Betrachtet man die Literatur, so sind Gefäßverletzungen im Rahmen der Osteotomie der proximalen Tibia überaus seltene Komplikationen. Die Untersuchung von Pozowski et al. [20] mit 121 und Huang et al. [13] mit 32 Patienten beschreiben in der Methodik keine auf die Gefäßsituation bezogene Untersuchungen.

In einer Untersuchung von Chae et al. [4] zur aufklappenden Osteotomie wurde bei einer Gesamtkomplikationsrate von 19 % (26/138) lediglich in einem Fall ein Pseudoaneurysma 2 Wochen nach der Indexoperation diagnostiziert. Das Aneurysma wurde mit einem Veneninterponat verschlossen. Georgoulis et al. [9] analysierten 250 Patienten mit konsekutiver lateral schließender Osteotomie über einen anterolateralen Zugang. In dieser Serie wurde eine Verletzung der A. poplitea beschrieben, die mikrochirurgisch versorgt wurde. In dieser und in der Mehrzahl der weiteren Veröffentlichungen handelt es sich um Zusammenstellungen, die anlässlich einer singulären Komplikation durchgeführt worden sind [11, 23, 24, 35] oder um Zufallsbefunde im Rahmen einer biomechanisch-funktionell orientierten Studie.

Serien mit der dezidierten Fragestellung, die Inzidenz vaskulärer Komplikationen zu untersuchen, sind zu unserer Kenntnis nicht publiziert worden. Berücksichtigt man, dass Gefäßverletzungen eher selten unmittelbar klinisch manifest werden und berücksichtigt man das Intervall zwischen Operation und Diagnose, so muss man zu dem Schluss gelangen, dass eine Vielzahl von Gefäßverletzungen nicht erkannt und nicht behandelt wird. Die Diagnosestellung erfolgt häufig als Zufallsbefund [12]. Dabei kann die Gefäßverletzung mit einer Amputationsrate bis 10 % unmittelbar dramatische Konsequenzen haben [14, 22].

Gefäßverletzungen in Abhängigkeit vom Zugang

Medial vs. lateral

In der vorherrschenden Literaturmeinung ist die lateral zuklappende Osteotomie mit dem höheren Risiko einer Gefäßverletzung verbunden. Anhand der Literatur kann nicht eindeutig geklärt werden, ob hierfür anatomische Gründe vorliegen oder ob die Häufigkeit der jeweiligen Operationstechnik verantwortlich ist (Tab. 1).

Tab. 1 Fallbezogene Publikationen anlässlich einer Gefäßverletzung und Sammelstudien mit mindestens einer entdeckten Gefäßläsion. Verteilung dieser Komplikation entsprechend dem operativen Zugang. Mehrheitlich handelt es sich um laterale Zugängea
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Betrachten wir die Publikationen hierzu, so ist die Diagnose Gefäßverletzung nicht das Ergebnis einer systematischen angiologischen Untersuchung. Dies betrifft auch die Publikationen von Chae et al. ([4], n = 138, aufklappend), Georgoulis et al. ([9], n = 250, zuklappend) Floerkemeier et al. ([7], n = 533, aufklappend) und Birmingham et al. ([3], n = 126, aufklappend). In keiner dieser aktuell größeren Serien war die Erhebung des angiologischen Status Bestandteil der Methodik.

Es muss daher für beide operative Verfahren davon ausgegangen werden, dass die Erfassung angiologischer Komplikationen unvollständig ist und dass sich weder aufgrund der publizierten Kasuistiken noch aufgrund der Serien die Bevorzugung einer Operationstechnik formulieren lässt.

Allein anatomische Betrachtungen könnten eine Tendenz aufzeigen. Kim et al. [16] analysieren die mediale Osteotomie und kommen zu dem Schluss, dass bei einem Winkel von < 30° zur koronaren Ebene ein nur geringes Risiko besteht, eine Gefäßverletzung zu verursachen. Die Distanz bis zum Gefäß kann bis zu 6 cm betragen (Abb. 1). Allerdings ist hierzu eine partielle anteriore Ablösung des medialen Seitenbandes erforderlich. Ungeachtet dieser „safe zone“ verbleibt des Risiko einer Gefäßverletzung bei falsch bestimmter Schraubenlänge (Abb. 2).

Abb. 1
figure 1

Sichere Arbeitsrichtung der osteotomierenden Instrumente: Osteotomie in der „safe zone“ mit idealerweise paralleler Ausrichtung der Instrumente zur Tibiaplateautangente (dorsale, quer verlaufende rote gepunktete Linie mit noch sicherer dorsaler Angulation des Sägeblattes bis 30° zur Tibiatangente. Selbst bei einer knöchernen Einführtiefe des Sägeblattes von 6 cm war es nicht möglich, die poplitealen Gefäße zu verletzen [16]

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Abb. 2
figure 2

Verheilte medial aufklappende Osteotomie des Tibiakopfes (a , b). Erkennbar ist bereits die kritische Überlänge der posterioren winkelstabilen Schraube. Im Rahmen eines erneuten Sturzes ist es zur posterolateralen Impressionsfraktur gekommen; die präoperative Computertomographie verdeutlicht die Lage des Implantates in Bezug zur den Gefäßen (c–e). Implantatentfernung und Anlage eines erweiterten posterolateralen Zugangs mit Osteotomie der Fibula. Dargestellt sind das proximale Tibiofibulargelenk, das gehobene und unterfütterte Imprimat und die dorsale Abstützung mit einer winkelstabilen Radius-T-Platte (f , g)

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Georgoulis et al. [9] beschreiben einen möglichen Präparationsfehler, bei dem lateral die Membrana interossea nicht unmittelbar an der Tibia gelöst wird und der Operateur dann mit dem eigentlich schützenden Hohmann-Haken hinter den M. popliteus und das Gefäßnervenbündel gelangt und dieses in Richtung der Osteotomie drängt (Abb. 3).

Abb. 3
figure 3

Schematische Darstellung der Platzierungsmöglichkeiten eines schützenden Retraktors beim lateralen Zugang zum Tibiakopf. Der N. tibialis und die poplitealen Gefäße liegen in Höhe der Osteotomie annähernd 0,5–1,0 cm dorsal der tibialen Kortikalis. Eine dünne Gewebeschicht aus M. tibialis posterior und M. popliteus trennen diese Strukturen. Die korrekte Positionierung eines Hohmann-Retraktors erfordert die scharfe Durchtrennung der Membrana interossea und subperiostale Ablösung der Muskulatur [9]

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Position der A. poplitea bei Extension und Flexion des Kniegelenks

Coventry [5] hat maßgeblich zu der Theorie beigetragen, dass sich die A. poplitea bei der Beugung von der Osteotomie entfernt – allerdings gibt es ausreichende Hinweise, diese apodiktische Formulierung in Frage zu stellen ([27, 28], Tab. 2).

Tab. 2 Wohin bewegen sich die poplitealen Gefäße bei Beugung des Kniegelenks?
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Dopplersonographische Untersuchung

Zaidi et al. [35] untersuchten dopplersonographisch 10 gesunde Probanden in Seitenlage. Bei 12/20 Probanden fand sich ein verminderter Abstand bei 90° Flexion. In der Sekundärliteratur zu dieser Untersuchung wird kritisch angemerkt, dass bei dieser Untersuchungstechnik die Schwerkraft ausgeschaltet ist und der Effekt des Druckes auf die Weichteile schwierig zu bewerten ist [27, 28].

Shetty et al. [27] untersuchten den Abstand zur Poplitealarterie in Abhängigkeit vom Abstand zur Gelenkebene. Hierbei zeigte sich im Bereich bis zu 1,5 cm unterhalb der Gelenkebene ein zunehmender Abstand in 76 % der 100 Probanden; im Bereich zwischen 1,5 und 2,0 cm in 85 Fällen. Dies bedeutet im Umkehrschluss eine Verminderung des Abstandes zur posterioren Kortikalis in 15–25 % bei zunehmender Flexion.

Magnetresonanztomographie

Smith et al. [28] analysierten 9 Patienten im MRT in Rückenlage. Bei 2 Patienten zeigte sich eine verminderte Distanz.

Eigene MRT-Untersuchung

An 6 gesunden Probanden wurde der Abstand der A. poplitea von der dorsalen Kortikalis der Tibia bei 70° und 90° bestimmt. Die Untersuchungen wurden in einem 1,5-T-General Electric MRT mit den folgenden technischen Parametern durchgeführt:

  • Array: 1,5 T  Flex phased array coil,

  • T1, TR:500, TE: 12,

  • Schichtdicke 3 mm, alle 3,9 mm,

  • T2, TR 5224, TE 1508,

  • Schichtdicke 5 mm, alle 6 mm.

Die Probanden befanden sich während der Untersuchung in Seitenlage. Hierbei zeigte sich kein messbarer Unterschied in Abhängigkeit vom Beugewinkel des Kniegelenks (Abb. 4).

Abb. 4
figure 4

Bei einem Beugewinkel von 70° und 90° wurde in der Gelenkebene und in 10-mm-Schritten nach distal der Abstand des Gefäßes zur Hinterwand der Tibia bestimmt (Median)

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Humanpräparat

Vernon et al. [34] untersuchten das Bewegungsverhalten am Humanpräparat. Sie beobachteten eine Fixierung der Poplitealarterie an 2 anatomischen Strukturen: am Adduktorenkanal und am Durchtritt der A. tibialis anterior durch die Membrana interossea unterhalb des Tibiofibulargelenks. Sie beschrieben eine Dorsalbewegung der Arterie während der Flexion und führten dies auf das Verhalten der A. genicularis media zurück, die an ihrem Ursprung in Streckung des Kniegelenks eine spiralförmige Struktur aufweist und sich bei Flexion entfaltet.

Kim et al. [16] führten neben der anatomischen Untersuchung am Humanpräparat zusätzlich angiographische Untersuchungen durch und beobachteten eine Vergrößerung des Abstands mit zunehmendem Beugewinkel.

Verlauf der A. tibialis anterior

Regulärer Verlauf

Die A. tibialis anterior penetriert die Membrana interossea durch einen 17 mm hohen und 9 mm breiten Kanal, in dem sie durch fibröses Gewebe fixiert ist. Projiziert man diesen Durchtritt auf das native Röntgenbild, so liegt dieser ca. 6 cm unterhalb der Spitze des Fibulaköpfchens und 7 cm unterhalb des lateralen Gelenkspalts [6]. Steel et al. [30] konnten zeigen, dass die A. tibialis anterior selbst bei einem regulären Verlauf einer Kompression bei valgisierender Osteotomie und einer Dehnung bei varisierender Osteotomie unterliegt.

Aberranter Verlauf

Wenn in der embryonalen Entwicklung der Poplitealgefäße die Ausbildung des Verbindungsastes zwischen der oberflächlichen und tiefen Poplitealarterie ausbleibt resultiert ein hoher Abgang der A. tibialis anterior [15, 25]. Bei annähernd 50 % der Patienten ist der hohe Abgang mit einer ventralen Lage der A. tibialis anterior verbunden, d. h. das Gefäß verläuft zwischen der dorsalen Kortikalis der Tibia und dem M. popliteus ([33], Abb. 5). Zu diesem aberranten Gefäßverlauf liegt eine Vielzahl an Studien vor, die eine Prävalenz bis zu 6 % in einem nicht selektiven Kollektiv beschreiben (Tab. 3). Gelegentlich wird einseitig hoher Abgang beobachtet (Abb. 6).

Tab. 3 Ursprung und Verlauf der A. tibialis anterior in Bezug zum M. popliteus
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Abb. 5
figure 5

Normaler (a) und aberrant hoch angelegter („high-riding“) Abgang (b) der A. tibialis anterior, die zwischen der Tibia und dem M. popliteus verläuft. Größe und Lagebeziehung des Durchtritts der A. tibialis anterior durch die Membrana interossea [6]

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Abb. 6
figure 6

Angiographie in Vorbereitung auf eine plastische Deckung bei einem mehrfachverletzten Patienten. Zufallsbefund einer seitendifferenten arteriellen Anatomie der proximalen Tibia. Rechts regulärer Abgang der A. tibialis anterior (Pfeil A), links findet sich ein hoher Abgang (Pfeil B)

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Intraoperative Diagnostik bei vermuteter Gefäßverletzung

Klinische Beurteilung

Die Verletzung des A. poplitea geht nicht notwendigerweise mit einer Ischämie oder einer klinisch manifesten Blutung einher. Häufig ist das klinisch erste Symptom eine zunehmende Schwellung am proximalen Unterschenkel. Selbst das Charakteristikum des unverhältnismäßig hohen Schmerzes wird von einigen Autoren als wenig zuverlässig angesehen [14, 18].

Dopplersonographische Untersuchung

Griffith et al. [11] beschreiben in einer Kasuistik initial einen normalen sonographische Befund, einen erhaltenen Puls und nur eine geringe Blutung durch die Operationswunde. Die Untersuchungsbefunde wurden erst zu einem späteren Zeitpunkt pathologisch.

Auch Goubier et al. [10] und Tandon et al. [31] beschreiben einen unauffälligen dopplersonographischen Befund. Man muss daher davon ausgehen, dass es in aller Regel nicht zu einer vollständigen Durchtrennung des Gefäßes, sondern lediglich zur Lazeration kommt.

Intraoperative Angiographie

Die intraoperative Angiographie ermöglicht die direkte Darstellung der Läsion bei erhaltener Sterilität des Operationsfeldes und erlaubt eine Diagnose, ob eine Verletzung der A. poplitea oder der A. tibialis anterior vorliegt. Über den liegenden Katheter kann zum Ende des Eingriffs die Vaskularität kontrolliert und dokumentiert werden.

CT-basierte Angiographie

Die CT-basierte (computertomographische) Angiographie ist rasch verfügbar und in nahezu jeder klinischen Einrichtung verfügbar. Sie erfordert keine Punktion und Sondierung der Femoralgefäße, kann allerdings üblicherweise nicht im Operationssaal selbst durchgeführt werden, sondern erfordert den Transport des Patienten in Narkose mit dem damit verbunden logistischen Aufwand.

Digitale Subtraktionsangiographie

Die digitale Subtraktionsangiographie (DSA) ist zeitlich und technisch aufwendiger und nicht in jeder Institution rasch durchführbar.

Sie erlaubt allerdings eine differenzierte Darstellung auch kleinerer Gefäße. Während die CT lediglich eine Momentaufnahme darstellt, kann hier der zeitabhängige Fluss im Gefäß dargestellt werden.

Sofortmaßnahmen zur Wiederherstellung der Perfusion

Bereits bei der Vorbereitung und Lagerung des Patienten sollte die Möglichkeit einer intraoperativen Komplikation bedacht werden. So empfiehlt sich aus mehreren Gründen die Verwendung eines vollständig radiotransparenten Tisches. Zum einen kann intraoperativ das Ergebnis der Osteotomie anhand der Gesamtbeinachse kontrolliert werden, zum anderen wird eine intraoperative Angiographie ermöglicht.

In die Präparation des Operationsgebiets sollte weiterhin die Leiste mit einbezogen werden, da über die A. femoralis die antegrade Angiographie vorgenommen werden kann. Nach distal hin sollte der Unterschenkel bis einschließlich des oberen Sprunggelenks zugänglich sein; dies ermöglicht die Präparation der V. saphena magna als Autograft. Selbst wenn ein Gefäßchirurg nicht unmittelbar zugegen ist, können durch diese Maßnahmen Zeitverlust und Sterilitätsfehler aufgrund erneuter Umlagerung und Abdeckung vermieden werden.

Sollte es intraoperativ zu einer ungewöhnlichen Blutung kommen mit dem Verdacht auf eine iatrogene Gefäßverletzung, so kann als Sofortmaßnahme eine sterile Blutsperre angelegt werden, mit der zuverlässig jede Blutung zum Stillstand gebracht werden kann.

Allerdings sollte bereits im Vorfeld eine grundlegende Absprache mit einem gefäßchirurgischen Kollegen erfolgen, welche Notfallmaßnahmen durchzuführen sind und welche anschließenden diagnostischen Schritte für die jeweilige Institution geeignet oder erforderlich sind.

Es ist entscheidend, rasch eine knöcherne Stabilität herbeizuführen

Es ist weiterhin entscheidend, rasch eine knöcherne Stabilität herbeizuführen, entweder durch formale Vervollständigung der Osteosynthese oder durch temporäre Transfixation; hierbei sollte dem jeweils schnelleren Verfahren der Vorzug gegeben werden.

Unabhängig davon, ob sich der Gefäßschaden bestätigt, sollte eine Überwachung im Hinblick auf die Entwicklung eines Kompartmentsyndroms erfolgen, sei es als Tourniquet-Syndrom im Sinne eines Reperfusionsschadens oder in Folge der Entwicklung eines Hämatoms durch die Osteotomie. Der Kompartmentdruck sollte hierbei nicht nur bei Beendigung der Intervention, sondern kontinuierlich über ein geeignetes System gemessen werden. Die Abb. 7 schildert den Sonderfall einer im Verlauf der Rehabilitation aufgetretenen offenen Luxationsfraktur wenige Tage nach der Osteotomie, der jedoch exemplarisch die gewählte Vorgehensweise illustriert.

Abb. 7
figure 7

Valgisierende Osteotomie des Tibiakopfes (a , b). Aufgrund einer Fehlfunktion des technischen Trainingsgeräts kam es zu einer unkontrollierten Hyperextension mit Zerreißung der Weichteile und Gefäße sowie zur intraartikulären Luxationsfraktur (c , d). Darstellung des Situs intraoperativ: Präparation und Darstellung der Gefäßstümpfe mit anschließender intraoperativer Angiographie (e , f). Wiederherstellung der Perfusion durch Einsatz eines venösen Interponats (g). Temporäre Transfixation und Vakuumversiegelung (h). Intraoperative Darstellung des gemeinsam mit dem posterolateralen Plateau luxierten Fibulaköpfchens (i , j). Der Situation angepasste atypische posterolaterale Osteosynthese mit einer Radius-T-Platte (k). Ausheilungsbild nach medialer und posterolateraler Osteosynthese (l , m)

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Fazit für die Praxis

  • Berücksichtigt man die aktuelle Literatur, so gibt es keinen zwingenden Hinweis, dass das Risiko eines Gefäßschadens bei Verwendung eines lateralen Zugangs höher ist als bei Verwendung des medialen Zugangs. Allerdings gibt es anatomische Überlegungen, die einen medialen Zugang sicherer erscheinen lassen.

  • Die Beugung des Kniegelenks ist kein zuverlässiger Schutz der Gefäße, erleichtert jedoch die Präparation. In 6 % der Fälle muss mit Varianten der A. tibialis anterior gerechnet werden, die für eine Gefäßverletzung prädisponieren.

  • Bereits bei der Lagerung des Patienten und der Abdeckung sollte die Möglichkeit einer intraoperativen Gefäßverletzung bedacht werden. Es empfiehlt sich daher die Etablierung eines Notfallalgorithmus unter Einbeziehung der Gefäßchirurgie.

  • Eine prolongierte blutige Sekretion, eine seitendifferente Schwellung oder der chronische Schmerz sollten Anlass sein, eine angiologische Abklärung durchzuführen.