Anatomische Grundlagen

Die Behandlung von Funktionsstörungen und unfallbedingten Folgezuständen nach Sprunggelenkfrakturen setzt das Wissen um die anatomischen Grundlagen des Sprunggelenkes und Fußes voraus.

Eine anatomische Gliederung des Fußes lässt sich in 3 Abschnitte vornehmen: Rückfuß, Mittelfuß und Vorfuß. Der Rückfuß ist der Skelettabschnitt vom oberen Sprunggelenk (Talokruralgelenk) bis zur Chopart-Gelenklinie (Articulatio tarsi transversa), er umfasst die beiden Knochen Talus (Sprungbein) und Kalkaneus (Fersenbein). Nach distal schließt sich der Mittelfuß und ab den Zehengrundgelenken der Vorfuß an.

Der Talus ist der Schaltknochen zwischen Unterschenkel und Fuß und bildet das obere und untere Sprunggelenk sowie mit dem Talonavikulargelenk (Sprungbein-Kahnbein-Gelenk) den medialen Abschnitt des Chopart-Gelenkes.

Die vom Talus gebildeten Gelenke sind über eine kinematische Kette miteinander verknüpft [1]. Aufgrund der großen Kräfte, die auf das obere Sprunggelenk wirken, ist der Gelenkaufbau relativ einfach ausgebildet und auf Stabilität ausgerichtet. Es besitzt eine Drehachse, die durch die Knöchelspitzen verläuft und bei plantar auf dem Boden aufgesetztem Fuß etwa horizontal in der Frontalebene des Körpers liegt.

Der Kalkaneus ist der größte Fußwurzelknochen und macht den Hauptanteil der Fußlängswölbung und der laterale Fußsäule aus. Er besteht aus dem mächtigen Tuber calcanei, an dem kranial die Achillessehne inseriert und plantar die kurzen Fußmuskeln (M. abductor digiti minimi bzw. M. abductor hallucis), die zusammen mit den hier ebenfalls ansetzenden Bandsystemen (Plantaraponeurose und Lig. plantare longum) die Längswölbung des Fußes abfangen.

Die obere Fläche des Kalkaneus trägt 3 Gelenkfacetten, die mit dem Talus artikulieren und das subtalare Gelenk bilden.

Die Kardanfunktion des oberen und unteren Sprunggelenkes spielt biomechanisch eine wichtige Rolle bei der Achsausrichtung des Rückfußes und des Unterschenkels. Die Mobilität des unteren Sprunggelenkes von etwa 60° mit der Eversions/Inversionsbewegung hat einen großen Einfluss auf die Valgus- und Varusausrichtung des Fußes. Sie kann sowohl eine pathologische Achsausrichtung im oberen Sprunggelenk kompensieren, als auch der Grund sein für eine verbleibende Fehlstellung des Fußes in der koronaren Ebene nach Achskorrektur durch eine supramalleoläre Osteotomie (SMOT).

Knorpelchirurgie

Die häufigste Ursache für osteochondrale Verletzungen am Sprunggelenk sind Supinations- und Pronationstraumata, die sich vielfach im Sport ereignen. In der Literatur wird eine Rate von gut 2 % begleitender Knorpelschäden angegeben [2]. Auch eine verbleibende Bandinstabilität oder Fehlstellung kann Knorpelschäden verursachen. Unbehandelte Knorpeldefekte können neben der typischen Beschwerdesymptomatik auch in einer progredienten Arthrose münden. Für bestimmte umschriebene Knorpelpathologien haben sich arthroskopische oder limitiert offene Operationsverfahren etabliert, die die Ausbildung eines Ersatzknorpels im osteochondralen Defekt ermöglichen. Beispielhaft seien die Mikrofrakturierung und die autogene matrixinduzierte Chondrogenese genannt. Hierbei wird durch die Anbohrung des Knochens im Defekt ein Blutpfropf (Superclot) erzeugt, aus dem durch körpereigene Zellen (Blutstammzellen) und andere wichtige Komponenten die Regeneration eines Ersatzknorpels (Faserknorpel) ermöglicht wird. Zusätzlich kann mit der Auflage einer schützenden Kollagenmatrixmembran der Heilungsprozess unterstützt werden ([3, 10]; Abb. 1).

Abb. 1
figure 1

Knorpelersatzverfahren bei umschriebener osteochondraler Läsion (OCL) der lateralen Talusschulter in limitiert offener Technik. Mikrofrakturierung (a mehrfache 10 mm tiefe Bohrungen mit K‑Draht 0,8 mm), b Situs nach Auflage der Bilayer-Struktur der Chondro-Gide® Matrix (Fa. Geistlich, Wolhusen, Schweiz)

Full size image

Syndesmosenrevision

Bandverletzungen der distalen tibiofibularen Syndesmose entstehen bei etwa 1–11 % aller Sprunggelenkdistorsionen und im höhergradigen Verletzungsmuster der Sprunggelenkfrakturen. In der Klassifikation nach Danis und Weber [4] ist beim Typ B mit Fibulafraktur auf Höhe der Syndesmose die Syndesmose meist mit verletzt, beim Typ C mit der Fraktur oberhalb der Syndesmose immer.

Die operative Behandlung der chronischen Instabilität ist komplex und erfordert eine genaue Planung und bestmögliche intraoperative Darstellung der anatomischen Gelenkeinstellung. Die Diagnosesicherung erfolgt neben der klinischen Untersuchung durch eine seitenvergleichende Computertomographie und eine dem Revisionseingriff vorangestellte bilanzierende Arthroskopie. Intraoperativ ist bei einer Aufweitung des Syndesmosenspaltes um 2 mm im Rotationstest die Diagnose gesichert [5].

Sinnvoll ist eine operative Rekonstruktion der Syndesmose bei nachgewiesener relevanter Instabilität der Sprunggelenkgabel mit entsprechender klinischer Symptomatik und Fehlen von sekundären Arthroseveränderungen. Zur Verfügung stehen einige Operationstechniken, die jeweils anspruchsvoll sind. Sehr hilfreich zur exakten Rekonstruktion sind intraoperative 3‑D-Röntgentechniken. Zur Rekonstruktion einer bandstabilen Syndesmosenführung sind in der Literatur Techniken mit einer Augmentation der Bandzüge der Syndesmose mit autologem Sehnentransplantat (z. B. Plantarissehne) beschrieben, wobei die modifizierte Technik nach Castaing auf gehobenem technischem Niveau alle 3 Syndesmosenbänder ersetzen kann. Bei allen Verfahren ist die zumindest temporär abgesicherte Einstellung der distalen Fibula in der tibialen Inzisur mit Stellschraube oder Flaschenzugsystemen obligat. Fehlheilungen der Fibula mit Verkürzung oder Torsionsfehlern müssen erkannt und ebenfalls korrigiert werden (Abb. 2).

Abb. 2a,b
figure 2

Bohrungskanäle zum Durchzug des Sehnentransplantates supramalleolär bei der Syndesmosenplastik, modifiziert nach Castaing durch die Dresdner Gruppe um Zwipp, Grass und Rammelt mit Ersatz auch des interossären Bandzuges [6]. Die roten Linien zeigen die erforderlichen Bohrkanäle mit Durchmesser 3,5 und 4,5 mm in der axialen Ebene der dist. Tibia und Fibula, die grüne Linie mit Pfeil die transossöre Durchzugsrichtung des Sehnentransplantats, mit Schraubenfixation (schwarz dargestellt) des Transplantatendes an der ventralen lateralen Tibia

Full size image

Die postoperative Nachbehandlung orientiert sich an dem Schema zur Behandlung akuter Syndesmosenverletzungen, wobei die Entfernung der Stellschraube(n) individuell terminiert werden sollte. Optional verwenden wir auch zusätzlich Flaschenzugsysteme, die dann dauerhaft belassen werden.

In Abb. 3 ist der klinische Fall eines 32-jährigen Patienten mit chronischer Syndesmoseninsuffizienz 3 Monate nach Verletzung dargestellt. Die Röntgenserie in Abb. 4 zeigt die intraoperative Einstellung der Syndesmose mit 3‑D-Röntgentechnik nach Arthroskopie und Arthrolyse mit anschließender Bandrekonstruktion durch Plantarissehne und Stellschraubeneinbringung.

Abb. 3a,b
figure 3

Chronische Syndesmoseninstabilität bei einem 32-jährigen Patienten 3 Monate nach Sprunggelenkluxationsfraktur (Typ Weber C)

Full size image
Abb. 4
figure 4

a Präoperative axiale Darstellung der Syndesmose mit deutlicher Aufweitung. b Intraoperative 3‑D-Röntgendarstellung nach anatomischer Einstellung der Fibula in die tibiale Inzisur

Full size image

Die Abb. 5 zeigt das intraoperative Repositionsergebnis nach Stellschraubeneinbringung und das Ausheilungsergebnis nach Materialentfernung 6 Monate postoperativ.

Abb. 5
figure 5

a, b Intraoperative 3‑D-Röntgendarstellung des Repositionsmanövers mit Repositionszange auf den Außen- und Innenknöchel („tip to tip“) zur anatomischen Einstellung der Fibula in die tibiale Inzisur. Die Drittelrohrplatte wurde bei noch vollständig durchstrukturierter Fibulafraktur gegen eine kräftigere Kleinfragmentplatte ausgetauscht. c Ausheilungsergebnis 10 Wochen nach Revisionseingriff und erfolgter Metallentfernung

Full size image

Supramalleoläre Achskorrektur

In der Literatur und dem eigenen Patientengut ist die häufigste Ursache (80 %) einer Arthrose des oberen Sprunggelenkes eine stattgehabte Sprunggelenk- oder Pilonverletzung mit Fehlstellungen peri- und intraartikulär auch nach operativem Therapiekonzept. Die Mehrzahl der Fälle (60 %) weist auch eine begleitende Achsfehlstellung des Rückfußes auf.

Die häufigste Form ist dabei die Varusachsfehlstellung bei gut der Hälfte dieser Patienten, eine Valgusfehlstellung liegt nur bei etwa 8 % vor [7]. Häufig sind auch kombinierte Fehlstellungen mit Valgus-, Varusabweichung sowie Kurvations- und Torsionsabweichung. Grundlage dieser Einordnung sind die physiologischen Achsen und Winkel der unteren Extremität. Beispielhaft sei hier der laterale anatomische und mechanische distale Tibiawinkel (a/m LDTW) von 86–92° genannt [9].

Problematisch ist, dass relevante posttraumatische Achsfehlstellungen im oberen Sprunggelenk durch Überbelastung des lateralen oder medialen Gelenkkompartiments zu einer Abnutzung des Gelenkknorpels führen. Dieser Pathomechanismus wird bei häufig schon initial eingetretener Knorpelverletzung eine sekundäre Arthrose auslösen oder verstärken.

Analog zu Therapieansätzen mit knöchernen Achskorrekturen bei der Varus- und Valgusarthrose des Kniegelenkes hat die Schweizer Arbeitsgruppe um Knupp [8] einen Algorithmus zur Behandlung von asymmetrischen Sprunggelenkarthrosen bei Varus- und Valgusachsfehlstellung entwickelt.

Eine operative Achskorrektur eignet sich grundsätzlich für Patienten bei initialer bis mittelgradig ausgeprägter asymmetrischer Sprunggelenkarthrose. Im idealen Fall wird neben der Funktion und Beschwerdesymptomatik auch die weitere Entwicklung der Arthrose günstig beeinflusst.

Drei wesentliche Problemstellungen sind aus dem komplexen operativen Gesamtkonzept hervorzuheben, da sie entscheidend sind für eine suffiziente und nachhaltige Korrektur und ein gutes funktionelles Ergebnis. Anders als bei der kniegelenknahen Achskorrektur besteht am oberen Sprunggelenk die anatomische Besonderheit der kurzen Achsen sowie des nach distal direkt nachgeschalteten unteren Sprunggelenkes mit einem mobilen Rückfuß.

Neben der knöchernen Pathologie beeinflussen auch das kapsuloligamentäre Balancing und die rückfußumgreifenden Sehnen die Achsausrichtung der Unterschenkel- und Rückfußachse.

In Abb. 6 ist diese Problematik grafisch an einer 3‑D-Rekonstruktion der Rückfußanatomie dargestellt.

Abb. 6
figure 6

a Posttraumatische Varusachsfehlstellung oberes Sprunggelenk und Rückfuß. b Supramalleoläre Achskorrektur (SMOT) additiv („open-wedge“, grüner Keil). c Sekundärer Korrekturverlust durch Inversion des Rückfußes im unteren Sprunggelenk

Full size image

Neben der Auswahl der geeigneten Patienten für eine operative Achskorrektur spielen damit die exakte Analyse der Deformität und die Planung der erforderlichen operativen Schritte die entscheidende Rolle für das postoperative Ergebnis. Bei Fällen mit deutlicher Verkippung des Talus („talar tilt“) und größerem Korrekturwinkel sollte eine zusätzliche Achskorrektur der distalen Fibula durchgeführt werden. Additive Rückfußkorrekturen zur nachhaltigen Stabilisierung der Achsausrichtung sind bereitzuhalten.

In der präoperativen Planung werden seitenvergleichende Belastungsaufnahmen des oberen Sprunggelenkes a. p. in 20 °Innenrotationsstellung der Füße, Rückfußaufnahmen nach Saltzman und belastete seitliche Fußaufnahmen mit Sprunggelenk durchgeführt. Die Analyse erfolgt in Orientierung an der Literatur, wonach als Indikation zur supramalleolären Korrekturosteotomie Achsabweichungen ≥10° Valgus, ≥5° Varus, >15–20° Ante-/Retrokurvation sowie eine Maltorsion von ≥10–20° angegeben werden.

Die additiven („open-wedge“) und subtraktiven („close-wedge“) Osteotomien sollten stabil mit 3,5 mm Kleinfragmentplattensystemen fixiert werden, um einen Korrekturverlust zu vermeiden und eine zeitnahe und sichere knöcherne Ausheilung zu gewährleisten. Für bestimmte Fälle können auch Fixateursysteme (z. B. Hexapod) zum Einsatz kommen.

In Abb. 7 ist der klinische Fall eines 28-jährigen Patienten mit deutlich pathologischem distalem lateralem und anteriorem Tibiawinkel (20° Varus- und 30° Antekurvationsfehlstellung) nach distaler Tibiafraktur (Aitken I) im Jugendalter (15 Jahre) dargestellt.

Abb. 7
figure 7

a–c Präoperative klinische und radiologische Befunde. d, e Präoperative Achsvermessung und Planung. f, g Postoperatives radiologisches Ergebnis. h, i Ausheilungszustand nach Metallentfernung nach 1 Jahr mit guter Funktion bei Beschwerdefreiheit

Full size image

Bei zunehmender Beschwerdesymptomatik wird die mehrdimensionale Achskorrektur des distalen Unterschenkels durchgeführt. Im Einzelnen eine Close-wedge-Korrektur der Fibula mit Resektion eines lateralbasigen Keils, der neben Eigenspongiosa in die Oben-wedge-Korrektur der distalen Tibia eingesetzt wird. Die Antekurvationskorrektur wird bei der Osteotomie mit berücksichtigt. Die Osteosynthesen werden mit winkelstabilen Platten ausgeführt. Die pathologisch vorliegenden distalen Tibiawinkel werden anatomisch eingestellt.

Revisionsoperation – partielle Korrektur

Auch bestimmte Fälle mit einer Fehlheilung der Gelenkfläche des talokruralen Gelenkes eignen sich zur operativen Korrektur mit dem Ziel der Funktionsverbesserung und Prävention der weiteren Arthroseentwicklung. Voraussetzungen sind eine korrekturwürdige Stufenbildung im Gelenk von ≥2 mm und die technische Machbarkeit, d. h. die erforderliche Osteotomie muss möglichst eindimensional und intraoperativ visualisierbar sein. Die posttraumatische Arthrose sollte allenfalls in geringer Ausprägung vorliegen.

In nicht wenigen Fällen zeigt die präoperative Analyse der Deformität eine Verkürzung des Außenknöchels, aus der eine Instabilität der Sprunggelenkgabel resultieren kann.

In Abb. 8 ist der klinische Fall eines 45-jährigen Patienten mit fehlverheilter Innenknöchel- und Fibulafraktur und daraus resultierender Varusachsabweichung des Rückfußes dargestellt. Die Saltzman-Rückfußaufnahme zeigt das „Eintauchen“ des Talus in den medialseitigen Pilondefekt.

Abb. 8
figure 8

a, b Präoperative radiologische Befunde. c–f Intraoperative Schritte der Tibia- und Fibulaosteotomie mit 3‑D-Röntgenkontrolle der eingebrachten K‑Drähte als Zieldrähte in der Ebene der Fehlstellung. g, h Postoperatives radiologisches Ergebnis und Ausheilungszustand nach Metallentfernung

Full size image

Revisionsoperation der Fibula

Die posttraumatische Verkürzung der Fibula kann für die Biomechanik des oberen Sprunggelenkes eine relevante Rolle spielen, da der Fibula als Stabilisator des Sprunggelenkes neben dem Innenknöchel und den medialen Kapselbandstrukturen die wesentliche Bedeutung zukommt [11]. Aus der Verkürzung resultieren dann eine Gelenkinstabilität und der Verlust des Formschlusses. Beträgt die Verkürzung mehr als 2–3 mm mit Beeinträchtigung der Gelenkstabilität, sollte eine Korrektur erfolgen. Die nicht selten als Begleitpathologie vorliegende Pseudarthrose der Fibula und Fehlstellungen der Achse und Torsion werden dabei mit therapiert. Die Verwendung von modernen, anatomisch geformten winkelstabilen Platten erleichtert die technische Durchführung der Operation auch bei kleinem distalem Fibulafragment und eingeschränkter Knochenqualität.

In Abb. 9 ist der klinische Fall einer 33-jährigen Patientin mit fehlverheilter Fibulafraktur, Pseudarthrose und Instabilität dargestellt.

Abb. 9
figure 9

a Präoperative radiologische Befunde. b Intraoperative Schritte der Fibulaosteotomie mit Längenwiederherstellung mithilfe eines Mittelfußspreizers, Einbolzen eines trikortikalen Beckenkammspans und winkelstabile Plattenosteosynthese (Neuverplattung). Die anatomische Längeneinstellung der Fibula ist in Orientierung an der Weber-Nase und des Formschlusses des oberen Sprunggelenkes wieder erkennbar

Full size image

Fazit für die Praxis

  • Die operative Revision von posttraumatischen Folgezuständen und Fehlstellungen der Anatomie des oberen Sprunggelenkes bietet eine Reihe von Möglichkeiten zur Verbesserung der Gelenkfunktion und Prävention der weiteren Arthroseentwicklung.

  • Klare diagnostische Schritte zur Analyse der Deformität dienen dazu, das operative Therapiekonzept festzulegen und das postoperative Ergebnis abzuschätzen.

  • Für umschriebene Knorpelschäden sind Knorpelersatzverfahren etabliert.

  • Der Längeneinstellung und Achsausrichtung der Fibula und ihrer Einstellung in der tibialen Inzisur kommt eine wichtige Bedeutung zu.

  • Das Behandlungskonzept der supramalleolären Achskorrektur (SMOT) und additiver Eingriffe am Rückfuß erfordern umfassende Kenntnisse der physiologischen Achsen und Winkel am Bein. Die technische Ausführung dieser Operationen ist anspruchsvoll und aufwendig.

  • Bei der Korrektur von partiellen Fehlstellungen im Sprunggelenk ist die intraoperative Röntgendarstellung mit 3‑D-Visualisierung vorteilhaft, um eine anatomische Gelenkrekonstruktion sicherzustellen.