Anatomische Vorbemerkung

Das obere Sprunggelenk stellt eine funktionelle Einheit aus den Gelenkflächen

  • des körperfernen Schienbeins mit Innenknöchel,

  • des Außenknöchels sowie

  • der Trochlea tali

dar. Außen- und Innenknöchel bilden die Malleolengabel, in der das Sprungbein geführt wird. Der wesentliche Zusammenhalt dieser Strukturen wird über einen komplexen Bandapparat, die mehrteilige tibiofibulare Syndesmose, gewährleistet.

Die Form der Trochlea tali entspricht mechanisch einem Kegelausschnitt mit medial stehender Spitze. Dabei kommt die mediale Facette einer Kegelfläche gleich, während die laterale Talusfacette eine elliptische Form aufweist. Nach Inman [5] liegt die Bewegungsachse exzentrisch. Dies führt zu einer Koppelung von Bewegungen des Talus in sagittaler Ebene mit Bewegungsausschlägen in der Frontal- und Horizontalebene. Dabei werden in kinematischen Untersuchungen Außenrotationen des Talus bis zu 4,2° und Innenrotationen bis 1,4° gemessen [14]. Der Außenknöchel folgt den komplexen dreidimensionalen Bewegungen des Talus, was eine Relativbewegung der Fibula in der Inzisur in a.-p. Richtung, in der vertikalen Achse sowie eine Rotation des Außenknöchels um seine Längsachse zur Folge hat [13]. Diese Bewegungen werden durch die distale tibiofibulare Syndesmose geführt. Gleichzeitig bietet dieser straffe Bandkomplex ein federndes Widerlager gegen axial eingeleitete Kräfte [3].

Kräftige Kollateralbänder stabilisieren den Talus gegen eine Verrenkung aus der Malleolengabel. Lateral ist der Außenbandapparat dreiteilig aufgebaut und unterteilt in

  • einen vorderen Zügel (Lig. fibulotalare anterius),

  • einen mittleren Zügel (Lig. fibulocalcaneare) und

  • einen hinteren Zügel (Lig. fibulotalare posterius).

Das Lig. deltoideum als mediales Seitenband besteht aus einer oberflächlichen und einer wesentlich kräftigeren tiefen Schicht.

Verletzungsanalyse

Verletzungen des Fußes und oberen Sprunggelenks stellen mit 10–15% einen erheblichen Anteil des Patientenguts unfallchirurgischer Kliniken dar. Nach Ochs et al. [10] beträgt die Inzidenz für Sprunggelenkfrakturen im europäischen Raum 1:1000 Einwohner.

Die typischen Mechanismen entsprechen indirekten Gewalteinwirkungen: Über 80% der Verletzungen entstehen infolge von Verrenkungsmechanismen, bei etwa 10% sind Hochrasanztraumen ursächlich. Direkte Gewalteinwirkungen, z. B. in Form axialer Krafteinleitung, spielen bei der Entstehung von oberen Sprunggelenkverletzungen eine untergeordnete Rolle [20].

Die Verletzungsmorphologie ist abhängig von der Stellung des Fußes im Moment der Krafteinleitung sowie der Richtung des Kraftvektors. Aufgrund der hohen Formschlüssigkeit des Gelenkkomplexes und der straffen ligamentären Führung entstehen in vielen Fällen Kombinationsverletzungen der knöchernen und ligamentären Strukturen sowie des Gelenkknorpels.

Dem Unfallmechanismus sollte im Rahmen der Anamneseerhebung aufgrund obiger Ausführungen besondere Bedeutung beigemessen werden. Die klinische Untersuchung sollte neben den klassischen Untersuchungsmethoden die Überprüfung der ligamentären Stabilität beinhalten.

Bildgebung

Röntgen

Als Standard ist die Röntgenuntersuchung des oberen Sprunggelenks (OSG) in 2 Ebenen anzusehen. Zur Beurteilung der Stellung der Malleolengabel und der Torsion des Außenknöchels ist die um 20° nach innen gedrehte a.-p. Aufnahme des OSG (mortise view) besser geeignet als die streng a.-p. ausgerichtete Aufnahme.

Je nach Fragestellung sollten diese Befunde durch weitere Projektionen und Belastungsaufnahmen erweitert werden: „Isolierte“ Frakturen des Innenknöchels in Folge eines Distorsionsereignisses lassen einen Abduktionsmechanismus vermuten. Hier muss die Röntgenuntersuchung um eine Projektion des Unterschenkels in 2 Ebenen zum Ausschluss eines hohen Wadenbeinbruchs als Folge einer Pronations-Eversions-Fraktur ergänzt werden.

Computertomographie

Sie kommt nur bei bestimmten Fragestellungen zum Einsatz. Bei klinisch nicht sicher beurteilbaren Fällen führen wir in unserer Klinik computertomographische Messungen der Malleolengabel im Seitenvergleich zur Beurteilung der Integrität der distalen tibiofibularen Syndesmose durch.

Magnetresonanztomographie

Sie kann in unklaren Fällen fortdauernder Beschwerdesymptomatik ohne radiologischen Verletzungsnachweis Klärung bei okkulten Frakturen liefern. Darüber hinaus ist mit ihr eine gute Beurteilung der ligamentären Strukturen möglich.

Verletzungen

Knorpel

Verletzungen des Gelenkknorpels des OSG entstehen infolge von Verrenkungsmechanismen durch scherende Krafteinwirkung. Meist handelt es sich um Begleitschäden im Rahmen von Sprunggelenkfrakturen und Supinationsluxationen. Die Mehrzahl der Veränderungen finden sich an der lateralen Talusschulter (Abb. 1). Knorpelläsionen bedeuten in der Regel eine Prognoseverschlechterung.

Abb. 1
figure 1

Osteochondrale Fraktur laterale Talusschulter bei Außenbandruptur

Full size image

Isolierte Knorpelverletzungen entgehen meist der primären Diagnostik und entziehen sich somit einer kausalen Therapie. Lang anhaltende posttraumatische Beschwerden und rezidivierende Blockierungen können auf freie Gelenkkörper infolge kartilaginärer Abschlagfragmente hinweisen. Demgegenüber lassen sich Flake-Frakturen (osteochondrale Abschlagfragmente) in den standardisierten Röntgenprojektionen darstellen. Hier besteht die kausale Therapie in der Gelenkrevision mit Refixation des Fragments.

Bandstrukturen

Verletzungen des Außenbandapparats des oberen Sprunggelenks gehören zu den häufigsten Verletzungen in Mitteleuropa. Die vermehrte laterale Instabilität führt zu einer Verkippung des Talus um die Längsachse in varischer Richtung sowie einer Translation in a.-p. Richtung. Die fehlende Zügelung des Talus an die Außenknöchelspitze bewirkt darüber hinaus eine nach innen gerichtete Rotationskomponente, weswegen in letzter Zeit auch von einer „antero-lateralen Rotationsinstabilität“ (ALRI) gesprochen wird.

Aufgrund mehrerer prospektiv randomisierter Studien zur Behandlung der frischen Verletzung des Außenbandapparats des oberen Sprunggelenks [21] gilt die funktionelle Therapie der operativen Behandlung als ebenbürtig, unter Vermeidung der operationsbedingten Komplikationen.

Indikationen zur operativen Therapie bestehen noch bei extremen Formen der Instabilität im Sinne einer „Luxatio pedis cum talo“, osteochondralen Begleitläsionen, offenen Verletzungen oder Verletzungen mit drohender Weichteilschädigung und irreponierbaren knöchernen Ausrissen [20].

Die „AG Fuß“ der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie plant derzeit die Auflage einer multizentrischen Studie zur Behandlung der 3-Band-Verletzungen des oberen Sprunggelenks.

Isolierte Verletzungen des medialen Kollateralbandes (Lig. deltoideum) stellen Raritäten dar. Grundsätzlich muss in diesen Fällen gezielt nach Verletzungen der tibiofibularen Syndesmose, des Außenknöchels und des lateralen Bandkomplexes gesucht werden. Isolierte Verletzungen werden in der Regel konservativ behandelt [20, 22], die Darstellung des Innenbandes und die Naht im Rahmen einer Sprunggelenkfraktur konnten im Rahmen einer prospektiv randomisierten Studie [15] keinen Vorteil im funktionellen Ergebnis zeigen.

Frakturen

Klassifikation

Einteilung nach Danis u. Weber [18]

Sie ist bei Sprunggelenkfrakturen die gebräuchlichste. Unter Orientierung der Höhe der Außenknöchelfraktur zur tibiofibularen Syndesmose werden die Typen A–C unterschieden.

  • Typ Weber A: infrasyndesmale Verletzung, Syndesmosenkomplex intakt

  • Typ Weber B: transsyndesmale Fraktur, Teilverletzung des Syndesmosenkomplexes, Malleolengabel nicht zwingend instabil

  • Typ Weber C: suprasyndesmale Fraktur, vollständige Zerreißung aller Anteile der Syndesmose, generell instabil

Verletzungen des Innenknöchels, des Innenbandes und knöcherne Ausrisse der hinteren Syndesmosenanteile (hinteres Volkmann-Dreieck) finden in dieser Klassifikation keine Berücksichtigung.

AO-Klassifikation

Sie führt die Sprunggelenkverletzungen unter der Ziffer 44. Sie ergänzt die Einteilung nach Weber um die prognostisch und indikatorisch relevanten medialen Begleitverletzungen in den Untergruppen und hilft bei der Unterscheidung stabiler und instabiler Verletzungen [9].

Einteilung nach Lauge-Hansen

Ihr kommt besondere Bedeutung für das Verständnis der Frakturentstehung, die Beurteilung der Stabilität und die Wahl des Therapieverfahrens zu [7]. Sie beruht auf der Entstehung sich wiederholender spezifischer Verletzungsmuster als Folge der Richtung der eingeleiteten Kraft. Die Bezeichnung des Frakturtyps setzt sich aus

  • der Stellung des Fußes (Supination/Pronation) und

  • der Richtung der eingeleiteten Kraft (Adduktion/Abduktion/Eversion)

zusammen. Lauge-Hansen [7] unterschied 4 Grundtypen:

  • Supinations-Adduktions-Fraktur

  • Supinations-Eversions-Fraktur

  • Pronations-Abduktions-Fraktur

  • Pronations-Eversions-Fraktur

Diese sind in weitere Subtypen unterteilt, die Stadien in der Verletzungsentstehung darstellen.

Während Supinations-Adduktions-Frakturen ohne Verletzung des Syndesmosenkomplexes einhergehen, entstehen im Rahmen des Pronations-Abduktions- sowie des Supinations-Eversions-Mechanismus partielle Verletzungen der Syndesmose. In der Regel bleiben hierbei die interossären Anteile sowie die Membrana interossea erhalten, weswegen nach Reposition der Außen- und Innenknöchelfraktur keine relevanten Instabilitäten der Malleolengabel verbleiben.

Besonderer Beachtung bedürfen die Pronations-Eversions-Frakturen (Abb. 2). Durch die Außenrotation des Talus in Pronationsstellung des Fußes entsteht zunächst eine horizontale Innenknöchelfraktur im Sinne einer Abschlagverletzung. Die fortgeleitete Rotationskomponente führt im Anschluss zur Ruptur aller Anteile der Syndesmose und bewirkt damit eine vollständige Instabilität der Malleolengabel. Bei fortdauernder Krafteinleitung folgt die suprasyndesmale Fibulafraktur.

Abb. 2
figure 2

Pronations-Eversions-Fraktur

Full size image

Therapie

Biomechanische Untersuchungen zeigen die besondere Bedeutung der Anatomie der Malleolengabel auf die Belastung des Sprunggelenks. Nach Thordarson [16] führt die Verkürzung der Fibula um ≥2 mm oder eine Außenrotation der Fibula ≥5° zu einem signifikanten Druckanstieg. Die Lateralverschiebung des Talus um 1 mm als Folge eine Instabilität der Malleolengabel oder Fehlstellung des Außenknöchels führt zu einer Reduktion der tibiotalaren Kontaktfläche um 40% [13, 17]. Die Behandlung der Sprunggelenkfrakturen muss demnach die knöcherne Heilung in anatomisch korrekter Stellung bei stabilem ligamentärem Komplex gewährleisten.

Konservativ

Undislozierte Frakturen ohne begleitende ligamentäre Verletzungen und mit stabiler Malleolengabel können konservativ funktionell therapiert werden. In einer vergleichenden Untersuchung konnten Özokyay et al. [11] gute funktionelle Ergebnisse nach Behandlung undislozierter Weber-B-Frakturen mittels Aircast-Schiene nachweisen. Vorraussetzung für eine konservative Therapie ist der Ausschluss einer begleitenden Instabilität des Syndesmosenkomplexes.

Operativ

Die oben erwähnten biomechanischen Untersuchungen stellen die besondere Bedeutung der anatomischen Reposition und Wiederherstellung der funktionellen Einheit der Malleolengabel heraus. Dislozierte Frakturen bedürfen einer anatomischen Reposition. In der Regel ist dazu ein operativer Eingriff erforderlich. Ziel sollte die übungsstabile Retention sein, andernfalls muss das Operationsergebnis durch Immobilisation mittels Unterschenkelgips oder Gehorthese gesichert werden. Intraoperativ schließt sich die Überprüfung der Stabilität der Syndesmosenkomplexes an. Bewährt haben sich der Druck von ventral auf den Außenknöchel zur Überprüfung der vorderen Anteile und der lateral gerichtete Zug mit dem Einzinkerhaken zur Überprüfung der interossären Anteile. Persistiert nach Reposition einer Supinations-Eversions- oder Pronations-Abduktions-Fraktur eine Instabilität der Syndesmose, sollte zunächst die Reposition des Außenknöchels auf Länge und Rotation erfolgen, da bei diesen Formen die wichtigen interossären Anteile in der Regel erhalten bleiben. Ist die Reposition regelrecht, muss die Syndesmose revidiert und bis zur Ausheilung retiniert werden.

Biomechanische Untersuchungen haben eine Ausreißfestigkeit für die isolierte Naht der vorderen Syndesmose von 2 Nm gemessen. Eine trikortikale Stellschraube erhöht die Stabilität auf 6,2 Nm [19]. Sie gilt im Rahmen der Versorgung frischer Sprunggelenkverletzungen mit Syndesmoseninstabilität als „Goldstandard“ [2, 6, 8, 12].

In der nach Henkemeyer et al. [4] beschriebenen Technik transfixiert eine Kortikalisschraube mit durchgehendem Gewinde Fibula und Tibia etwa 2 cm oberhalb des Sprunggelenks. Dabei muss Wert darauf gelegt werden, die Schraube parallel zur Rotationsebene des oberen Sprunggelenks, also um 30° aus der frontalen Ebene von dorsolateral nach anteromedial ansteigen zu lassen. Hilfreich ist in vielen Fällen die Verwendung einer ausladenden Repositionszange, die „tip to tip“ von der Außen- auf die Innenknöchelspitze gesetzt wird. Bei dieser Positionierung können im Gegensatz zu der häufig auf Höhe der Inzisur angelegten Repositionszange größere Torsionsabweichungen vermieden werden.

Die intraoperative Überprüfung der Frakturreposition gelingt gut in der Durchleuchtung in 3 Ebenen. Die sichere Beurteilung der Torsion und der Stellung der Fibula in der Inzisur ist nur im Rahmen der Schnittbilddiagnostik möglich. Dies macht bei Sprunggelenkverletzungen mit Beteiligung des Syndesmosenkomplexes eine postoperative CT-Diagnostik erforderlich. Wird ein revisionsbedürftiger Stellungsbefund diagnostiziert, muss zum frühestmöglichen Zeitpunkt revidiert werden. Nach erfolgter Reosteosynthese wird eine erneute computertomographische Kontrolle erforderlich. Erst diese Vorgehensweise sichert korrekte Repositionsergebnisse, bedeutet aber einen enormen logistischen Aufwand und eine nicht zu unterschätzende Zahl an Revisionseingriffen.

Mit dem 3D-Bildwandler steht seit einigen Jahren eine Technik zur Verfügung, die es ermöglicht, knöcherne Strukturen in CT-ähnlicher Qualität in einem Datenvolumen von 12 cm Kantenlänge abzubilden und daraus in beliebiger Schnittführung multiplanare Rekonstruktionen zu erstellen.

Intraoperative dreidimensionale Bildverstärkerkontrolle

Ziel einer an unserer Klinik durchgeführten prospektiven Studie war die Überprüfung der Reposition der Fibula in die Inzisur durch die intraoperative Anwendung der dreidimensionalen Bildgebung mit dem Iso-C3D und dem Arcadis Orbic3D.

Material und Methode

Im Rahmen der Studie kamen der Siremobil Iso-C3D und der Arcadis Orbic3D der Fa. Siemens zum Einsatz. Während einer motorisierten Orbitalbewegung von 190° um ein Isozentrum erstellen die 3D-Bildwandler 100 Einzelprojektionen in digitaler Radiographietechnik. In einem Rechenalgorithmus wurden die Einzelprojektionen geometrisch entzerrt, unter Verwendung von Kalibrationsmatrizen gefaltet und ein Datenkubus von etwa 12 cm Kantenlänge generiert. Die Auflösung innerhalb desselben beträgt 0,45 mm (Abb. 3).

Abb. 3
figure 3

Prinzip der intraoperativen 3D-Bildgeneration

Full size image

Im Zeitraum vom 01.06.2003–30.11.2004 wurden 15 Pronations-Eversions-Frakturen mit intraoperativer Stellschraubentransfixation und 8 Revisionseingriffe bei computertomographisch gesicherter Fehlstellung des Außenknöchels eingeschlossen. In allen Fällen wurde nach Reposition und Osteosynthese die Stabilität des Syndesmosenkomplexes überprüft.

Im Anschluss wurde die Stellschraube in oben beschriebener Technik eingebracht. Osteosynthese und Stellung der Malleolengabel (Abb. 4) wurden in der 2D-Bildwandlertechnik in a.-p. Projektion, in 20° Innenrotation sowie streng seitlich überprüft. Offensichtliche Fehlstellungen wurden sofort korrigiert. Zeigte die 2D-Kontrolle ein zufrieden stellendes Repositionsergebnis, wurde die 3D-Bildwandlerkontrolle durchgeführt.

Abb. 4
figure 4

Instabile Malleolengabel mit Subluxation des Talus nach lateral, erweitertem Espace claire nach Chaput und weitem „medial clear space“

Full size image

Reposition und Stellung der Malleolengabel wurden in multiplanaren Rekonstruktionen in axialer, koronarer und sagittaler Schichtführung dargestellt. In den koronaren Rekonstruktionen wurde die Länge der Fibula (Abb. 5), in den axialen Darstellungen ihre Stellung in der Inzisur (Abb. 6) und die Torsion des Außenknöchels (Abb. 7) beurteilt. In den sagittalen Rekonstruktionen wurde ggf. die Reposition des hinteren Volkmann-Dreiecks überprüft.

Abb. 5
figure 5

Koronare Rekonstruktion zur Beurteilung der Länge der Fibula

Full size image
Abb. 6
figure 6

Stellung der Fibula in der Inzisur in axialen Rekonstruktionen

Full size image
Abb. 7
figure 7

Torsionsbestimmung in axialen Rekonstruktionen

Full size image

Ergebnisse

Die intraoperative dreidimensionale Bildgebung war in allen Fällen möglich, Darstellung und Kontrast waren zur Beantwortung aller Fragen ausreichend. Der zusätzliche Zeitbedarf betrug für Lagerung, Bildgebung und Beurteilung im Durchschnitt 4,4 min.

Revisionsbedürftige Befunde fanden sich bei den Primäreingriffen in 6 von 15 Fällen. In 2 Fällen persistierte nach der initialen Korrektur weiterhin ein revisionsbedürftiger Befund, sodass eine nochmalige Korrektur erforderlich wurde. In Tabelle 1 sind alle Richtungen der Fehlpositionen aufgelistet.

Tabelle 1 Fehlpositionen der Primäreingriffe
Full size table

Bei den Revisionseingriffen musste in 5 von 8 Fällen korrigiert werden, davon in 2 Fällen bei noch immer unbefriedigender Stellung ein weiteres Mal (Tabelle 2).

Tabelle 2 Fehlpositionen der Revisionseingriffe
Full size table

In Abb. 8 und 9 sind Beispiele für intraoperativ korrekturbedürftige Stellungsbefunde gezeigt.

Abb. 8
figure 8

Zu weit ventral in der Inzisur eingestellte Fibula (a) nach Korrektur (b)

Full size image
Abb. 9
figure 9

Nicht regelrechte Einstellung bei interponiertem Fragment

Full size image

Diskussion

Sprunggelenkfrakturen mit Ruptur der tibiofibularen Syndesmose und konsekutiver Instabilität der Malleolengabel bedürfen neben einer exakten Reposition der Fraktur einer Revision der Syndesmose. Verbleibende Instabilitäten und Fehlstellungen des Außenknöchels stellen einen Präarthrosezustand dar.

Eine alleinige Naht der rupturierten und leicht zugänglichen vorderen Syndesmosenanteile ist biomechanisch nicht ausreichend. Für die Stabilität von ausschlaggebender Bedeutung sind die kurzen interossären Bandanteile. Die fibulotibiale Transfixation mit einer trikortikalen Stellschraube in der Technik nach Henkemeyer et al. [4] gilt als Goldstandard. Auch bei korrekter Anwendung der Technik sind jedoch Fehlstellungen des Außenknöchels nicht auszuschließen. Diese können durch postoperative computertomographische Kontrollen aufgedeckt werden [1], die allerdings mit einem nicht unerheblichen organisatorischen Aufwand einhergehen. Die notwendigen Revisionen bedeuten Zweiteingriffe und beinhalten zusätzliche Risiken.

Die intraoperative BV-gestützte 3D-Diagnostik mit dem Siremobil Iso-C3D und dem Arcadis Orbic3D erreicht am Sprunggelenk eine CT-ähnliche Qualität der Darstellung. Die Auflösung von etwa 0,45 mm ist ausreichend, um verbliebene Fehlstellungen und Gelenkstufen aufzudecken. Die integrierte Bildbearbeitung ermöglicht die Bestimmung von Winkelgraden und Abständen. Da der generierte Datensatz isotrop ist, ist eine gleichzeitige Abbildung eines Eichkörpers nicht erforderlich. Die beliebige Lage der Schnittführung ermöglicht die exakte Einstellung der Ebenen.

Unsere Serie offenbarte, dass auch bei exakter Anwendung der vorgeschlagenen Technik zur Stellschraubenplatzierung die Gefahr von Abweichungen des Außenknöchels in allen Raumebenen besteht. In unserer Studie bedeutete dies Revisionen in 2/5 der Primäreingriffe. Bei den Revisionseingriffen lag die Rate der nicht idealen Stellungen bei 5/8. Die höhere Rate der Revisionen liegt hier an der erschwerten intraoperativen Orientierung aufgrund fehlender anatomischer Landmarken nach länger zurückliegenden Voroperationen.

Fazit

In unserer Klinik wurde die intraoperative dreidimensionale Bildgebung bei Sprunggelenkverletzungen mit Syndesmoseninstabilität oder Beteiligung der Gelenkflächen zum Standard erhoben.