Rupturen der Quadrizepssehne sind keine Erscheinungen des 20. Jahrhunderts. Bereits Galen hatte 100 Jahre vor Christus eine derartige Verletzung beschrieben. Sie tritt im Vergleich zu anderen Sehnenläsionen seltener auf, geht allerdings mit massiven Funktionseinschränkungen bei kompletter Ruptur einher. Hauptursache ist ein indirektes Trauma, welches nicht selten bei der beruflichen Tätigkeit eintritt. Vollständige Rupturen sind eine Domäne der operativen Behandlung. Wichtig ist die frühfunktionelle Nachbehandlung zur Verbesserung des Langzeitergebnisses.

Historie

Die Erstbeschreibung eines Risses der Quadrizepssehne wird Galen (130–201 n. Chr.) zugesprochen, der als Sportarzt einer Gladiatorenschule zahlreiche Verletzungen zu behandeln hatte. Erst viel später wurde, u. a. von Rusch, Louis, Petit und Dupuytren eine derartige Verletzung in der europäischen, medizinischen Fachliteratur beschrieben. Die Behandlung bestand in allen Fällen in einer Ruhigstellung [8].

Eine gezielte, operative Behandlung wurde erst nach Etablierung der Lachgasnarkose (Morton 1846) möglich. Als Nahtmaterial wurden Catgut und Silberdraht [9] verwendet.

Unfall/Traumamechanismen

In den meisten Fällen ist eine degenerative Mitbeteiligung im Rahmen einer unerwarteten Anspannung der Oberschenkelmuskulatur anzunehmen, z. B. das Abrutschen auf einer Treppe mit plötzlichem Stabilisierungsversuch des Beines. Die Muskelvorspannung (γ-Innervation) und der erwartete Kraftaufwand stehen nicht im Einklang, und die auftretende Kraft überschreitet die Haltbarkeit der Organtextur. Extrem selten sind direkte Gewalteinwirkungen auf die Knieregion oberhalb der Patella oder offene Verletzungen mit direkter Durchtrennung der Quadrizepssehne ursächlich [3].

Ein vom Arzt als degenerativ vorgeschädigt deklarierter Riss der Sehne führt häufig zu Rechtsstreitigkeiten, da Patienten mit einer Unfallversicherung oft nicht verstehen können, dass u. U. kein echter Unfallmechanismus vorliegt, der Ansprüche gegenüber der Versicherung zulässt.

Anatomie

Der Streckmechanismus des Kniegelenks besteht aus 4 Anteilen:

  • dem M. quadriceps femoris (M. rectus femoris, M. vastus medialis, M. vastus lateralis),

  • dem Retinaculum transversale laterale,

  • dem Retinaculum transversale mediale und

  • dem M. vastus intermedius,

wobei die Fasern des M. rectus femoris, die z. T. über den vorderen Anteil der Patella ziehen und in das Lig. patellae auslaufen, in die Quadrizepssehne übergehen. Die eigentliche Quadrizepssehne inseriert an der Basis der Patella und geht zu beiden Seiten in die Retinacula (so genannter Reservestreckapparat) über. Ein Teil der Fasern des M. vastus intermedius geht als M. articularis genus in die Spitze des Recessus suprapatellaris über. Der M. articularis genus verhindert bei der vollständigen Streckung eine Einklemmung des Schleimbeutels. Der Streckapparat wird im mittleren Anteil über die Aa. circumflexa femoris lateralis und medialis sowie über die Aa. superior medialis und lateralis genus versorgt. Es handelt sich um ein peritendinöses Gefäßgeflecht, von dem aus die Blutgefäße horizontal in die Sehne eindringen und sich im Sehnenverlauf ausrichten. Eine avaskuläre Zone ist lateral etwa 1 cm oberhalb der Patella lokalisiert, beginnend mit einer Gesamtausdehnung von 30 × 15 mm sagittal und 3–4 mm posterior. Wie bei anderen Sehnen auch, die bei Bewegungen über ein Hypomochleon laufen müssen, liegt in diesen Regionen eine Beanspruchung auf Druck und Zug vor, am Kniegelenk insbesondere bei einer Beugung über 90° (Abb. 1, [18]).

Abb. 1
figure 1

Region der avaskulären Zone mit maximaler Beanspruchung bei Beugung

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Sehnenschwächung

Mangelhafte Oxygenierung verursacht eine hypoxische Schädigung der Zelle und führt zu einer insuffizienten Proteinsynthese und zur Fibrillendegeneration. Die gleichzeitig resultierende Fibrozytenmembraninsuffizienz bedingt hydropische Zellveränderungen und leitet eine mukoide Degeneration ein, die in der Apoptose endet. Nekrobiose lässt ein saures Milieu entstehen und aktiviert lysosomale Enzyme. Dieser Effekt kann einen lokalen Anstieg der Kalziumionenkonzentration auslösen, der über eine sekundäre Alkalisierung eine Kristallbildung einleitet und in einer Sehnenverkalkung resultiert. Eine andere Form der Sehnenschwächung sind Speicherphänomene wie die Tendolipomatose [11].

Diagnose

Klinischer Befund

Je nach Länge des zeitlichen Intervalls zwischen dem Trauma und der klinischen Diagnose lassen sich unterschiedliche Befunde erheben: Unmittelbar nach dem Trauma erkennt man eindeutig eine Delle oberhalb der Patella, die auch ohne jedes technische Hilfsmittel durch Auflegen des Fingers quer zur Beinachse zu ertasten ist (Abb. 2). Nach einem kurzen Intervall kommt es zur Einblutung oder zum Ödem und die bereits mit bloßem Auge erkennbare Delle gleicht einem diffus geschwollenen Kniegelenk, wobei der Befund immer noch durch Palpation zu erheben ist. Ist der Reservestreckapparat ebenfalls zerrissen, fällt der Unterschenkel beim Anheben des Beins der Schwerkraft folgend nach unten [15].

Obwohl diese klinischen Untersuchungszeichen bei kompletter Ruptur eindeutig sind, werden sie hin und wieder nicht erkannt und bildgebende Verfahren bemüht, um die Diagnose zu sichern.

Abb. 2
figure 2

Klinischer Befund bei Quadrizepssehnenruptur, a Defekt als Delle in der Oberfläche sichtbar, b Tasten des Defekts mit dem Finger

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Nativröntgenaufnahme des Kniegelenks

Sie wird empfohlen, um die Art der Ruptur definieren und die Operationsvorbereitungen exakter planen zu können. Patellafrakturen lassen sich von intraligamentären Läsionen oder Abrissen vom Patellaoberrand differenzieren (Patellatiefstand). Aufnahmen in 2 Ebenen sind die Regel.

Sonographie des Kniegelenks

Da die Quadrizepssehne dicht unter der Haut liegt, werden für Längs- und Querschnitte Linearschallköpfe mit 7,5 MHz verwendet. Eine Rolle unter dem Knie führt zu leicht gespannten Gewebeverhältnissen und einem besseren Kontakt des Schallkopfes an die Haut.

Während bei einem Normalbefund die klassische Schichtung zwischen Haut, Unterhautfettgewebe und Sehnenstruktur deutlich zu erkennen ist, entsteht bei einer Ruptur im Längsschnitt ein unruhiges Bild mit unterschiedlich schallarmer Zone oberhalb der Patella als Ausdruck eines Hämatoms (Abb. 3). Knochen (Patella) ruft ein helles Grenzzonenecho hervor. Bei dynamischer Prüfung wird bei zunehmender Beugung die Distanz zwischen den Sehnenenden größer. Im Querschnitt geht die klassische Schichtung ebenfalls verloren [6].

Abb. 3
figure 3

Sonographie des Kniegelenks im Längsschnitt, Strukturverlust mit Hämatom am Oberrand der Patella, Diskontinuität des Quadrizepssehne

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Magnetresonanztomographie (MRT)

Mit Beschluss vom 29.01.1999 der Bundesärztekammer [2] wurden die Leitlinien zur MRT-Untersuchung eines Kniegelenkes wie folgt festgelegt:

  • T1 (Längsrelaxation): SE (Spinecho),

  • TR<300–650 ms (Repetitionszeit),

  • TE<20 ms (Echozeit),

  • FOV=25 cm („field of view“),

  • SD=3 mm (Standardabweichung),

  • Matrix 512fach (256–512),

  • Messzeit <7 min

Das Auflösungsvermögen der MRT lässt eine Differenzierung von bis zu 4 Lamellen innerhalb der Schichten der Quadrizepssehne zu. Erklärt wird dies dadurch, dass alle beteiligten Muskeln mit Gewebslagen an der Bildung beteiligt sind. Häufig kann eine oberflächliche von einer tieferen Schicht unterschieden werden, sodass eine partielle Ruptur zum einen bei Erhalt der Retinacula, zum anderen aber auch bei Kontinuität der tieferen Schicht vorliegen kann. Eine T2-Gradientenechosequenz (T2: Querrelaxation) dient im Rahmen der Knieuntersuchung der Knorpelbeurteilung. Komplette Rupturen zeigen ähnlich dem Sonographiebefund die Diskontinuität mit Hämatom und manchmal einen Patellatiefstand [20].

Gewebeentnahme und Histologie

Zur Klärung der Ursache einer nicht traumatisch bedingten Sehnenruptur soll eine intraoperative Präparatentnahme beitragen, die nicht unmittelbar an der Rupturstelle, sondern rupturnah im Gesunden erfolgt. Hilfreich sind für den Pathologen klinische Angaben zum Rupturzeitpunkt.

Degenerative Prozesse sind im Präparat nach 2–3 Tagen sichtbar. Es kommt zu einer ödematösen Auffaserung der kollagenen Grundsubstanz sowie einer lockeren, wellenförmigen Faserkonstellation. Die Nuklei der nekrotischen Tendozyten sind nicht sichtbar. Zahlreiche neutrophile Granulozyten treten bis etwa zum 10. Tag nach der Ruptur auf. Nach 3–4 Tagen kommt es zur perivaskulären Neubildung von Granulationsgewebe und einer Proliferation der Entzündungs- und Stromazellen. 4–6 Tage nach dem Ereignis sind vereinzelt Tendozytenmitosen zu sehen, nach 6–8 Tagen Eisen speichernde Granulozyten (Siderophagen). Reparationsgewebe entsteht innerhalb von 2 Monaten [17].

Begleiterkrankungen und -verletzungen

Stoffwechselerkrankungen können ursächlich eine Ruptur der Quadrizepssehne begünstigen (Tab. 1). Als Raritäten gelten isochrone Frakturen bei chronischer Nephropathie, ein Kompartmentsyndrom des Unterschenkels oder zeitgleiche beidseitige Rupturen [4, 5].

Tab. 1 Stoffwechselerkrankungen in Zusammenhang mit Quadrizepssehnenrupturen. (Nach [4, 5])
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Operative Versorgung

Primäre Rekonstruktion

Zu unterscheiden sind

  • die Versorgung der akuten Verletzung und

  • die sekundären Rekonstruktion.

Bei beiden Verfahren hat sich der gerade Mittelschnitt über dem Oberrand der Patella bewährt. Neben transossären vom Unterrand der Patella nach kranial verlaufenden Bohrkanälen ist auch die Refixierung über Nahtanker am oberen Rand etabliert. Als Nahtmaterial werden sowohl resorbierbare Materialien, wie Polydioxanon (PDS), als auch nicht resorbierbare, wie „fiber wire“, verwendet (Abb. 4). Zusätzliche Sicherheit für eine frühfunktionelle Nachbehandlung verleiht eine Augmentation durch eine PDS-Kordel oder durch freie/gestielte Sehnen (Abb. 5). Ist am kranialen Teil der Patella ein Bandrest erhalten, können reine Weichteilnähte zusätzliche Festigkeit bewirken. U-Nähte schützen besser vor einem Ausriss der Naht als Einzelknopfnähte. Sind die Retinacula beteiligt, sollten sie in anatomischer Form rekonstruiert werden [7, 19].

Abb. 4
figure 4

Intraoperative Nähte

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Abb. 5
figure 5

PDS-Augmentation

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Sekundäre Rekonstruktion

Zur plastischen Rekonstruktion größerer Defekte bietet sich ortsständiges Gewebe, wie das zentrale Drittel des Lig. patellae, ein M.-vastus-medialis-Flap oder die zungenförmige, gestielte Verlagerung der weiter proximal erhaltenen Quadrizepssehne an. Die Sehnen des M. gracilis und des M. semitendinosus können bei entsprechender anatomischer Ausprägung ebenfalls als Überbrückungsmaterial verwendet werden. Anteile des M. gastrocnemius stehen weiterhin bei großen Defekten zur Verfügung [13].

Vorwiegend in den USA scheinen Kunstmaterialien wie Dacron- oder Polyesterstreifen sowie homologe Transplantate (Achillessehne aus der Organbank) und als Fremdmaterial Kängurusehne akzeptiert zu sein [14].

Nachbehandlung – Physiotherapie

Konzepte der Nachbehandlung sind offensichtlich sehr unterschiedlich und reichen von konsequenter Ruhigstellung in einem Cast oder sogar Gips bis zur frühfunktionellen Belastung und Mobilisierung. Einigkeit besteht dahingehend, dass eine große Sehne wenigstens 6 Wochen einer protektiven Behandlung bedarf und ein Muskelaufbautraining erst nach der 12. Woche beginnen sollte. In unserer Klinik ist das in Tab. 2 dargestellte Vorgehen etabliert.

Tab. 2 Eigenes Vorgehen
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Die Thromboseprophylaxe erfolgt mit einem niedermolekularen Heparin bei normalen Nierenwerten sowie mit Kompressionsstrümpfen bzw. elastischer Kompressionswickelung, sobald dies vom Verletzten toleriert wird.

Begutachtung

Versicherungsgeber hinterfragen in der Regel, ob im Sinne der Vertragslage tatsächlich ein Unfall vorgelegen hat: Ein Unfall ist ein unvermutetes, unvorhersehbares und unfreiwilliges von außen rasch einwirkendes Ereignis.

Wichtig für den Patienten zur Durchsetzung seiner Interessen ist eine vom Arzt angemessene Dokumentation des geschilderten Unfallhergangs. Der deutsche Versicherungsverband spricht von einem Unfall, wenn durch eine erhöhte Kraftanstrengung an Gliedmaßen ein Gelenk verrenkt wird, oder Muskeln, Sehnen, Bänder oder Kapseln gezerrt oder zerrissen werden. Im Allgemeinen sind folgende Bewertungen akzeptiert [10]:

  • Gesetzliche Unfallversicherung: 10–30 von Hundert,

  • Private Unfallversicherung: 1/7–2/10 des Beinwertes, ggf. auch darüber.

Ergebnisse bei operativer Behandlung

Eine Literaturrecherche zum Thema Quadrizepssehnenruptur führt zu vielen Kasuistiken von einseitigen Rupturen mit Literaturanalysen. Isochrone, beidseitige Rupturen sind eine Rarität. Abgesehen vom Diabetes mellitus und chronischen Nierenerkrankungen sind ursächlich angeschuldigte Stoffwechselerkrankungen (Tab. 1) eher die Ausnahme [4, 5].

Bei einem Durchschnittsalter von 62 Jahren ist der häufigste Ereignismechanismus die Kraftentwicklung gegen einen unangekündigten Widerstand. Eine Besonderheit stellen kindliche Quadrizepssehnenrupturen dar [16].

Infektionen mit Wundheilungsstörungen treten in weniger als 1% der operativen Versorgungen auf. Rerupturen sollen in bis zu 3% der Fälle vorkommen. Thrombosen oder thrombembolische Ereignisse firmieren ebenfalls deutlich unter 1% – bei Wahrung der üblichen Vorsorgemaßnahmen. 83% der Patienten können ihren Beruf wieder ausüben, 51% erreichen ihren alten Aktivitätsgrad, 53% registrieren einen verbleibenden Kraftverlust (größer 20%) mit einem mittleren Umfangsdefizit von 1,5 cm am Oberschenkel. Sofern eine Bewegungseinschränkung verbleibt, wird sie häufig nicht wahrgenommen [Defizit-ROM 5°(ROM: „range of motion“)]. Das Gangbild ist nach ausgeheilter Verletzung ungestört [1, 12].

Fazit für die Praxis

Die Diagnose einer Quadrizepssehnenruptur wird klinisch gestellt und sekundär durch bildgebende Verfahren untermauert. Dem Nativröntgenbild des Kniegelenks folgt bei Unsicherheit die Sonographie. Die MRT kann bei sekundärem Befund hilfreich sein. Transossäre Nähte oder Nahtanker stellen anatomische Verhältnisse wieder her. Plastisch-rekonstruktive Techniken bei sekundärer Versorgung greifen in erster Linie auf ortsständige Gewebe zurück. Die Anamnese sollte den genauen Unfallmechanismus erfragen und Stoffwechselerkrankungen berücksichtigen, um evtl. Ansprüche der Patienten gegenüber Versicherungen geltend machen zu können. Die operativen Ergebnisse führen in der Mehrheit der Fälle zu einer uneingeschränkten Lebensqualität. Rerupturen und beidseitige Verletzungen sind selten.