,! so! dass! im! Alter! von! 2.7!
Jahren! X.Beine! erscheinen! (26).! Infolge! der! intrauterinen! Lage! findet! sich! eine!
Außenrotationskontraktur! der! Hüftgelenke! bei! Neugeborenen.! Durch! die! zudem! bei! ihnen!
vorzufindende! maximale! AT! des! Schenkelhalses! hätte! sich! eigentlich! eine! verstärkte! femorale!
Innentorsion! ausbilden! müssen.! Dies! wird! allerdings! von! der! eben! genannten! Kontraktur! zu! einer!
relativen!Außenrotationspositionierung!maskiert.!Dieser!Zustand!hält!bis!zum!Alter!von!2!Jahren!an,!
so! dass! bis! dahin! eventuelle! femorale! Innenrotationsfehlstellungen! kaum! entdeckt! werden! können!
(27).! Aufgrund! der! eben! genannten! Entwicklung! der! femoralen! AT! sowie! der! unterschiedlichen!
mittleren!ATW.Werte,!stellt!sich!die!Frage,!ab!wann!eine!klare!Pathologie!vorliegt.!So!definierten!Jani!
et! al.! einen! ATW! von! größer! als! 35°! in! der! röntgenologischen! Methode! nach! Rippstein! (8)! als!
eindeutig!pathologisch.!Allerdings!wurden!in!dieser!Studie!überdurchschnittlich!viele!Teilnehmer!mit!
erhöhten! Ausgangswerten! eingeschlossen! (v.a.! mit! Coxa! antetorta)! (28).! Weitere! Studien! mit!
Veröffentlichung! einer! gewissen! „Pathogenitätsgrenze“! wurden! von! Hamacher! und! Zippel!
durchgeführt!(29,!30)!(Abb."4).!
3" Techniken"zur"Ermittlung"der"femoralen"Antetorsion"
3.1" Röntgenbasierte"Messung"des"ATW"
Bis! zur! Ablösung! durch! CT.fundierte! Techniken! waren! lange! Zeit! röntgenbasierte! Methoden! zur!
Messung! der! femoralen! AT! weitverbreitet.! Die! erste! beschriebene! Methode! zur! ATW.Messung!
mittels! zweier! Röntgenaufnahmen! wurde! 1909! von! Drehmann! beschrieben! (34).! Hierfür! wurden!
zwei! Beckenübersichtsaufnahmen! bei! Neutral.Nullstellung! in! jeweils! Rückenlage! sowie!
Innenrotationsstellung! benötigt.! Durch! maximale! Innenrotation! der! Hüfte! wird! der!
Schenkelhalswinkel!parallel!zum!Röntgenbild!gestellt,!wodurch!die!Innenrotation!als!solche!dem!ATW!
gleichgestellt! werden! könne! (34).! Auch! spätere! Autoren! wie! Stewart! und! Karsher! (1926),! Rogers!
(1938),! Bernbeck! (1951)! sowie! Schwetlick! (1968)! beruhen! auf! jenem! Prinzip! der! Gleichstellung! der!
Innenrotation! mit! der! AT! des! Femurs! (10).! Eine! der! bekanntesten! Methoden! zur! femoralen! AT.
Messung! stellte! Rippstein! 1955! basierend! auf! der! ATW.Definition! nach! Dunlap! et! al.! vor! (8,! 12).!
Beide!Hüft.!und!Kniegelenke!werden!hierfür!um!90°!gebeugt!und!das!Hüftgelenk!um!20°!gespreizt,!
die!Aufnahme!erfolgt!dann!ventrodorsal!in!Rückenlage!mit!Zentrierung!auf!die!Symphysenoberkante!
(Abb."5).!Indes!werden!die!Unterschenkel!strikt!parallel!auf!eine!horizontale!Ebene!positioniert,!denn!
nur! so! könne! die! hintere! Kondylentangente! als! Parallele! zur! Horizontalebene! fungieren.! Aus! eben!
genanntem! Punkt! entsteht! auch! die! Lageabhängigkeit! dieser! Methode,! und! schon! kleine!
Lageänderungen!können!zur!erheblichen!Abweichung!der!Werte!führen,!so!dass!die!Lagerung!an!der!
individuellen! Bewegungsfreiheit! und! dem! Weichmantel! orientiert! werden! soll! (8,! 36,! 41).! Mit! Hilfe!
der! ermittelten! Schenkelhalsachse! und! einer! Parallelen! der! Kondylenachse! lässt! sich! der! projizierte!
ATW!bei!20°!Abduktion!ermitteln.!Aus!diesem!lässt!sich!sowohl!der!reelle!Antetorsions.!als!auch!der!
Schenkelhalswinkel! umrechnen! (37).! Weitere! Techniken,! die! AT! mittels! eines! projiziertem! ATW! zu!
ermitteln,!wurden!z.B.!von!Dunlap!und!Shand!(1953),!Ryder!und!Crane!(1953)!sowie!Virenque!(1963)!
beschrieben,! welche! sich! v.a.! bezüglich! des! Abduktionswinkels! unterscheiden! (10).! Mit! der!
Rippstein’schen! Methode! steht! eine! relativ! genaue! Methode! zur! Verfügung,! falls! oben! genannte!
Kriterien!bezüglich!der!Flexion!und!Abduktion!eingehalten!werden!und!zusätzlich!keine!Rotation!zur!
Beeinflussung! des! ATWs! zugelassen! wird! (38).! Problemstellungen! können! sich! bei! adipösen! bzw.!
immobilen! Patienten! und! bei! Kindern! (aufgrund! der! schwierigeren! Darstellung! knorpeliger!
Strukturen)! ergeben! (37).! König! et! al.! beschrieben! 1973! eine! trigonometrische! Methode! zur!
Bestimmung! des! ATWs,! basierend! auf! der! eigenen! Definition! der! femoralen! Torsion! (siehe! Kapitel!
2.4)! und! durch! Konstruktion! eines! kartesischen! Koordinatensystems! (10).! Hierfür! wird! eine!
Beckenübersichtsaufnahme! in! Neutral.Null.Stellung! und! eine! zweite! Aufnahme! mit! maximal!
innenrotiertem! Bein! erstellt.! Letztere! kann! in! Rückenlage! bei! rechtwinklig! herabhängendem!
Unterschenkel! mit! maximaler! Innenrotation! oder! alternativ! in! Bauchlage! bei! gestreckter! Hüfte! und!
rechtwinklig!gebeugten!und!maximal!außenrotierten!Knien!ermittelt!werden.!Durch!beide!Versionen!
wird!der!reelle!Schenkelhalswinkel!und!der!projizierte!Schenkelhalswinkel!festgestellt,!womit!durch!
eine!Umrechnungstabelle!die!reale!Torsion!erhoben!werden!kann!(10,!11).!!
Abbildung"5:"ATWTMessung"nach"Rippstein"(Röntgen)"
Laterale"(links)"und"frontale"(rechts)"Sicht"auf"die"Patientenlagerung"zur"Messung"nach"Rippstein,"modifiziert"nach"(36)."
3.2" Ultraschallbasierte"Messung"des"ATW"
1982!wurde!die!erste!Publikation!eines!sonographischen!Verfahrens!zur!femoralen!AT.Messung!von!
Moulton!und!Upadhyay!veröffentlicht! (41).!Zur!Messung!wurden!zwei!transversale!Einstellungen!in!
Nullrotationsstellung! durchgeführt:! Zum! einen! interkondylär! ca.! 2,5! cm! vom! Kniegelenksspalt!
entfernt! und! zum! anderen! auf! Höhe! des! Trochanter! majors.! Anhand! beider! Aufnahmen! wurde! der!
ATW!gemäß!Abb."6!rekonstruiert.!In!einer!später!erschienenen!Studie!wurde!die!proximale!Definition!
der!Kopf.Hals.Linie!präzisiert,!welche!sich!nun!auf!die!Femurkopfmitte!kranial!des!Trochanter!majors!
bezieht,!wodurch!die!Genauigkeit!der!Messung!auf!±2°!erhöht!wurde!(42).!!
Terjesen! et! al.! weisen! darauf! hin,! dass! die! Methode! von! Moulton! et! al.! nur! bei! kleineren! ATW!
korrekte!Daten!liefere,!da!bei!größerer!AT!der!Kontakt!zwischen!Haut!und!Trochanter!major!zu!gering!
wäre! (43,! 45).! Daher! entwickelten! sie! eine! neue! Definition! der! proximalen! Achse! (Abb." 7):! Diese!
wurde! als! anteriore! Tangente! zwischen! Femurkopf! und! Trochanter! major! in! transversaler!
Ausrichtung!bestimmt!(44).!Diese!Methode!ähnelt!dem!ultraschallbasierten!Verfahren!von!Lausten!et!
al.,!wo!eine!Linie!zwischen!den!am!meisten!anterior!befindlichen!Hervorhebungen!des!Femurkopfes!
und!des!Trochanter!majors!verwendet!wurde!(46).!Später!zeigten!Terjesen!et!al.!in!einer!Studie!an!63!
Patienten!mit!Hüftproblemen,!dass!der!ATW!bei!ultraschallbasierten!Messungen!um!durchschnittlich!
5°!größer!als!bei!der!Röntgenmessung!nach!Rippstein!sei!(8,!43).!!
In! einer! von! Miller! et! al.! erstellten! Studie! an! 24! Humanfemora! wurde! basierend! auf! die! ATW.
Definition!nach!Kingsley.Olmstedt!(48)!ein!Verfahren!(„flat.surface.technique“)!entwickelt,!um!auch!
ATW! bei! Femora! mit! höheren! CCD.Winkeln! (≥! 150°)! messen! zu! können! (47).! Hierfür! wurde! für! die!
Abbildung"6:"ATWTMessung"nach"Moulton"(Ultraschall)"
Oben:"Darstellung"(in"absteigender"Reihenfolge")"von"Haut,"Weichteile,"Femurkopf"sowie"Trochanter"major:"Unten:"
Darstellung"des"Knies;"Aufnahmen"in"transversaler"Ebene,"modifiziert"nach"(41)"
proximale!Referenz!eine!anteriore!planare!Ebene!distal!der!Linea!intertrochanterica!konstruiert.!Zwar!
zeigt!sich!bezüglich!der!Torsion!im!Vergleich!zur!der!CT.Methode!nach!Weiner!(13)!eine!signifikante!
Differenz! von! mehr! als! 5°,! aber! bei! ausschließlicher! Betrachtung! der! Femora! mit! höherem! CCD.
Winkel! (≥! 150°)! zeigte! sich! kein! signifikanter! Unterschied.! Die! Autoren! empfahlen! daher! die!
Anwendung! dieses! Verfahrens! bei! Kindern! und! konnten! ihre! Ergebnisse! in! einer! klinischen!
Folgestudie!mit!40!Patienten!bestätigen!(49,!50).!
Vorteile! der! ultraschallbasierten! Methoden! sind! die! nichtvorhandene! Invasivität,! die! fehlende!
Strahlungsbelastung! sowie! die! Lageunabhängigkeit.! Nachteilig! ist! die! große!
Untersucherabhängigkeit,! da! zur! Identifizierung! anatomischer! Strukturen! nur! oberflächliche!
Knochenmarkierungen!als!Orientierungspunkte!zur!Verfügung!stehen!(51).!
3.3" Intraoperative"Messung"des"ATW"
Zu! den! bekanntesten! Methoden! der! intraoperativen! Torsionsbestimmung! zählt! die! Neutral.Null.
Methode,! welche! in! verschiedenen! Varianten! abhängig! vom! OP.Tisch! durchführbar! ist! (Abb." 8).!
Hierbei! wird! präoperativ! bei! in! 90°.Stellung! gebeugter! Hüfte! und! Knie! die! Rotation! des! gesunden!
Beines!erhoben.!Das!verletzte!Bein!wird!intraoperativ!durch!Orientierung!an!das!kontralaterale!Bein!
angepasst.! Nach! Stabilisierung! des! Bewegungsumfangs! wird! eine! eventuelle! Nachbesserung! nötig!
sein.! Eine! Modifikation! besteht! darin,! präoperativ! die! Rotation! mit! einem! 90°! flektiertem! Knie! und!
einer! gestreckten! Hüfte! zu! bestimmen.! Hierbei! wird! intraoperativ! der! distale! Femurabschnitt!
temporär! stabilisiert,! das! Bein! an! der! Rotation! der! kontralateralen! Seite! angepasst! und! danach!
proximal!fixiert.!Anschließend,!nach!Wegklappen!des!behandelten!Beines,!erfolgt!eine!Anpassung!an!
die!vorhin!erhobenen!Werte!mit!eventueller!Korrektur.!Diese!Variante!lässt!sich!zudem!so!gestalten,!
dass! das! distale! Fragment! frühzeitig! fixiert! wird! und! die! Einstellung! der! Rotation! entlang! der!
Frakturzone!erfolgen!kann.!(52,!53,!54).!
Abbildung"7:"ATWTMessung"nach"Terjessen"(Ultraschall)"
Proximale"Ebene"nach"Terjesen"mit"Konstruktion"einer"FemurkopfTTrochanter"majorTTangente,"modifiziert"nach"(43)."
!
Ein!weiteres!intraoperatives!Verfahren!ist!die!Kabelmethode!nach!Mize!(55,!206).!Hierfür!wird!zum!
einen! eine! vom! Femurkopf! bis! zum! Talus! führende! Achse! mit! Hilfe! eines! Elektrokauterkabels! bei!
gestrecktem! Knie! konstruiert.! Zum! anderen! wird! eine! Achse! von! der! dorsalen! Femurkortikalis! der!
Blumensaat.Linie! [ventrokranielles! Dach! der! Fossa! interconydlaris]! entworfen! (Abb." 9).! Durch!
Vergleich! der! kontralateralen! Trochanter! minor! erfolgt! dann! eine! Überprüfung! der! Rotation! durch!
die!Trochanter.Minor.Methode!(TMM)!(56,!52,!206).!
Schon!1990!zeigten!Herzberg!et!al.,!dass!ein!Zusammenhang!zwischen!ATW!und!der!Ausrichtung!des!
Trochanter! minors! besteht! (57,! 58).! Sie! wiesen! nach,! dass! eine! durch! den! Schenkelhals! und!
Femurkopf! verlaufende! Achse! sich! mit! einer! durch! am! Apex! des! Trochanter! minors! durchgezogene!
Horizontale!am!lateralen!Femurkortex!schneidet,!wobei!dieser!Wert!unabhängig!vom!CCD.Winkel!ist.!
Auf!diesem!Prinzip!basiert!die!TMM:!Hierfür!wird!zunächst!eine!Aufnahme!des!Trochanter!minors!der!
gesunden!Seite!bei!zentrierter!Patella!erstellt.!Dieselbe!Durchleuchtung!erfolgt!auch!am!behandelten!
Bein! und! die! Frakturfragmente! werden! solange! rotiert,! bis! beide! Trochanter! minores! denselben!
Umriss! jeweils! kontralateral! zueinander! haben.! Sobald! dies! erfolgt! ist,! verringert! sich! die!
Antetorsionsdifferenz!zueinander!und!eine!Fixierung!kann!erfolgen!(52,!59).!!
Abbildung"9:"Kabelmethode"nach"Mize"
Konstruktion"der"Längsachse"mittels"Elektrokauterkabels"nach"Mize,"modifiziert"nach"(206)"
Abbildung"8:"NeutralTNullTMethode"
links:"NeutralTNullTMethode"nach"Krettek;"rechts:"modifizierte"Variante;"modifiziert"nach"(52)"
Diese!o.g.!intraoperativen!Methoden!dienen!nicht!der!qualitativen!AT.Bestimmung,!sondern!eher!der!
Beurteilung!einer!AD!v.a.!im!Rahmen!einer!operativen!Repositionskontrolle!(siehe!Kapitel!5).!
3.4" ComputerTassistierte"Chirurgie"(computerTassisted"surgery)"
Die! Computer.assistierte! Chirurgie! (computer! assisted! surgery)! nimmt! im! Fachbereich! der!
Unfallchirurgie! weitgehend! den! Schwerpunkt! im! Gebiet! der! Computernavigation! ein.! Der! Ursprung!
dieser! Technik! liegt! im! Fachgebiet! der! Neurochirurgie:! Bereits! vor! mehr! als! 100! Jahren! wurden!
Kriterien! zur! genauen! Ortbestimmung! mittels! eines! Navigationssystems! in! dieser! Disziplin! verfasst!
und! erste! OPs! mithilfe! eines! stereotaktischen! Apparats! unternommen! (60,! 61).! Erst! als! präzisere!
Bildgebungsverfahren!möglich!wurden,!konnten!3D.Landkarten!bestimmter!Organe!erstellt!werden,!
so! dass! Ende! der! 80er! die! erste! neurochirurgische! OP! mit! Navigation! durchgeführt! wurde! (62).! Die!
Entwicklung!begann!in!der!Neurochirurgie,!da!hier!das!Operationsgebiet!räumlich!eingeschränkt!und!
zudem! die! Einbindung! präoperativer! Bildgebung! wie! das! PET! teilweise! essentiell! ist! (63).! Generell!
kann!CAS!abhängig!von!der!Autonomie!des!Operateurs!in!drei!Formen!klassifiziert!werden:!Aktiven,!
semiaktiven! und! passiven! Systemen! (64).! Erstere! beschreiben! Systeme! medizinischer! Roboter! mit!
vollständiger! Autonomie,! weiteres! stellen! programmierte! Musterabläufe! dar,! in! denen! Operateure!
über! eine! Teilautonomie! verfügen.! Dagegen! werden! in! den! passiven! Systemen! alle!
Unterstützungssysteme,!wie!z.B.!Navigationssysteme,!zusammengefasst!(64,!65).!!
3.4.1" Chirurgische"Navigationssysteme"
Das!Grundprinzip!chirurgischer!Navigationssysteme!ist!dasselbe!wie!das!des!GPS!(Global!Positioning!
System):! Um! einen! Ort! genau! lokalisieren! zu! können! sendet! ein! Sender! Signale,! welche! durch!
Referenzmarker! erfasst! werden! können.! Diese! Marker! können! in! aktive! (mit! eigener!
Stromversorgung! und! Signalübermittlung)! oder! in! reflektierende,! sogenannten! passive,! Marker!
eingeteilt!werden!(66).!Basierend!auf!dem!mathematischen!Prinzip!der!Trilateration!sind!mindestens!
drei! Marker! pro! Position! notwendig,! da! erst! die! Kenntnis! über! die! Entfernung! zu! drei! bekannten!
Punkten! eine! eindeutige! Lokalisation! in! einem! Raum! ermöglicht! (67).! Die! unterschiedlichen!
Entfernungen! führen! zu! verschiedenen! Laufzeiten! der! zurückgeschickten! Signale.! Diese! Signale!
können!auf!unterschiedlichen!Informationsträgern!beruhen!(akustisch,!optisch,!magnetelektronisch,!
ultraschallbasiert).! So! werden! z.B.! bei! der! akustischen! Methode! Schallwellen! verwendet! und! die!
Ortsdetektion! erfolgt! anhand! von! Laufzeitenänderungen! mit! den! Markern! als! „Mikrofone“.! Dieses!
Verfahren! ist! zwar! präzise,! erfordert! jedoch! aufgrund! der! leicht! ablenkbaren! Wellen! eine! hohe! In.
Situ.Behutsamkeit! (65).! Die! elektromagnetischen! Navigationssysteme! basieren! auf! die! Erstellung!
eines! homogenen! Magnetfeldes! und! einem! Sensor,! der! dessen! Lage! im! Feld! bestimmt.! Diese!
Methode! ist! preisgünstig! und! benötigt! zudem! keinen! direkten! Sichtkontakt,! doch! sie! ist! relativ!
unpräzise,! da! viele! mechanische! Gegenstände! das! Feld! beeinflussen! können! (65,! 68).! Für! die!
optischen! Systeme! werden! häufig! Infrarotsensoren! eingesetzt,! um! einen! Ort,! analog! zu! den!
ultraschallbasierten!Systemen,!mittels!Lichtimpulsen!und!Laufzeitänderungen!zu!detektieren!(69).!
Ein! Navigationsmodul! besteht! aus! einer! Rechnereinheit/Arbeitseinheit,! einer! Kamera,! den!
Referenzbasen! und! möglicherweise! Navigationsinstrumenten! (70)! (Abb." 10).! Für! die! Erstellung! des!
virtuellen! Abbildes! ist! eine! prä.! oder! intraoperative! Bildgebung! nötig.! Mögliche! Anwendungen!
können! in! Kombination! mit! CT,! Fluoroskopie/Iso.C! oder! kinematischen! Modulen! erfolgen! (70).! Im!
Folgenden! soll! v.a.! auf! die! Kombination! Computernavigation! mit! C.Arm! fokussiert! werden.! Hierfür!
gelten! einige! Besonderheiten:! So! werden! fluoroskopische! Aufnahmen! durch! den! Cushion.Effekt!
(„Kissen.Effekt“)! aufgrund! der! Bildschirmoberflächenbeugung! an! den! Rändern! gestreckt,! so! dass!
zusätzliche! mathematische! Algorithmen! erforderlich! sein! könnten! (71).! Wie! in! allen!
Navigationssystemen! werden! auch! hier! der! anatomische! Situs! durch! die! Bildinformation!
repräsentiert! und! zusätzlich! die! Position! der! Instrumente! mit! den! Bildern! synchronisiert! (72).! Zur!
Rekonstruktion! sind! mindestens! zwei! Aufnahmen! der! anatomisch! relevanten! Region! in!
unterschiedlichen!Ebenen!nötig.!Diese!Darstellungen!werden!der!Datenbank!des!Navigationssystems!
zugefügt! und! an! Orientierungspunkten! markiert.! Hierdurch! werden! 3.dimensionale! anatomische!
Strukturen!rekonstruiert!und!in!Echtzeit!dargestellt,!so!dass!der!strahlenlastige!Dauermodus!des!Iso.
C.Arms!nicht!weiter!benötigt!wird!(69,!73,!74).!
3.4.2" Navigationssystembasierte"Messung"des"ATW"
Die! Bestimmung! des! ATWs! mittels! Computernavigation! wird! nicht! in! intraoperativ! Routine!
angewandt! und! steht! im! Gegensatz! zu! den! bisherigen! klinischen! Techniken! (siehe! Kapitel! 3.3).!
Voraussetzung!für!jede!navigierte!ATW.Messung!ist!es,!zunächst!die!femorale!AT!zu!definieren,!um!
somit! die! Bilddarstellung! für! die! Markierung! anatomischer! Referenzen! festzulegen.! Im!
Funktionsprinzip"eines"CTArmTbasierten"Navigationssystems,"modifiziert"nach"(207)"
Abbildung"10:"CTArmTbasierte"Navigationssysteme"
Zusammenhang! mit! dem! femoralen! ATW! sind! nur! Studien! mit! kombinierten! fluoroskopiebasierten!
navigierten!Verfahren!veröffentlicht!worden.!
Die! erste! Methode! zur! navigierten! Messung! des! femoralen! ATW! wurde! 2000! von! Hofstetter! et! al.!
veröffentlicht;! sie! entspricht! weitgehend! der! in! Kapitel! 3.4.1! genannten! Vorgehensweise.! Diese!
Methode! wurde! zudem! durch! Markierung! der! Frakturzone! speziell! zur! Anwendung! bei!
Marknagelungen! angepasst.! Hofstetter! et! al.! benutzten! die! ATW.Definition! nach! Hernandez! et! al.,!
wonach!die!femorale!AT!als!Winkel!zwischen!Schenkelhalsachse!und!transkondylärer!Ebene!definiert!
wird!(74,!77).!Es!zeigte!sich!ein!maximal!möglicher!ATW.Fehler!von!±5°!und!eine!Äquivalenz!zu!einer!
axialen!CT.Messmethode!(74).!Darüber!hinaus!wurde!die!Hofstetter.Methode!mit!einer!CT.Messung!
nach! Lanz! und! Mayet! verglichen! (82),! welche! im! Gegensatz! zu! konventionellen! axialen! Messungen!
transversal! gemessen! wird.! Postulierter! Vorteil! ist,! dass! aufgrund! der! Multiplanarität! beliebig! viele!
Ebenen! rekonstruiert! werden! können! und! somit! ein! anatomischer! ATW! gebildet! wird! (82).! Hierbei!
zeigt! sich,! dass! mit! einer! mittleren! Abweichung! von! 1°! und! einer! maximal! möglichen! ATW.
Abweichung!von!6,4°!der!anatomische!ATW!durch!die!Hofstetter.Methode!reproduzierbar!ist!(69).!
Citak! et! al.! präsentierten! eine! weitere! Methode! und! Neuinterpretation! des! ATW! mit! der!
posteriosuperioren! Hervorhebung! des! Trochanter! majors! und! dem! Femurkopfmittelpunkt! als!
proximale!Orientierungspunkte!sowie!den!posteriorsten!lateralen!Vorsprung!der!hinteren!Kondylen!
als! distale! Referenz.! Dadurch! wurde! die! Schenkelhalsachse! als! Gerade! zwischen! Hüftkopf! und!
Trochanterspitze!definiert.!Es!zeigte!sich!bezüglich!der!AT!keine!signifikanten!Unterschiede!zwischen!
der!navigierten!ATW.Messung!und!der!konventionellen!CT.Messung!nach!Jend!et!al.!(76,!78,!79,!80).!
Dennoch! zeigte! sich! ein! signifikanter! Unterschied,! sobald! in! der! navigierten! Messung! die! beiden!
benötigten!fluoroskopischen!Aufnahmen!in!einem!kleineren!Winkel!als!60°!zueinander!stehen!(83).!
Eine! weitere! Studie! der! Autoren! griff! das! Problem! der! Lageabhängigkeit! des! Femurs! bei! der! CT.
Methode!nach!Jend!auf!und!stellte!diese!im!Vergleich!zu!einer!neuen!navigierten!Technik!mittels!3.
dimensionaler!Rekonstruktion!des!Femurs!basierend!auf!eben!diesen!CT.Datensätzen.!Mittels!dieser!
3D.navigierten! Abbildungen! konnte! eine! geringere! Lageabhängigkeit! und! eine! präzisere! ATW.
Bestimmung!als!in!der!konventionellen!CT.Technik!erreicht!werden!(75,!76,!81).!
Laborexperimentelle! Studien! haben! gezeigt,! dass! die! ATW.Messung! mittels! fluoroskopischen!
Navigationssystemen!reproduzierbar!ist!und!sich!nicht!signifikant!von!konventionellen!CT.Methoden!
unterscheidet!(72).!
4." Computertomographische"und"Magnetfeldbasierte"ATWTBestimmung"
Die!CT.basierte!Messung!der!femoralen!AT!hat!sich!als!Goldstandard!etabliert!(9,!20,!31,!32,!33)!und!
steht!in!verschiedenen!Messtechniken!zur!Verfügung:!
4.1" CTTbasierte"Messung"des"ATW"
Weiner! et! al.! publizierten! 1978! ! erstmals! ein! Verfahren,! um! den! ATW! computertomographisch! zu!
ermitteln! (13).! Der! Patient! saß! dabei! in! Rückenlage! und! erhielt! Transversalschnitte! durch! die!
Schenkelhals.! und! Kondylenebene.! Die! Schenkelhalsachse! wurde! als! Linie! zwischen!
Femurkopfmittelpunkt!und!der!Mitte!des!Schenkelhalsisthmus!verstanden!(Abb."11.1).!Unterdessen!
wurde! die! distale! Achse! als! Linie! zwischen! den! am! meisten! lateral! und! medial! vorspringenden!
Expositionen! der! Kondylen! definiert! (Abb." 11.2).! Beide! Linien! wurden! auf! die! Horizontalebene!
projiziert!und!der!ATW!hieraus!berechnet!(13,!84).!Murphy!et!al.!zeigten,!dass!der!hierbei!projizierte!
ATW!um!ca.!10°!kleiner!als!bei!der!reellen!anatomische!AT!sei!und!führten!dies!auf!die!Singularität!
des!Schnittbildes!und!der!großen!Lagerungsabhängigkeit!zurück!(31).!
Abbildung"11.1"und"11.2:"CTTbasierter"ATW"nach"Weiner"
Proximale"Achse:"AB"ist"die"Strecke"vom"
Femurkopfmittelpunkt"zur"Mitte"des"Schenkelhalsistmus;"
modifiziert"nach"(31)"
Kondylenachse"als"Strecke"zwischen"den"am"weitesten"
medialen"und"lateralen"Expositionen"der"Kondylen;"
modifiziert"nach"(31)"
Abbildung"12:"Schnittebenen"des"ATWs"nach"Grote"
Die"vier"Schnittebenen"durch"die"HüftT"und"Knieregion"zur"Bestimmung"des"projizierten"ATWs;"modifiziert"nach"(85)"
Grote! et! al.! stellten! 1980! eine! weitere! Methode! vor,! welche! auf! der! von! König! et! al.! entwickelte!
ATW.Definition!beruht!(9,!10).!Dabei!legten!sie!vier!Horizontalschnitte!durch!Becken!und!Knieregion!
so!an,!dass!der!ATW!auch!im!Seitenvergleich!bestimmbar!war.!Proximal!wird!die!Femurschaftachse!
durch! zwei! Punkte! festgelegt:! Kranial! durch! einen! Mittelpunkt! auf! einen! kreisförmigen!
Femurquerschnitt! in! Höhe! des! Femurschaftes! und! kaudal! durch! die! Mitte! einer! Strecke! zwischen!
Fossa! intercondylaris! und! Facies! patellaris! (Abb." 12)! (85).! Die! Femurschaftachse! schneidet! dabei!
intertrochanterikal! die! Schenkelhalsachse.! Entscheidender! Vorteil! dieser! Methode! ist! die!
Lagerungsunabhängigkeit:!So!kann!bei!einem!parallel!zur!Liegeebene!ausgerichtetem!Femur!der!ATW!
in!einer!Ebene!senkrecht!zur!Liegehorizontalen!projiziert!und!gemessen!werden!(9,!85).!
Spira!G.!et!al.!(19)!präsentierten!eine!Fortsetzung!des!von!Grote!et!al.!erarbeiteten!Verfahrens!(9)!mit!!
Transformation! aller! Punkte! in! ein! Koordinatensystem.! Somit! wird! der! ATW! unabhängig! von!
Lagerung! und! Bewegung.! In! Analogie! an! die! von! Weiner! et! al.! sowie! Grote! et! al.! erarbeiteten!
Techniken! (9,! 13),! stellten! Wissing! und! Buddenbrock! 1993! eine! weitere! lagerungsunabhängige!
Messung! der! femoralen! AT! vor! (87).! Sie! benutzten! in! unkonventioneller! Weise! eine! axiale! CT.
Bildgebung! mit! vier! Schnittbildern! pro! Winkel! davon! ausgehend,! dass! die! gegenseitige! Verdrehung!
der! Schenkelhals.! und! Kniekondylenachse! die! AT! bestimme.! Dabei! wurde! von! den! Autoren!
bemängelt,!dass!die!von!Grote!et!al.!(9)!definierte!Schenkelhalsachse!ventral!der!Kniekondylenachse!
verlaufe! und! beide! sich! somit! nicht! schneiden! könnten.! Daher! wurde! die! Kniekondylenachse! von!
ihnen!als!Parallele!der!Kniekondylentangente!umdefiniert.!Das!vom!Hüftkopfmittelpunkt!ausgehende!
Lot! auf! der! Femurschaftachse! und! die! Kniekondylentangente! wurden! auf! eine! Ebene! projiziert,! so!
dass! beide! Geraden! den! projizierten! ATW! bilden! können.! Der! erste! CT.Schnitt! erfolgte!
subtrochantär,! der! zweite! auf! Ebene! der! Kniekondylen! und! aus! letzten! beiden! wurde! der!
Hüftkopfmittelpunkt! errechnet.! Aus! den! vier! Punkten! erfolgte! ebenfalls! eine! trigonometrische!
Transformation,!wobei!jeder!Pixel!genau!3!Koordinaten!hat!(19,!40,!85,!87,!88).!
Abbildung"13:"Distale"Referenz"der"Technik"nach"Hernandez"
Transkondyläre"Achse"als"Winkelhalbierende"des"durch"die"anterioren"und"posterioren"Kondylentangenten"verursachten"
Winkel;"modifiziert"nach"(31)"
Autoren! in! einer! Versuchsreihe! die! Parallele! zur! Halsoberkante,! die! Halsmittellinie! und! die!
Verbindung! zwischen! Femurkopf.! und! Halsmittelpunkt! zur! Auswahl.! Diese! Achsen! wurden! in! Bezug!
zur! Horizontalebene! gesetzt! und! der! sich! dabei! bildende! Winkel! zum! ATW! addiert.! Dabei! wurde!
festgestellt,! dass! die! Verbindung! zwischen! Halsmittelpunkt! und! Femurkopfmittelpunkt! eine! zum!
Vergleich!zu!ersteren!beiden!Möglichkeiten!geringere!Streuung!aufwies!und!setzten!daher!diese!als!
Schenkelhalsachse! ein.! Hierdurch! ermittelten! sie! einen! mittleren! ATW! von! 15,25°! ±! 11,8°,! womit!
keine!signifikante!Differenz!zum!Verfahren!nach!Rippstein!(ATW:!15,09°!±!11,15°)!besteht!(8,!12,!76).!
In! Analogie! zum! Jend’schen! Verfahren! publizierten! Murphy! et! al.! eine! auf! der! ATW.Definition! von!
Billing! et! al.! beruhende! Messmethode! (31,! 76,! 89).! Hierfür! wurden! insgesamt! drei! Schnittbilder!
angefertigt! (Abb." 15):! Zunächst! wurden! Aufnahmen! durch! den! Femurkopf! und! den! Schenkelhals!
durchgeführt.!Die!Linie!zwischen!Femurkopfmitte!und!Schenkelhalsmitte!(bzw.!Mitte!der!femoralen!
Diaphyse)!wurde!als!kraniale!Achse!definiert.!Auf!der!kaudalen!Seite!wurde!die!kondyläre!Achse!als!
Parallele! der! Kondylentangente! bei! maximaler! Kondylenexposition! verstanden,! wobei! die! Parallele!
gemäß!Abb.15"durch! die! Mitte! des! Knies! verläuft.! Der! ATW! wurde! demnach! durch! zwei! Ebenen!
konstruiert:!Einer!sogenannten!Antetorsionsebene!und!einer!kondylären!Ebene.!Durch!die!Erhöhung!
der!Schnittbilder!von!zwei!auf!drei!gegenüber!Weiner!et!al.!(13),!konnte!die!von!ihm!beobachteten!zu!
niedrigen!projizierten!ATW!gegenüben!dem!reellen!ATW!teilweise!kompensiert!werden!(31).!
Angelehnt! an! die! Methodik! von! Jend! et! al.! (76)! stellten! Waidelich! et! al.! 1992! die! sog.! „Ulmer!
Methode“! vor! (22).! Die! Autoren! benutzten! ebenfalls! die! Kondylentangente! mit! der! maximalen!
dorsalen!Exposition!der!Kondylen!als!distale!Achse.!Allerdings!geht!hier!die!proximale!Achse!von!der!
Femurkopfmitte! bis! zu! einem! Mittelpunkt! einer! approximierten! ellipsenförmigen! Fläche! des!
Trochanter!majors.!In!Bezug!auf!eine!von!Pearson!et!al.!erstellte!Studie,!dass!69!%!der!Femurköpfe!
nicht! mittig! zu! den! Schenkelhälsen! ausgerichtet! sind! (90),! wurden! bewusst! Bezugspunkte! zwischen!
Hüftkopf!und!Schenkelhals!nicht!berücksichtigt.!Beide!Referenzachsen!werden!ähnlich!wie!bei!Jend!
et!al.!(76)!übereinander!projiziert!und!zum!ATW!verrechnet!(Abb."16).!Um!die!Präzision!zu!erhöhen!
vergrößerten! Waidelich! et! al.! die! Schnittbilder! um! das! 2.! bis! 3.fache.! Des! Weiteren! setzten! sie! auf!
eine! seitenkonguente! Lagerung! durch! Justierung! des! gesunden! Beins! entsprechend! dem!
Abbildung"15:"Schnittebenen"des"ATWs"nach"Murphy"
a"und"b"bilden"die"Antetorsionsebene,"während"c"die"kondyläre"Ebene"darstellt."Beide"Ebenen"schneiden"sich"und"stehen"
im"ATW"zueinander"(d);"modifiziert"nach""(31)"
kontralateralen!Bein.!Insgesamt!zeigte!sich!eine!ähnliche!Streuung!und!eine!gute!Reproduzierbarkeit!
im!Vergleich!zu!Jend!et!al.!(76).!Allerdings!unterscheiden!sich!die!ATW.Größen!beider!Messtechniken!
aufgrund!der!verschiedenen!Berücksichtigung!des!Schenkelhalses!(22,!76).!Die!hohe!Überschneidung!
des! ATWs! mit! Werten! anatomisch! gemessener! Femurknochen! (46)! und! die! relativ! geringe!
Observervariabilität!führte!bei!dieser!Methodik!zu!einer!hohen!klinischen!Etablierung!(91).!!
4.2" MRTTbasierte"Techniken"zur"ATWTMessung"
Für! die! Messung! der! femoralen! AT! mittels! eines! MRTs! stehen! zwei! verschiedene! Ansätze! zur!
Verfügung:! Zum! einen! in! transversaler! Schichtung! in! Analogie! zu! den! vorgestellten! CT.basierten!
Methoden!wie!in!den!MR.Techniken!nach!Galbraith!et!al.!(92)!oder!nach!Baumann!et!al.!(93).!Zum!
anderen! kann! zur! kompletten! Darstellung! des! SHWs! eine! frontale! Schichtung! angewendet! werden,!
wie!im!Verfahren!nach!Guenther!et!al.!(94).!Nachteile!der!MRT.Messung!sind!die!höheren!Kosten,!die!
Artefaktanfälligkeit! (v.a.! bei! Metallimplantaten)! und! die! fehlende! intraoperative! Anwendung! (95).!
Dagegen! ist! die! MR.Messung! aufgrund! der! fehlenden! Strahlenbelastung! gut! für! Heranwachsende!
und! Schwangere! geeignet! (96);! zumal! es! in! vergleichbaren! CT.Messungen! eine! hohe!
Strahlenbelastung!u.a.!in!der!Gonadenregion!trotz!Abdeckung!gebe!(97,!96).!
Basierend! auf! dem! CT.Verfahren! nach! Jend! et! al.! (76)! präsentierten! Schneider! et! al.! 1995! erstmals!
eine! Methode,! die! femorale! AT! MR.morphologisch! darzustellen.! Nach! Anfertigen! einer!
Übersichtsaufnahme!wurde!jeweils!ein!Scheibenpaket!bestehend!aus!acht!Aufnahmen!auf!Höhe!des!
Schenkelhalses!und!eines!in!Höhe!des!Kniegelenksspalts!erstellt.!Bezüglich!Messdauer!und!Präzision!
zeigte!sich!eine!Äquivalenz!zwischen!MR.!und!CT.Messung,!solange!Stahlimplantate!nicht!die!MRT.
Aufnahmen!stören!würden!(76).!Schneider!et!al.!modifizierten!später!ihre!Methode!und!führten!für!
die! proximale! Achse! eine! Schichtung! genau! auf! der! Schenkelhalsachse! durch.! Der! nun! hierbei!
ermittelte!ATW!war!allerdings!signifikant!größer!als!in!der!CT.Messung!nach!Jend!et!al.!(98).!
Proximale"Achse"durch"Femurkopfmitte"und"trochantär"approximiniertem"Flächenmittelpunkt;"modifiziert"nach"(22)"
Abbildung"16:"CTTMethode"nach"Waidelich"
Angelehnt!an!Schneider!et!al.!benutzten!Tomczak!et!al.!(95)!das!CT.basierte!Waidelich.Verfahren!(22)!
als! Basis! in! ihrer! eigenen! MRT.Methode.! Dabei! wurde! in! der! MRT.Technik! allerdings! direkt! der!
Winkel! zwischen! der! Kondylentangente! und! der! Schenkelhalsachse! in! einem! axial! nach! sagittal!
gekippten!Schnitt!durch!die!Schenkelhalsmitte!und!die!Kopfmitte!gemessen.!Es!zeigte!sich,!dass!der!
ATW! im! CT.Verfahren! signifikant! größer! als! in! der! MRT.Methode! ist.! Tomczak! et! al.! führen! dies!
darauf! zurück,! dass! aufgrund! des! unpräziseren! CT.Verfahrens! und! der! niedrigen! Schnittzahl,! der!
Trochanter!major!meist!zu!dorsal!der!Schenkelhalstangente!angenommen!werde.!
Beiden!MRT.Methoden!ist!gemein,!dass!sich!die!projizierten!Schnittebenen!nicht!schneiden!und!eine!
CCD.Winkel.Abhängigkeit! besteht.! Schneider! et! al.! weisen! zudem! hin,! dass! eine! Lageabhängigkeit!
und!eine!starke!Untersucherabhängigkeit!zur!eingestellten!Schnittebene!existiert!(95,!98).!
5" Pathologie"der"anomalen"Femurtorsion"
Im!Folgenden!soll!auf!die!klinische!Bedeutung!einer!nicht.physiologischen!Femurtorsion!in!Bezug!auf!
die! intraindividuelle! Seite! eingegangen! werden.! Eine! weitere! klinische! Bedeutung! haben! aber! auch!
interindividuelle!Torsionsdifferenzen!zwischen!zwei!Seiten!(sog.!Antetorsionsdifferenz!=!AD).!!
5.1" Intraindividuelle"Antetorsionsdifferenzen"
Schon! 1921! schrieb! Brandes,! dass! v.a.! größere! ATW! als! Einflussfaktoren! bei! der! Behandlung! der!
Luxatio! coxae! congenita! (kindliche! Hüftdysplasie)! berücksichtigt! werden! sollten! (99).! Mithilfe! von!
„Detorquirungen“! und! diversen! Repositionstechniken! konnte! er! die! Behandlung! von! kongenitalen!
Hüftgelenksdysplasien! verbessern! (Abb." 17).! In! den! 1950er! beschrieb! Crane,! dass! toing.in!
(„Einwärtsgang“)! und! toing.out! Charlie! Chaplins! und! referierte! somit! zum! ersten! Mal,! dass! eine!
erhöhte! Innenrotation! des! Hüftgelenks! mit! einer! erhöhten! femoralen! AT! einhergehe! (100).! Dieses!
toing.in! ist! zusammen! mit! dem! Knieohrgang! ein! typisches! Symptom! der! Coxa! antetorta! und! ist! auf!
die! physiologische! AT.Entwicklung! zurückzuführen! (siehe! Kapitel! 2.6).! Hierbei! besteht! eine! erhöhte!
Innentorsion! des! Femurs! mit! damit! verbundenen! retropatellaren! Beschwerden,! eine! erhöhte!
Tibiaaußentorsion! und! eine! laterale! Kniebelastung! (101).! Die! Coxa! antetorta! wird! durch! zwei!
Detorsionsschübe! im! Kindesalter! weitgehend! spontan! geheilt! (28).! Weitere! Ursachen! des!
Innenrotationsganges! können! auch! eine! Antetorsion! des! Acetabulums,! eine! Hüftgelenksdysplasie,!
eine! Tibiainnentorsion! oder! eine! Spastik! sein! (102).! 1963! publizierten! Swanson! et! al.! über! den!
Einfluss! der! femoralen! AT! bei! kindlichen! Rotationsdeformitäten! der! unteren! Extremität:! Sie!
verdeutlichten,! dass! kindliche! AT.Anomalien! hauptsächlich! intrauterinen! Ursprungs! sind! und! die!
Körperhaltung!einen!großen!Einfluss!auf!deren!Verlauf!habe.!Eine!frühzeitige!Behandlung!sei!für!die!
weitere!Entwicklung!essentiell,!zumal!nicht!vorhersehbar!sei,!inwiefern!eine!Spontanheilung!eintrete!
(103).!Allerdings!zeigen!spätere!Studien,!dass!die!Spontanheilungsraten!bei!Kindern!recht!hoch!und!
somit! stabilisierende! Maßnahmen,! z.B.! in! Form! von! Detorsionsosteotomien,! oft! nicht! nötig! seien!
(104,! 105,! 106).! Die! Behandlung! der! Coxa! antetorta! bzw.! retrotorta! richtet! sich! nicht! an!
pathologischen!Werten!(Schenkelhalstorsion,!Femurtorsion),!sondern!eher!an!klinische!Beschwerden!
wie! Myoendopathien! der! Glutealen,! Bewegungseinschränkungen,! subpatellaren! Beschwerden! mit!
Kniegelenksbelastungen!oder!Tibiaußentorsionen!(101).!!
Von! manchen! Autoren! wie! Giunti,! Reikeras! oder! Terjesen! wird! ein! Zusammenhang! zwischen!
Femurtorsion!und!Hüftgelenksarthrose!gesehen!(107,!108,!109);!andere!wie!Hubbard,!Kitaoka!oder!
Wedge!(110,!111,!112)!verneinen!dies!allerdings.!Dagegen!zeigten!Tönnis!et!al.,!dass!die!femorale!AT!
in! Kombination! mit! der! Pfannentorsion! betrachtet! werden! soll.! Falls! beide! Faktoren! kombiniert!
verringert! sind,! könne! dies! zu! einer! frühzeitigen! Arthrose! führen,! welche! zudem! fulminanter! und!
häufiger! mit! Schmerzen! verbunden! sei! (113).! Zumindest! ist! ein! positiver! Zusammenhang! zwischen!
präarthrotischer!Deformität!und!verminderter!AT!dargelegt!worden!(114).!
Eine!anomale!Femurtorsion!kann!auch!Auswirkungen!auf!die!Patella.Stabilität!haben.!So!beschreiben!
Hvind! et! al.,! dass! zum! einen! die! Tibiatorsion! und! zum! anderen! die! Femurtorsion! beide! großen!
Einfluss!auf!die!Stabilität!des!genuvaren!Apparats!haben!(115).!Die!Torsion!des!Femurs!beeinflusst!in!
erheblichen! Maße! das! Patellofemoralgelenk! (PFG).! So! ist! z.B.! durch! eine! erhöhte! femorale!
Innentorsion! der! Druck! im! lateralen! PFG! erhöht,! so! dass! das! Ligamentum! patellofemorale! mediale!
stärker! belastet! werden! muss.! (116,! 117).! Bei! Patienten! mit! Patellaluxationen! finden! sich! zudem!
signifikant!häufigere!Außenrotationen!der!Tibia!gegenüber!des!Femurs!(117).!
Das! Krankheitsbild! der! Epiphysiolysis! capitits! femoris,! der! Jugendlichen! Hüftkopflösung,! hängt! zwar!
nicht! direkt! mit! AT.Anomalien! zusammen,! wird! aber! dennoch! durch! einen! verkleinerten!
Epiphysenwinkel,! also! der! dorsalen! Neigung! der! Epiphyse! in! sagitaler! Ebene,! definiert.! Dieser!
Abbildung"17:"Dysplastische"Hüfte"
Abbildung"17:"präT"und"postoperatives"a.p."TRöntgenbild"einer"dysplastischen"Hüfte,"modifiziert"nach"(208)"
Epiphysenwinkel!wiederum!ist!direkt!vom!ATW!abhängig.!Die!Pathogenese!wird!von!Morscher!durch!
eine! pathologische! Steigerung! der! physiologisch! abnehmenden! AT! in! der! kindlichen!
Wachstumsphase! erklärt! (118).! Eine! verminderte! Antetorsion! wurde! später! von! Gelberman! direkt!
mit!der!Hüftkopflösung!assoziiert!und!als!signifikant!zusammenhängend!bewiesen!(119).!
5.2" Interindividuelle"Antetorsionsdifferenzen"
Mit!dem!Begriff!Antetorsionsdifferenz!(AD)!wird!die!seitenunterschiedliche!Rotationsdifferenz!beider!
Femora! bezeichnet.! Dieser! Unterschied! kann! sowohl! habituell! als! auch! .! insbesondere! bei!
posttraumatischen!Torsionsfehlern.!!erworben!sein!(siehe!Kapitel!5.6).!
Schon! früh! wurde! erkannt,! dass! sich! seitenunterschiedliche! Differenzen! bereits! bei! niedrigeren!
Unterschieden! klinisch! frühzeitiger! manifestieren! als! einzelne,! individuell! abnorme! Torsionen! eines!
einzelnen!Beines.!Um!klinische!Symptome!wie!Schmerz!oder!subsequente!Arthrosen!zu!verhindern,!
wurden! daher! von! diversen! Autoren! ab! den! 1960ern! „Normgrenzen“! verfasst,! wonach! sich! die! AD!
insbesondere! im! Rahmen! von! Femurfrakturen! richten! soll.! So! zogen! Verbeek! et! al.(120)! die!
Maximalgrenze! auf! ca.! 20°,! Best! et! al.! auf! 10°! bis! 30°! (121)! und! die! Schweizer! Gesellschaft! für!
Unfallchirurgie! 1967! in! Bern! auf! 25°! (122),! ab! der! keine! physiologische! Kompensation! klinischer!
Symptome! mehr! möglich! sei.! Tscherne! et! al.! empfehlen! bei! einer! AD! von! mehr! als! 20°,! sowohl! in!
Form!einer!Innen.!als!auch!einer!Außentorsion,!eine!operative!Korrektur!(123).!Manche!Autoren,!wie!
Waidelich! et! al.! (22),! unterscheiden! dagegen! explizit! zwischen! Innen.! und! Außentorsion! und! sehen!
die!Innentorsion!als!gravierender!an.!Strecker!et!al.!haben!1994!herausgefunden,!dass!bei!über!99%!
der!Bevölkerung!die!AD!bei!15°!oder!weniger!liegt!(124).!Dieser!Wert!wurde!später!vom!selben!Autor!
als!letzter!noch!physiologischer!Wert!bei!mitteleuropäischen!Erwachsenen!betrachtet!(125).!Jend!et!
al.!setzten!diese!Grenze!sogar!auf!9°!AD!in!einer!Untersuchung!an!Patienten!mit!jeweils!operativ!und!
konservativ!versorgten!Frakturen!am!Ober.!und!Unterschenkel!herunter!(76).!!
Viele!Untersuchungen!zu!den!Folgen!einer!pathologischen!AD!gibt!es!bislang!nicht.!Dennoch!gibt!es!
Hinweise,!dass!dies!zu!statischen!und!dynamischen!Fehlbelastungen!führt,!die!in!einem!vorzeitigen!
Verschleiß! der! angrenzenden! Gelenke! mit! entsprechenden! Beschwerden! enden! kann! (126).! Nach!
verheilter! Fraktur! können! solche! Symptome! als! erste! indirekte! Hinweise! einer! Torsionsdifferenz!
gedeutet!werden!(127).!Torsionsfehler!werden!unterbewusst!häufig!muskulär!so!kompensiert,!dass!
die! Fußspitze! beim! Gehen! wieder! in! die! ursprünglich! physiologische! Richtung! zeigt.! Hierdurch!
maskieren! des! Öfteren! Ermüdungserscheinungen! der! Beinmuskulatur! am! gestörten! Gangbild!
vorhandene! Torsionsfehler! (128,! 129).! Eine! zusätzliche! muskuläre! Ungleichheit,! häufig! durch!
kompensatorisch! überlastete! Mm.! Rotatores,! kann! zu! Kapselüberdehnungen! am! distalen! Ende! der!
unteren! Extremität! und! zu! Hüftgelenksreizungen! führen! (22,! 125).! Weitere!
Kompensationsmechanismen! finden! sich! an! Gelenken! wieder,! welche! durch! die!
Achsenfehlstellungen!verstärkt!statisch!belastet!werden!und!somit!zu!degenerativen!Veränderungen!
des!Gelenkknorpels!bis!hin!zu!Arthrosen!führen!können!(122).!! !
5.3" Femurschaftfrakturen"
5.3.1"" Epidemiologie"
Die! Inzidenz! von! Femurschaftfrakturen! unterliegt! regionalen! Unterschieden! und! beträgt! in!
Minnesota!(USA)!37!(130),!in!Schweden!10!(131)!und!in!Finnland!13!(132)!pro!10000/Jahr.!Die!zurzeit!
umfangreichste!Studie!zu!Femurschaftfrakturen!mit!ca.!6400!Teilnehmern!kommt!aus!Schweden!und!
wurde!im!Zeitraum!von!1998!bis!2004!durchgeführt!(133):!Im!Schnitt!waren!die!Patienten!67!Jahre!
alt,! wobei! sich! die! 80.89.Jährigen! sowie! die! unter! 10.Jährigen! als! größte! Risikogruppen!
herausgestellt!haben.!Bei!weitgehend!gleicher!Inzidenz!innerhalb!der!Geschlechter,!zeigten!sich!die!
männlichen!Patienten!mit!durchschnittlichen!27!Jahren!deutlich!jünger!als!die!weiblichen!Patienten!
mit!79!Jahren!(133).!In!75%!aller!Fälle!sind!direkte!Hochenergietraumen!(132)!und!bei!mehr!als!der!
Hälfte! der! Frakturen! Stürze! auf! gleicher! Ebene! oder! Verkehrsunfälle! zurückzuführen! (133).! Vier!
Fünftel!aller!Frakturen!werden!als!geschlossen!und!knapp!unter!2%!als!offen!klassifiziert!(133).!
5.3.2"" Einteilung"der"Femurschaftfraktur"
Frakturen!an!langen!Röhrenknochen,!beispielsweise!am!Femurschaft,!werden!oft!in!einer!von!der!AO!
erarbeiteten! Klassifikation! unterteilt! (3):! Dabei! werden! diaphysäre! Frakturen! in! den! Kategorien! A!
(einfache! Fraktur! mit! zwei! Fragmenten),! B! (Keilfraktur,! deren! Hauptfragmente! in! direktem! Kontakt!
stehen)!und!C!(komplexe!Fraktur!mit!Zwischenfragmenten)!unterteilt.!Diese!werden!zudem!in!diverse!
Subgruppen! eingeordnet! (Abb." 18.1T18.3).! Eine! weitere! Klassifikation! ist! die! Unterteilung! in! offene!
oder!geschlossene!Frakturen!nach!Gustilo!und!Anderson,!wo!zwischen!drei!Typen!offener!Frakturen!
unterschieden! wird! (134):! Bei! der! Typ.I.Fraktur! handelt! es! sich! um! ein! moderat! und! sauberes!
Durchstechen! des! Knochens! durch! die! Haut! bei! geringem! Weichteilschaden! und! zumeist! einfacher!
Komplexe"Fraktur:"C1"spiralförmig,"C2"
segmental"und"C3"irregulär,"modifiziert"
nach"(3)"
Keilfraktur:"B1:"spiralförmig,"B2"
biegende"und"B3"multifragmentär,"
modifiziert"nach"(3)"
Einfache"Fraktur:"A1:"spiralförmig,"A2:"
quer"(>30"Grad)"und"A3"transversal"(<30"
Grad),"modifiziert"nach"(3)"
Abbildungen"18.1T"18.3:"AOTKlassifikation"für"lange"Röhrenknochen"
Fraktur.!Weitergehend!ist!eine!Typ.II.Fraktur!zu!sehen,!welche!mit!größeren!Wunden!mit!moderater!
Kontamination! und! Crush.Verletzung! verbunden! ist.! Schwerwiegender! sind! sog.! Typ! III.Frakturen,!
welche! mit! großem! Weichteilschaden! und! großer! Kontamination! verbunden! sind.! Letztere! werden!
zudem! in! drei! weitere! Subtypen! eingeteilt,! wobei! Typ! IIIa! mit! Hochenergietraumen,! Typ! IIIb! mit!
Hochgeschwindigkeitstraumen! und! periostalem! Stripping! und! Typ! IIIc! mit! arterieller! Blutung!
assoziiert!ist!(219).!Alternativ!kann!der!Weichteilschaden!auch!anhand!der!Einteilung!nach!Tscherne!
und!Oestern!(135)!klassifiziert!werden.!Neben!diesen!Klassifikationen!spielen!weitere!diagnostische!
Parameter!zur!Beurteilung!des!Outcomes!eine!Rolle:!So!werden!beeinflussende!Faktoren!wie!Alter,!
neurovaskulärer!Status!oder!Polytrauma!berücksichtigt,!so!dass!zusätzlich!zum!Röntgen!oder!dem!CT!
eventuell!eine!Doppler.Sonographie!oder!eine!Angiographie!benötigt!wird!(136).!
5.4" Therapie"der"Femurschaftfraktur"
Heutzutage!werden!Femurschaftfrakturen!v.a.!operativ!versorgt.!Konservative!Behandlungen!sind!für!
Erwachsene!aufgrund!der!durch!die!Immobilisation!assoziierten!Klinik!nicht!indiziert!und!werden!nur!
in! Ausnahmefällen! bei! Säuglingen! und! inoperablen! Patienten! angewendet! (137).! Operativ! stehen!
folgende!Optionen!zur!Verfügung:!
1. Marknagelung!(anterograde!vs.!retrograde!sowie!aufgebohrte!vs.!unaufgebohrte!Techniken)!
2. Plattenosteosynthese!(offene!vs.!minimalinvasive!Techniken)!
3. Fixateur!externe!
Die! Wahl! des! Verfahrens! richtet! sich! nach! der! Lokalisation,! der! Frakturart,! den! Weichteilen,! dem!
Allgemeinzustand,! den! Begleitumständen,! der! Größe! des! intramedullären! Raumes! und! weiteren!
Faktoren!wie!vorhandener!Prothese!oder!Polytraumatisierung!(138,!139).!
5.4.1"" Marknagelung"
Die!Marknagelung!ist!das!dominierende!Verfahren!für!die!diaphysären!Femurfrakturversorgung!(138,!
140,! 141).! Historisch! basiert! diese! Technik! auf! den! von! Gerhard! Küntscher! erstmalig! 1939!
vorgestellten! „Küntschernagels“! (142).! Diese! Fortentwicklung! der! von! Smith.Petersen! vorgeführten!
Prinzips!einer!intramedullären!Fixation!(143)!beruht!darauf,!dass!mittels!einer!Stichinzision!weit!vom!
eigentlichen! Bruch! entfernt! ein! Nagel! in! den! Knochen! eingeführt! wird! (Abb." 19).! Dieser! Marknagel!
mit! kleeblattförmigem! Profil! umhüllt! den! Markraum! vollständig! und! überbrückt! zudem! die!
Bruchstelle! (142,! 144).! Die! Vorteile! der! Marknagelung! sind! die! geschlossene! Reposition,! die! kurzen!
Operationszeiten! und! die! belastungsstabile! Versorgung.! Als! Nachteil! hat! sich! eine! erhöhte! Rate! an!
pulmonalen! Komplikationen! gezeigt,! welche! durch! Embolisationen! von! Knochenpartikeln! zu!
systemischen! Entzündungsreaktionen! und! Lungenfunktionsstörungen! wie! ARDS! führen.! Es! besteht!
ein!Zusammenhang!zwischen!präklinischem!Zustand!von!pulmonalen!Kontusionen!und!Polytraumata,!
weshalb!das!Prinzip!„damage!control!orthopedics“!gilt!(145,!146,!147).!Ein!weiterer!Nachteil!ist!die!
erhöhte! Inzidenz! von! Pseudoarthrosen! bei! der! unaufgebohrten! Technik! (148).! Für! Marknagelungen!
stehen! sowohl! antegrade! als! auch! retrograde! Techniken! zur! Verfügung:! Obwohl! es! für! antegrade!
Verfahren! unterschiedliche! Insertionsstellen! (Fossa! piriformis,! Trochanter! major)! gibt,! sind! diese! in!
ihren!Langzeitergebnissen!nicht!signifikant!unterschiedlich!(149).!Dennoch!sind!bei!beiden!Methoden!
Komplikationen,! wie! z.B.! iatrogene! Schenkelhalsfrakturen! bei! der! Fossa.piriformis.Methode! und!
proximale! Femurfrakturen! bei! der! Trochanter.Inseration! möglich! (149,! 150).! Antegrade! Marknägel!
stellen! das! Standardverfahren! in! der! Versorgung! proximaler! und! mittlerer! Schaftfrakturen! dar! und!
eignen!sich!zudem!besonders!gut!bei!gleichzeitig!zu!operierenden!Oberschenkelhalsfrakturen!(151).!
In! der! Regel! befinden! sich! die! Stichinzisionen! retrograder! Marknagelungen! in! der! Fossa!
intercondylaris! (152).! Sie! werden! häufig! im! Zusammenhang! mit! gleichzeitig! zu! versorgender!
Patellarfraktur! (153),! bei! Frakturen! distal! des! Isthmus! oder! bei! suprakondylären! Frakturen! gewählt!
(151,!154).!Eine!weitere!Indikation!stellt!die!Floating.Knee.Läsion!mit!gleichzeitiger! Versorgung!von!
Tibia!und!Femur!dar!(155).!
5.4.2"" Plattenosteosynthese"
Ein! weiteres! Verfahren! zur! Behandlung! von! Femurschaftfrakturen! stellen!
Plattenosteosyntheseverfahren! dar.! Diese! kommen! nicht! über! den! Mobilisierungsstatus! einer!
Teilbelastbarkeit! hinaus,! da! die! Biegungskräfte! hierbei! zu! groß! sind! (156).! Interne! Fixierungen!
durchlaufen! seit! einigen! Jahrzehnten! einen! Paradigmenwechsel! vom! Fokus! auf! mechanische!
Stabilität! zur! biologischen! Selbstheilung! durch! Kallusbildung.! Die! konventionellen!
Osteosyntheseplatten! wie! die! von! der! AO! entwickelte! Kompressionsplatte! (157)! oder! deren!
Modifikation,! die! „dynamic! compression! plate“! (158,! 159),! sind! eher! für! das! langfristige! interne!
Fraktur"distal"des"Isthmus"am"Femur"mit"einem"retrograden"Marknagel"sowie"Verriegelungsbolzen,"modifiziert"nach"(215)"
Abbildung"19:"Retrograde"Marknagelung"
