Navigation in der Endoprothetik - Lukas-Krankenhaus BÃ¼nde

Endoprothetik 

Ein Leitfaden für den Praktiker 

herausgegeben von 

Manfred G. Krukemeyer 

Gunnar Möllenhoff 

3., aktualisierte und erweiterte Auflage 

DE GRUYTER 

Bereitgestellt von | De Gruyter / TCS 

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Heruntergeladen am | 19.12.12 14:58

Herausgeber 

Dr. med. Manfred Georg Krukemeyer 

Prof. Dr. med. Gunnar Möllenhoff 

Paracelsus-Kliniken 

Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie 

Sedanstraße 109 

Zentrum für Endoprothetik 

49076 Osnabrück Raphaelsklinik Münster GmbH 

Loerstraße 23 

48143 Münster 

Das Werk enthält 178 Abbildungen und 52 Tabellen. 

ISBN 978-3-11-028261-0 

e-ISBN 978-3-11-028699-1 

Library of Congress Cataloging-in-Publication Data 

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Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek 

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese 

Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; 

detaillierte bibliografische Daten sind im Internet 

über http://dnb.dnb.de abrufbar. 

” 2013 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston 

Der Verlag hat für die Wiedergabe aller in diesem 

Buch enthaltenen Informationen (Programme, Verfahren, 

Mengen, Dosierungen, Applikationen etc.) 

mit Autoren bzw. Herausgebern große Mühe darauf 

verwandt, diese Angaben genau entsprechend dem 

Wissensstand bei Fertigstellung des Werkes abzudru- 

cken. Trotz sorgfältiger Manuskriptherstellung und 

Korrektur des Satzes können Fehler nicht ganz ausgeschlossen 

werden. Autoren bzw. Herausgeber und 

Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung 

und keine daraus folgende oder sonstige Haftung, 

die auf irgendeine Art aus der Benutzung der 

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Die Wiedergabe der Gebrauchsnamen, Handels- 

namen, Warenbezeichnungen und dergleichen in diesem 

Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche 

Namen ohne weiteres von jedermann benutzt 

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gesetzlich geschützte, eingetragene Warenzeichen, 

auch wenn sie nicht eigens als solche gekennzeichnet 

sind. 

Satz: Meta Systems GmbH, Wustermark 

Druck: Hubert & Co., Göttingen 

Gedruckt auf säurefreiem Papier 

Printed in Germany 

www.degruyter.com 


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Vorwort zur 3. Auflage 

Wir freuen uns, dem interessierten Leser die 

nunmehr 3. Auflage des Buches Endoprothetik 

vorlegen zu können. Nach dem großen Erfolg 

der 1. Auflage musste schnell eine 2., unveränderte 

Auflage nachgelegt werden. Die nun vorliegende 

3. Auflage wurde komplett überarbeitet 

und erweitert. 

Die Medizin und somit auch die Endoprothetik 

verzeichnen eine rasante Entwicklung. 

Durch die Überalterung der Gesellschaft entsteht 

ein zunehmender Markt in der Endoprothetik. 

Dem sich schnell entwickelnden und gewaltig 

wachsenden Bedarf an Endoprothesen 

und an Chirurgen, die Endoprothesen implantieren 

können, müssen sich auch die Ausbildung 

und die Informationen über neueste Erkenntnisse 

zeitnah anschließen. Nur wenige 

Jahre nach der 1. Auflage ist es für uns eine 

große Anerkennung, eine 3. Auflage vorlegen 

zu können. 

Durch die unzähligen Zuschriften von ärztlichen 

Kollegen wurden in der 3. Auflage viele 

neue Aspekte mit eingearbeitet und Korrekturen, 

wo nötig, durchgeführt. Fünf wichtige 

neue Kapitel haben wir aufgenommen. Im allgemeinen 

Teil sind dies die Epidemiologie von 

degenerativen Erkrankungen und die Abrechnung 

von Endoprothesen nach dem DRG-System. 

Im speziellen Teil wurden die Kapitel Tumorendoprothetik, 

minimalinvasive Techniken 

sowie Navigation eingefügt. In den meisten internationalen 

medizinischen Zeitschriften und 

Journalen sind hervorragende Studien erschienen, 

die das enorme Potential der Endoprothetik 

belegen. Auch hier haben wir uns darauf 

konzentriert, dem Leser das Wichtigste vorzustellen, 

was ihm ermöglicht, sich schnell und 

prägnant zu informieren. Die ärztlichen Kolleginnen 

und Kollegen, die sich mit dem hochinteressanten 

Thema Endoprothetik befassen, 

werden feststellen, welch mannigfaltiges Therapiefeld 

sich ihnen eröffnet. Das Buch soll auch 

hier klare Wege aufzeigen, einen Leitfaden geben 

und nicht zuletzt auch ein Nachschlagewerk 

sein, um unser aller Ziel zu erreichen: die 

beste Diagnostik und Therapie für den kranken 

Menschen. Allen Leserinnen und Lesern 

wünschen wir eine erfolgreiche Lektüre. 

Wir danken dem de Gruyter-Verlag und unserer 

langjährigen Lektorin Frau Dr. A. Kronenberg 

für die meisterhafte Bewältigung aller 

anstehenden Probleme und die erfolgreiche Verwirklichung 

dieses Projekts. 

Münster, 

im Herbst 2012 

Manfred G. Krukemeyer 

Gunnar Möllenhoff 


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Autorenverzeichnis 

Herausgeber 

Dr. med. Manfred Georg Krukemeyer 



49076 Osnabrück 

Prof. Dr. med. Gunnar Möllenhoff 

Chefarzt der Abteilung Unfall- und 

orthopädische Chirurgie 

Raphaelsklinik Münster GmbH 



Autoren 

Prof. Dr. med. habil. Peter Aldinger 

Orthopädische Klinik Paulinenhilfe 

Diakonie Klinikum Stuttgart 

Rosenbergstraße 38 

70176 Stuttgart 

Dr. med. Martin Ellenrieder 

Orthopädische Klinik und Poliklinik 

Universitätsklinikum Rostock 

Doberaner Straße 142 

18055 Rostock 

Dr. med. Lars Frommelt 

Klinische Mikrobiologie 

und Krankenhaushygiene 

Endo-Klinik Hamburg GmbH 

Holstenstraße 2 

22767 Hamburg 

Prof. Dr. med. Georg Gosheger 

Tumororthopädie und Revisionsendoprothetik 

Klinik für Allgemeine Orthopädie und 

Tumororthopädie 

Universitätsklinikum Münster 

Albert-Schweitzer-Campus 1 


Prof. Dr. med. Dipl. oec. Bernhard Greitemann 

Rehaklinikum Bad Rothenfelde 

Klinik Münsterland 

Auf der Stöwwe 11 

49214 Bad Rothenfelde 

Prof. Dr. med. Jendrik Hardes 







Dr. med. Joachim Herre 

Orthopädische Klinik Paulinenhilfe 

Diakonie Klinikum Stuttgart 

Rosenbergstraße 38 

70176 Stuttgart 

Dr. med. Steffen Höll 







Priv.-Doz. Dr. med. Robert Hube 

Orthopädische Chirurgie München 

Steinerstraße 6 

81369 München 

Priv.-Doz. Dr. med. habil. Michael John 

Zentrum für Unfallchirurgie und Orthopädie 

Klinik für Orthopädie 

Klinikum Magdeburg gemeinnützige GmbH 

Birkenallee 34 

39130 Magdeburg 


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VIII 


Prof. Dr. Hartmuth Kiefer 

Klinik für Unfall- und Orthopädische 

Chirurgie, 

Hand- und Wiederherstellungschirurgie 

Gelenkzentrum 

Lukas-Krankenhaus Bünde 

Akademisches Lehrkrankenhaus der MH 

Hannover 

Hindenburgstraße 56 

32257 Bünde 

Prof. Dr. med. Olaf Kilian 

Zentralklinik Bad Berka GmbH 

Robert-Koch-Allee 9 

99437 Bad Berka 

Prof. Dr. Veit Krenn 

Zentrum für Histologie, Zytologie 

und Molekulare Diagnostik Trier 

Max-Planck-Str. 1820 

54296 Trier 

Dr. med. Sebastian Lieske 

Zentrum für Unfallchirurgie und Orthopädie 

Klinik für Orthopädie 

Klinikum Magdeburg gemeinnützige GmbH 

Birkenallee 34 


Priv.-Doz. Dr. med. Björn Marquardt 

Orthopädische Praxis/Praxisklinik 

Von-Vincke-Straße 14 


Dr. med. Christian Merle 

Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie 

Universitätsklinik Heidelberg 

Schlierbacher Landstraße 200a 

69118 Heidelberg 

Prof. Dr. med. Wolfram Mittelmeier 

Direktor der Orthopädischen Klinik und 

Poliklinik 



18055 Rostock 

Prof. em. Dr. med. Hans-Wolfram Neumann 

Universitätsklinikum A.ö.R. 

Orthopädische Universitätsklinik 

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg 

Leipziger Straße 44 


Dr. med. Markus Nottrott 







Prof. Dr. med. habil. Dr.-Ing. Wolfgang Plitz 

Hofbrunnstraße 4 

81479 München 

Dipl.Kfm (FH) Marc-André Pogonke 



49076 Osnabrück 

Dr. med. Katja Schenk 

Universitätsklinikum Magdeburg A.ö.R. 

Orthopädische Universitätsklinik 

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg 

Leipziger Straße 44 


Dr. med. Iris Schleicher 

Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie 

Universitätsklinikum Gießen und Marburg 

GmbH, Standort Gießen 

Rudolf-Buchheim-Straße 7 

35385 Gießen 

Univ.-Prof. Prof. h.c. Dr. med. Dr. med. vet. 

Dr. h.c. Reinhard Schnettler 

Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie 

Universitätsklinikum Gießen und Marburg 

GmbH, Standort Gießen 

Rudolf-Buchheim-Straße 7 

35385 Gießen 


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IX 

Dr. med. Dominik Schorn 

Abt. für Unfall- und orthopädische Chirurgie 

Raphaelsklinik GmbH 



Christina Skripitz 

Institut für medizinische Mikrobiologie, 

Virologie und Hygiene 

Universität Rostock 

Schillingallee 70 

18057 Rostock 

Priv.-Doz. Dr. med. Ralf Skripitz 

Orthopädische Klinik und Poliklinik 



18055 Rostock 

Priv.-Doz. Dr. med. Arne Streitbürger 







Prof. Dr. med. Siegfried Weyerer 

Zentralinstitut für Seelische Gesundheit 

J5 

68159 Mannheim 

Dr. med. Kai-Axel Witt 




Prof. Dr. med. Jörn Steinbeck 





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Inhalt 

Autorenverzeichnis .............. 

Abkürzungsverzeichnis ............ 

Allgemeiner Teil 

1 Epidemiologie degenerativer 

Gelenkerkrankungen 

S. Weyerer 

VII 

XV 

1.1 Klassifikation und Beschreibung .... 3 

1.2 Prävalenz, Inzidenz und Mortalität . . 5 

1.3 Risikofaktoren und Prävention ..... 8 

1.4 Verlauf, Prognose und Folgen ..... 11 

1.5 Medizinische Therapie und Versorgungssituation 

.............. 13 

2 DRG-Fallpauschalen in 

der Endoprothetik 

M.-A. Pogonke 

2.1 Kalkulation ............... 19 

2.2 Die Ermittlung einer DRG ...... 19 

2.3 Wie ist das Definitionshandbuch zu 

lesen? ................... 20 

2.4 Nebendiagnosen bei der DRG- 

Ermittlung ................ 23 

2.5 Entwicklung der DRGs in der 

Endoprothetik .............. 25 

2.6 Die DRG-Abrechnung ......... 27 

2.6.1 DRG-Fallpauschalen .......... 27 

2.6.2 Zusatzentgelte .............. 28 

2.7 Die Kostenverteilung im G-DRG- 

Report-Browser ............. 29 

2.8 Fazit ................... 31 

3 Materialien und Implantate 

W. Plitz 

3.1 Historisches ............... 33 

3.2 Lasttragende Materialien für die 

Endoprothetik .............. 34 

3.3 Tribologisch beanspruchbare 

Materialien, Partikelexpression, 

Beschichtungen ............. 35 

3.4 Materialien zur Verbesserung des 

Anwachsverhaltens ........... 39 

3.5 Knochenzemente und Zementiertechniken 

................. 40 

3.6 Verwendung der Materialien, wann und 

wo?.................... 41 

3.7 Belastungen des Hüftgelenks in vivo, 

Rotationsstabilität ............ 42 

3.8 Individualprothesen, Robotereinsatz 

und Navigation ............. 43 

3.9 Zusammenfassung und Ausblick .... 45 

4 Pathologie und histopathologische 

Diagnostik nach Implantation von 

Endoprothesen 

V. Krenn 

4.1 Einleitung ................ 47 

4.2 Periprothetische Partikelerkrankung 

und Infektion .............. 48 

4.3 Histopathologische Diagnostik ..... 48 

4.3.1 Periprothetische Membran und 

Neogelenkkapsel als Basis für die 

histopathologische Diagnostik ..... 49 

4.3.2 Konsensus-Klassifikation des Endoprothesen-Versagens 

........... 49 

4.3.3 Histologische Charakterisierung des 

Abriebmaterials ............. 51 

4.3.4 Fibrinoide Nekrosen .......... 52 

4.3.5 Hypersensitivitätsreaktionen ...... 53 

4.4 Periprothetische Membran vom 

infektiösen Typ (Typ II) ......... 53 


abriebinduzierten und infektiösen Typ 

(Mischtyp, Typ III) ........... 54 


indifferenten Typ (nicht abriebinduziert, 

nicht infektiös, Typ IV) . . . 54 

4.7 Reproduzierbarkeit der Typisierung . . 55 

4.7.1 Prothesenstandzeit und periprothetische 

Membrantypen ........... 55 

4.7.2 Mikrobiologischer Befund und 

periprothetische Membrantypen .... 55 


Indifferenztyp (Typ IV) ......... 56 


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XII 

Inhalt 

4.9 Arthrofibrose .............. 57 

4.9.1 Typisierung und Graduierung der 

Arthrofibrose .............. 57 

4.9.2 Histopathologische prädiktive 

Arthrofibrose-Diagnostik? ....... 58 

4.10 Ossäre Pathologien ........... 58 

4.11 Relevanz der histopathologischen 

Konsensus-Klassifikation für 

Orthopäden und Unfallchirurgen . . . 59 

4.12 Zusammenfassung und Ratschläge für 

die Zusammenarbeit von Pathologen, 

Orthopäden/Unfallchirurgen ...... 60 

Spezieller Teil 

5 Schulterendoprothetik 

D. Schorn, B. Marquardt, K.-A. Witt, 

J. Steinbeck 


5.2 Geschichte und Entwicklung der 

Schulterendoprothetik .......... 67 

5.3 Anatomie ................. 72 

5.4 Biomechanik und Prothesendesign . . . 72 

5.4.1 Humeruskopfprothese .......... 72 

5.4.2 Glenoidersatz .............. 75 

5.4.3 Oberflächenersatz ............ 77 

5.4.4 Inverse Schulterprothese ........ 82 

5.4.5 Ausblick ................. 84 

5.5 Indikationen und Kontraindikationen . 85 

5.5.1 Primäre Omarthrose .......... 85 

5.5.2 Humeruskopfnekrose .......... 86 

5.5.3 Rheumatoide Arthritis ......... 87 

5.5.4 Instabilitätsarthrose ........... 87 

5.5.5 Posttraumatische Omarthrose ..... 88 

5.5.6 Defektarthropathie ........... 89 

5.5.7 Kontraindikationen ........... 90 

5.6 Operationstechnik ............ 90 

5.6.1 Operationsplanung ........... 90 

5.6.2 Schultertotalendoprothese ....... 90 

5.7 Ergebnisse ................ 93 

5.8 Komplikationen ............. 94 

5.9 Postoperative Rehabilitation ...... 95 

5.10 Ökonomische Aspekte ......... 96 

5.10.1 Diagnosis Related Groups in der 

Schulterendoprothetik .......... 96 

5.10.2 Implantatkosten ............. 97 

6 Die primäre Endoprothetik 

des Hüftgelenkes 

I. Schleicher, O. Kilian, R. Schnettler 


6.2 Anatomie des Hüftgelenkes ....... 99 

6.3 Implantatwerkstoffe ...........101 

6.4 Zementierte versus zementfreie 

Implantation ...............102 

6.5 Zementierte Implantate .........103 

6.5.1 Polyethylenpfanne ............103 

6.5.2 Der zementierte Schaft .........104 

6.6 Zementfreie Implantate .........105 

6.6.1 Schraub- und Press-fit-Pfannen ....105 

6.6.2 Die bipolare Prothese 

(Duokopfprothese) ...........107 

6.6.3 Die epiphysäre Verankerung 

(Oberflächenersatz) ...........108 

6.6.4 Die metaphysäre Schaftverankerung . 110 

6.7 Operative Zugangswege .........114 

6.8 Prophylaxe heterotoper Ossifikationen 115 

6.9 Thromboseprophylaxe .........116 

6.10 Autologe Transfusionen .........120 

6.11 DRG-Codierung der Hüftgelenksendoprothetik 

(Version 2012) ......121 

6.12 Rehabilitation nach Implantation einer 

Hüftgelenksendoprothese ........124 

7 Endoprothetik des Kniegelenkes 

C. Merle, J. Herre, P. R. Aldinger 

7.1 Einleitung ................129 

7.2 Anatomische und biomechanische 

Grundlagen ...............129 

7.3 Gonarthrose ..............131 

7.3.1 Epidemiologie ..............131 

7.3.2 Ätiologie und Klassifikation ......132 

7.3.3 Klinik ..................134 

7.3.4 Bildgebende Diagnostik .........135 

7.4 Indikationen und Kontraindikationen . 135 

7.5 Operationsziele .............136 

7.6 Risiko- und Erfolgsfaktoren ......136 

7.7 Präoperative Maßnahmen .......136 

7.7.1 Operationsplanung ...........137 

7.7.2 Patientenaufklärung ..........138 

7.7.3 Anästhesieverfahren ...........138 

7.8 Perioperative Maßnahmen .......139 

7.9 Postoperative Maßnahmen .......139 

7.9.1 Allgemeine postoperative Maßnahmen 139 

7.9.2 Postoperative Schmerztherapie .....139 

7.9.3 Medikamentöse Thromboseprophylaxe 141 

7.10 Prothesendesign .............141 

7.10.1 Unikondylärer Gelenkersatz 

(Schlittenprothese) ............142 

7.10.2 Ungekoppelter bikondylärer 

Oberflächenersatz ............147 

7.10.3 Teilgekoppelte Prothesen ........149 

7.10.4 Achsgeführte Prothesen .........150 

7.10.5 Modulare Revisionsimplantate/ 

Tumorprothesen .............151 


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Inhalt 

XIII 

7.10.6 Patellofemorale Prothesen .......152 

7.11 Operationstechnik ............153 

7.11.1 Alternative operative Vorgehensweisen 153 

7.12 Komplikationen .............155 

7.12.1 Allgemeine Komplikationen ......155 

7.12.2 Spezielle Komplikationen ........155 

7.13 Rehabilitation ..............159 

7.14 Ökonomische Aspekte .........160 

7.14.1 Diagnosis Related Groups in der 

Knieendoprothetik ...........160 

7.14.2 Implantatkosten .............161 

7.15 Ausblick .................161 

8 Sprunggelenksendoprothetik 

S. Lieske, K. Schenk, M. John, 

H.-W. Neumann 

8.1 Einleitung ................163 

8.2 Historie .................164 

8.3 Implantate ................165 

8.4 Indikation/Kontraindikation ......165 

8.4.1 Patientenselektion ............170 

8.4.2 Knöcherne Situation ..........170 

8.4.3 Ligamentäre Situation .........171 

8.4.4 Allgemeine Kontraindikationen ....171 

8.5 Alternative Operationen am oberen 

Sprunggelenk ..............173 

8.5.1 Alternativoperationen vor Sprunggelenksendoprothesenimplantation 

. . 173 

8.5.2 Alternativen zur Totalendoprothese . . 175 

8.6 OP-Technik ...............176 

8.7 Zusatzeingriffe ..............179 

8.7.1 Tibiotalare Fehlstellungen (Varus/ 

Valgus) ..................179 

8.7.2 Subtalare Fehlstellungen (Varus/ 

Valgus) ..................182 

8.7.3 Spitzfußdeformität ...........183 

8.7.4 Arthrosen der Nachbargelenke .....184 

8.8 Radiologische Diagnostik ........185 

8.9 Komplikationen ............188 

8.9.1 Impingement ...............188 

8.9.2 Fehldimensionierung der Prothesenteile 189 

8.9.3 Frakturen ................190 

8.9.4 Aseptische Lockerung ..........191 

8.9.5 Infektionen ................191 

8.9.6 Behandlung von prothesenassoziierten 

Infektionen des oberen Sprunggelenks 192 

8.9.7 Postoperative Bewegungseinschränkungen 

..................194 

8.10 Nachbehandlung .............194 

8.10.1 In der Klinik ...............196 

8.10.2 Ambulant ................198 

8.10.3 Rehabilitationsmaßnahmen .......199 

8.11 DRG...................200 

9 Tumorendoprothetik 

M. Nottrott, A. Streitbürger, S. Höll, 

G. Gosheger, J. Hardes 

9.1 Indikationen ...............203 

9.2 Präoperative Planung ..........204 

9.3 Aktuelle Tumorendoprothesensysteme . 204 

9.3.1 Weichteilrekonstruktion .........209 

9.4 Postoperatives Management ......211 

9.5 Funktion .................213 

9.6 Sonderprothesen .............218 

9.6.1 Wachstumsprothesen ..........218 

9.6.2 Stumpfaufbauplastik ..........218 

9.7 Komplikationen .............219 

10 Minimalinvasive Hüftendoprothetik 

R. Hube 

10.1 Allgemeines ...............223 

10.2 Patientenselektion ............226 

10.3 Der posterolaterale Zugang .......227 

10.4 Der anterolaterale Zugang .......229 

10.5 Der anteriore Zugang ..........233 

10.6 Auswirkung der Zugänge auf die 

Implantatwahl ..............233 

10.7 Marketing oder Benefit? ........234 

10.8 Zusammenfassung ............235 

11 Navigation in der Endoprothetik 

H. Kiefer 

11.1 Einführung ................241 

11.2 Navigationstechnologie .........242 

11.3 Navigation in der Knieendoprothetik . 244 

11.3.1 Grundlagen ...............244 

11.3.2 Operativer Ablauf ............247 

11.3.3 Besondere Aspekte ...........256 

11.4 Navigation in der Hüftendoprothetik . 257 

11.4.1 Grundlagen ...............257 

11.4.2 Operativer Ablauf ............259 

11.4.3 Besondere Aspekte ...........268 

11.5 Ausblick .................269 

12 Die periprothetische Infektion 

L. Frommelt 

12.1 Einleitung oder: Worum geht es? ....273 

12.2 Pathogenese der periprothetischen 

Infektion oder: Wie kommt es dazu? . 273 

12.3 Was macht ein Bakterium zum Erreger 

einer Infektionskrankheit? Die Tricks 

der Bakterien ..............276 

12.3.1 Adhäsine .................277 


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XIV 

Inhalt 

12.3.2 Toxine ..................277 

12.3.3 Invasine .................278 

12.3.4 Was bedeuten die Tricks der Bakterien 

bei der periprothetischen Infektion? . . 278 

12.4 Klinische Symptome und Diagnostik 

der periprothetischen Infektion ....278 

12.4.1 Klinik ..................278 

12.4.2 Laborparameter .............279 

12.4.3 Zytologie .................279 

12.4.4 Mikrobiologie ..............279 

12.4.5 Bildgebende Diagnostik .........281 

12.5 Therapie der periprothetischen 

Infektion: Revision und Antibiotika . . 281 

12.5.1 Antibiotika allein: Besserung der 

Symptome Suppression, keine Heilung 282 

12.5.2 Antibiotika, Revision und Prothesenerhalt: 

Die Ausnahme ..........282 

12.5.3 Antibiotika, Revision und Explantation 

der Prothese ...............283 


13 Komplikationen in der Endoprothetik 

und deren Management 

R. Skripitz, M. Ellenrieder, 

C. Skripitz, W. Mittelmeier 

13.1 Einleitung und allgemeine 

Komplikationen .............287 

13.1.1 Thrombose ................287 

13.1.2 Embolie .................288 

13.2 Spezielle endoprothesenbezogene 

Komplikationen .............289 

13.2.1 Aseptische Endoprothesenlockerung . . 289 

13.2.2 Diagnostik und Therapie der aseptischen 

Endoprothesenlockerung ........295 

13.3 Materialverschleiß ............300 

13.4 Luxation .................303 

13.5 Periprothetische Infektion .......305 

13.6 Allergie .................308 

13.7 Periprothetische Frakturen .......309 

13.8 Spezielle Komplikationen nach Region 313 

13.8.1 Schulter .................313 

13.8.2 Knie ...................314 

13.8.3 Hüfte ...................319 


14 Rehabilitation nach Endoprothetik 

B. Greitemann 

14.1 Rehaaufbau Rehakonzept 

Kostenträger Rehagrundlagen ....323 

14.1.1 Grundlagen des Rehabilitationszuganges 

.................324 

14.2 Rehabilitationsteam ...........328 

14.3 Rehabilitationsspezifische Diagnostik . 329 

14.3.1 Allgemeine und spezielle Anamnese . . 329 

14.3.2 Bildgebende Verfahren .........331 

14.4 Spezielle Rehamaßnahmen .......332 

14.4.1 Hüfte ...................332 

14.4.2 Knie ...................341 

14.4.3 Sprunggelenk ..............345 

14.5 Behandlungsstrategien .........345 

14.5.1 Medikamentöse Therapie ........345 

14.6 Qualitätssicherung ............347 

14.7 Nachsorge ................347 

14.8 Datenlage ................348 

Anhang 

Informationen zu den einzelnen Gelenkprothesen 

.....................351 

Register ......................357 


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Abkürzungsverzeichnis 

a.p. 

AAOS 

ADL 

AE 

AHB 

ASIS 

BFW 

BHR 

BMI 

BMP 

BSG 

BW 

BWR 

CAS 

CCD 

CCL 

CFK 

COPD 

CPM 

CRP 

CT 

d 

DLC 

DmpT 

DRG 

DSA 

DSP 

EAP 

EFORT 

EK 

EPRD 

FBL 

FDA 

FFP 

HA 

HE (-Färbung) 

HIT 

HKB 

HO 

HPF 

anterior-posterior 

American Academy of Orthopaedic Surgeons 

activity of daily life 

Arbeitsgemeinschaft Endoprothetik 

Anschlussheilbehandlung 

anteriore Spina iliaca superior 

Basisfallwert 

Birmingham Hip Resurfacing 

Body-Mass-Index 

bone morphogenic proteins 

Blutsenkungsgeschwindigkeit 

body weight 

Bewertungsrelation 

computer assisted surgery 

Collum-Centrum-Diaphysenwinkel 

complication and comorbidity level 

kohlenstoffverstärkte Kunststoffe 

chronic obstructive pulmonary disease 

continuous passive motion 

C-reaktives Protein 

Computertomographie 

dies, Tag 

diamond like carbon 

N,N-Dimethyl-p-toluidin 

diagnosis related groups 

digitale Subtraktionsangiographie 

Druckscheibenprothese 

erweiterte ambulante Rehabilitation 

European Federation of National Associations of Orthopaedics and 

Traumatology 

Erythrozytenkonzentrat 

Endoprothesenregister Deutschland 

funktionelle Bewegungslehre 

Federal Food and Drug Administration 

fresh frozen plasma 

Hydroxylapatit 

Hämatoxylin-Eosin (-Färbung) 

heparininduzierte Thrombozytopenie 

hinteres Kreuzband 

heterotope Ossifikation 

high power field 


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XVI 


ICC 

intraclass correlation coefficient 

ICF 

International Classification of Functioning, Disability and Health 

IL-6, IL-10 Interleukin-6/-10 

InEK 

Institut für das Entgeltsystem im Krankenhaus GmbH 

IRO 

Innenrotation 

KBE 

Kolonie bildende Einheiten 

KHEntgG Krankenhausentgeltgesetz 

KHK 

koronare Herzkrankheit 

KLG 

Klinische Leistungsgruppen 

LE 

Lungenembolie 

LISS 

less invasive stabilization system 

LPS 

Lipopolysaccharide 

M. Musculus, Muskel 

MDC 

major diagnosis category 

MIS 

minimal invasive surgery 

MOM 

Metal on Metal 

MRSA 

methillinresistenter Staphylococcus aureus 

MRSE 

methillinresistenter Staphylococcus epidermidis 

MRT 

Magnetresonanztomographie 

MSTS 

Musculoskeletal Tumor Society 

MVWD mittlere Verweildauer 

NMH 

niedermolekulares Heparin 

NPV 

negative predictive value 

NRS 

numerische Rating-Skala 

NSAR 

nichtsteroidale Antirheumatika 

OATS 

osteochondrale autologe Transplantation 

OCM 

Orthopädische Chirurgie München 

OPS 

Operationen- und Prozedurenschlüssel 

OSG 

oberes Sprunggelenk 

p.a. 

posterior-anterior 

p.o. 

postoperativ 

PACS 

digitale Bildverarbeitung 

PAS-Färbung Färbung mit Periodsäure-Schiff-Reagens 

PAVK 

periphere arterielle Verschlusskrankheit 

PCA 

patient controlled anaesthesia 

PCCL 

patient clinical complexity level 

PCT 

Procalcitonin 

PDGF 

platelet derived growth factor 

PDK 

Periduralkatheter 

PE 

Polyethylen 

PET 

Polyethylenterephthalat 

PET 

Positronenemissionstomographie 

PIR 

postisometrische Relaxation 

PMMA Polymethylmethacrylat 

PNF 

propriozeptive neuromuskuläre Fazilitation 

PPV 

positive predictive value 

PVNS 

pigmentierte villomoduläre Synovitis 

RKI 

Robert Koch-Institut 

ROM 

Range of Motion 


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XVII 

SCV 

TEP 

TGF 

TNFα 

TVT 

UHMWPE 

VAS 

VKB 

VRE 

WHO 

WOMAC 

X-PE 

small colony variants 

Totalendoprothese 

transforming growth factor 

Tumornekrosefaktor α 

tiefe (Bein-)Venenthrombose 

ultrahochmolekulares Niederdruckpolyethylen 

visuelle Analogskala 

vorderes Kreuzband 

vancomycinresistente Enterokokken 

World Health Organization 

Western Ontario and MacMasters Universities Osteoarthritis Index 

quervernetztes Polyethylen 


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11 Navigation in der Endoprothetik 

H. Kiefer 

11.1 Einführung 

Computerassistierte Operationen werden in der Gelenkendoprothetik 

seit Mitte der 1990er-Jahre mit dem Ziel eingesetzt, die Genauigkeit 

der Implantation und damit die Versorgungsergebnisse für die 

Patienten zu verbessern. Der Begriff Genauigkeit verfolgt dabei 

grundsätzlich eine verbesserte Positionierung und Auswahl gelenkendoprothetischer 

Komponenten durch den Operateur. 

Die einfachste Form der Computerunterstützung sind die heute 

etablierten Verfahren zur präoperativen Planung. Die aufwendigste 

Form war der Einsatz von Operationsrobotern Ende der 1990er- 

Jahre, die auf Basis eines CT-Datensatzes eine präoperativ festgelegte 

Implantatposition für zementfreie Hüftschäfte und später auch 

Knieendoprothesen im Knochen ausfrästen. Dem Vorteil eines besseren 

und präoperativ genau geplanten Implantatsitzes standen lange 

Fräszeiten und Fixierungen der zu bearbeitenden Knochen als Nachteile 

gegenüber. Die Durchführung heute üblicher muskelschonender 

Zugänge war nicht möglich. Auch intraoperative Änderungen der 

Implantatposition ließen sich nur durch Umstieg auf eine konventionelle 

Implantationstechnik erreichen. 

Es folgten sogenannte navigierte Operationen, bei denen es dem 

Operateur ermöglicht wurde, mit oder auch ohne direkte Kopplung 

an präoperative Planungsdaten eine intraoperativ „gesteuerte“ Vorbereitung 

der Implantatlager und Implantatposition vorzunehmen. 

Die ersten Systeme setzen dabei wiederum auf präoperative CT-Datensätze 

und Planungsverfahren auf, bei denen die Knochenpositionen 

intraoperativ gematcht wurden, um die Position der Instrumente 

und Implantate mit dem für die Navigation obligatorischen Kamerasystem 

zu ermitteln. Diesen sehr aufwendigen Systemen folgten sogenannte 

kinematische Systeme, bei denen Knochenpositionen durch 

Bewegen des Beines und Abtasten von knöchernen Landmarken 

durch das Kamerasystem erfasst wurden. Diese Technik mit Infrarot- 

Kamerasystemen und Infrarotsendern oder -reflektoren an den Operationsinstrumenten 

hat sich in den letzten zehn Jahren in der Knieund 

Hüftendoprothetik etabliert. 

Metaanalysen verschiedener Studien zeigen, dass sich durch Navigation 

Fehlpositionierungen im Sinne von Positionierungausreißern 

reduzieren lassen. Das gilt in der Knieendoprothetik für die Achslage 

der femoralen und tibialen Komponente und bei der Hüftendoprothetik 

für die Pfannenposition. Dazu kommen navigierte Verfahren 

Computerassistierte 

Operationen zur 

Verbesserung der 

Versorgungsergebnisse 

Einfachste Form: 

Verfahren zur 

präoperativen Planung 

Aufwendigste Form: 

Operationsroboter 

mehr Nachteile als 

Vorteile 

Navigierte Operationen: 

intraoperativ gesteuerte 

Vorbereitung von 

Implantatlager und 

Implantatposition 

Technik mit Infrarot- 

Kamerasystem und 

Infrarotsendern oder 

-reflektoren an 

Operationsinstrumenten 

Weniger Fehlpositionierungen 

durch Navigation 

Navigierte Verfahren für 

verschiedene Aufgaben 


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242 11 Navigation in der Endoprothetik 

in Knie- und 

Hüftendoprothetik 

Nachteil: hoher 

apparativer Aufwand 

zur Weichteilbalancierung in der Knieendoprothetik, die Optimierung 

von Offset, Beinlänge und Bewegungsumfang in der Hüftendoprothetik 

sowie Navigationsalgorithmen und Workflows für endoprothetische 

Revisionseingriffe. Dem potentiellen Nutzen der Navigation 

steht der apparative Aufwand entgegen. Erst ein routinierter 

Umgang mit dem Navigationssystem führt zu einer zeitneutralen 

bzw. verkürzten und vereinfachten Operation in der Knieendoprothetik 

und je nach gewähltem Workflow zu einer maximal zeitneutralen 

Implantation einer primären Hüftendoprothese. 

In unserer Klinik werden navigierte Endoprothesen als Routineeingriff 

seit dem Jahr 2000 mit einem Anteil von praktisch 100 % 

in der primären Knieendoprothetik und etwa 80 % in der elektiven 

Hüftendoprothetik implantiert. Der Einsatz der Navigationstechnologie, 

der operative Ablauf und unsere Erfahrungen werden im Folgenden 

beschrieben. 

11.2 Navigationstechnologie 

Kinematisches System: 

relevante Informationen 

in Echtzeit auf Bildschirm 

 

 

Implantationsinstrumente 

mit Sendern 

Aufnahme mit videooptischem 

Infrarot- 

Stereokamerasystem 

Sender am Knochen 

Verschiedene 

Navigationssysteme auf 

dem Markt 

Bei einem CT-freien Navigationssystem, auch als kinematisches System 

(Abb. 11.1) bezeichnet, erhält der Operateur relevante Informationen 

in Echtzeit auf dem Bildschirm, auf dem schematische Abbildungen 

der knöchernen Strukturen angezeigt werden. Implantationsinstrumente 

werden dazu während der Operation mit Sendern versehen, 

welche die notwendigen intraoperativen Aufnahmen mittels Infrarottechnologie 

erfassen. Dabei nimmt ein videooptisches Infrarot- 

Stereokamerasystem die Position der sich im Aufnahmebereich befindlichen 

Sender auf. Mithilfe der Navigationssoftware werden anschließend 

die Lage und Position der Sender zueinander und dadurch 

die Lage und Position der Instrumente relativ zum Patienten 

berechnet. Hierzu werden Sender am Knochen befestigt und während 

des operativen Ablaufs definierte anatomische Landmarken mit 

sogenannten Pointern abgegriffen. 

Navigationssysteme werden von verschiedenen Herstellern angeboten. 

Bei der Hüft- und Knieendoprothetik sind dabei die zu ver- 

Tab. 11.1: Anbieterübersicht zur navigierten Hüft- und Knieendoprothesenimplantation 

Anbieter Navigationssystem Internet 

Aesculap OrthoPilot “ www.orthopilot.de 

Brainlab VectorVision “ Link www.brainlab.com 

Biomet VectorVision “ Link www.biomet.de 

Johnson & Johnson VectorVision “ Link www.jnj.de 

DePuy 

www.depuy.de 

Medtronic StealthStation “ www.medtronic.com 

Smith&Nephew VectorVision “ Link www.smith-nephew.de 

Stryker Stryker “ System, www.stryker.de 

Stryker “ eNlite 

Zimmer ORTHOsoft “ Sesamoid www.zimmergermany.de 


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11.2 Navigationstechnologie 243 

(a) 

(b) 

(c) 

Abb. 11.1: (a) Kinematisches Navigationssystem Orthopilot, 

(b) Orthopilot-Kamera, (c) Interaktion Navigation/Instrument/Patient 

wendenden Endoprothesenmodelle zu beachten. Tab. 11.1 enthält 

eine Zusammenstellung verschiedener Anbieter für die Hüft- und 

Knieendoprothetik mit Systemnamen und Weblinks ohne den Anspruch 

auf Vollständigkeit. Viele Anbieter bieten dabei zusätzliche 

Module für navigierte orthopädische Eingriffe an. 


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11.3 Navigation in der Knieendoprothetik 

11.3.1 Grundlagen 

Ziel der Knienavigation: 

reproduzierbar präzise 

Implantation einer 

Knieendoprothese 

Berücksichtigung der 

patientenindividuellen 

Anatomie mithilfe 

knöcherner Landmarken 

und kinematischer Daten 

Beeinflussung des 

Zusammenspiels von 

Femur und Tibia durch 

verschiedene Faktoren 

Overstuffing kann zu 

anterioren Knieschmerzen 

führen. 

Notching kann Sollbruchstelle 

am femoralen 

Knochen erzeugen. 

Rotationsposition der 

Implantate beeinflusst 

Lauf der Patella. 

Erklärtes Ziel der Knienavigation ist eine reproduzierbar präzise Implantation 

einer Knieendoprothese in Bezug auf eine 0∞ mechanische 

Achse unter Berücksichtigung von Implantatgröße, der Achsverhältnisse 

in Frontal- und Seitansicht sowie der Rotation und Bandspannung 

in Streckung und Beugung. Dies führt zu einer bestmöglichen 

und gleichmäßigen Lastverteilung über das gesamte Implantat, wodurch 

eine gesteigerte Funktionsdauer des Implantats als übergeordnetes 

Ziel erwartet wird. 

Eine besondere Berücksichtigung findet seit Beginn der Navigation 

die patientenindividuelle Anatomie durch die Aufnahme einzelner 

oder mehrerer knöcherner Landmarken und die Aufnahme kinematischer 

Daten von Hüfte, Knie- und Sprunggelenk des zu operierenden 

Patienten. Eine schräg eingebrachte Tibia- oder auch Femurkomponente 

oder beides in Frontalsicht kann zu einer Fehlbelastung, d. h. 

einer erhöhten einseitigen Artikulationsbelastung, mit erhöhtem Risiko 

von Materialverschleiß und somit in der Folge zu einer vorzeitigen 

Revision z. B. durch Prothesenlockerung führen. Schräg positionierte 

Komponenten in Seitansicht können eine Bewegungseinschränkung 

(mit Streck- bzw. Beugedefizit) zur Folge haben. 

Das Zusammenspiel von Femur und Tibia wird zum einen durch 

die Bandspannung der medialen und lateralen Seitenbänder und zum 

anderen durch die richtige Wahl der Implantatgröße, der Implantatposition 

und der Rotationsposition der Implantatkomponenten beeinflusst. 

Bei diesem Zusammenspiel sind auch Einflüsse auf das patellofemorale 

Gleitlager zu berücksichtigen. 

Bei einer zu weit anterioren Position der femoralen Komponente, 

bei der das anteriore Schild oberhalb des Knochens steht, spricht 

man von einem sogenannten „overstuffing“. Dies kann in einzelnen 

Fällen zu einem erhöhtem Patelladruck führen, der sich bei Patienten 

in einem nicht näher definierten anterioren Knieschmerz äußert. 

Kommt die Femurkomponente dagegen zu weit dorsal zu liegen, 

was sich durch ein Einsägen im anterioren Bereich der Kortikalis 

zeigt, so spricht man von einem sogenannten „notching“. In Extremfällen 

kann ein solches „notching“ eine Sollbruchstelle am femoralen 

Knochen erzeugen. Bei einem postoperativen Sturzereignis kann es 

bei Patienten genau an dieser Stelle zu einer Femurfraktur kommen. 

Die Rotationsposition der Implantate beeinflusst den Lauf der Patella. 

Beschrieben sind frühe Revisionen von Knieendoprothesen aufgrund 

von fehlrotierten Implantatkomponenten mit auftretenden Patellaproblemen, 

die sich in einer teilweisen oder kompletten Subluxation 

der Patella äußern können. 

Bewegungseinschränkungen, offensichtliche Achsabweichungen oder 

deutliche Instabilitäten im Bewegungsablauf oder patellare Probleme 

sind gegenüber dem Patienten nur noch schwer vertretbar. Schon vor 

Einführung der navigierten Implantationstechnik wurde in mehreren 


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11.3 Navigation in der Knieendoprothetik 245 

Grundlagenarbeiten eine sogenannte „safe zone“ von ( 3∞ um die 

0∞ mechanische Achse definiert, in welcher Revisionsraten deutlich 

geringer ausfielen als bei Implantationen außerhalb dieser Zone. 

Mithilfe eines Navigationssystems erhält man während der Implantation 

einer Knieendoprothese je nach gewählter Applikation 

und aufgenommener Daten folgende zusätzliche Informationen: 

Angabe in Grad über Varus- bzw. Valgus-Orientierung zur jeweiligen 

mechanischen Achse Femur oder Tibia in Frontalansicht 

Angabe in Grad über den anterioren bzw. dorsalen Slope zu den 

mechanischen Achsen in Sagittalansicht 

Resektionshöhen in mm zu den aufgenommenen Referenzpunkten 

Größenvorschläge auf Basis der aufgenommenen Daten 

Messung und Anzeige sowohl der intraoperativ gemessenen als 

auch der verbleibenden Streck- und Beugespalte in mm in einer 

Planungssimulation 

bei den meisten Systemen in Tibia-first-Technik mit „soft tissue 

management“ die Möglichkeit der Simulation aller Femurschnitte 

inklusive der Positionierung der femoralen Komponente in sowohl 

anterior-posteriorer Dimension als auch in Bezug auf interne bzw. 

externe Rotation 

Die intraoperative Orientierung für die Bestimmung der Rotationsposition 

der Komponenten stellt eine weitere Herausforderung dar, 

weshalb die meisten Navigationssysteme mehrere Möglichkeiten bieten, 

die Rotation zu bestimmen, z. B. Aufnahme der Epikondylen, 

der Whiteside-Linie und der dorsalen Kondylenlinie. 

Die Datenanzeige findet während der Knochenbearbeitung mit 

Sägen und vor Implantation der endgültigen Implantatkomponenten 

statt. So erfolgt stufenweise eine patientenindividuelle Implantatlagervorbereitung 

und Implantation. Die Navigation ist besonders bei 

Geringere Revisionsrate 

durch safe zone von ( 3° 

um die 0° mechanische 

Achse 

Zusätzliche 

Informationen während 

Implantation einer 

Knieendoprothese 

mithilfe des 

Navigationssystems 

Die meisten Navigationssysteme 

können 

Rotation bestimmen. 

Stufenweise patientenindividuelle 

Implantatlagervorbereitung 

und 

Implantation 

50 

45 

40 

35 

30 

[%] 25 

20 

15 

10 

5 

0 

navigiert 

manuell 

–10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 

Abb. 11.2: Mechanische Tragachse postoperativ. Verteilung der Einzelwerte 

um die ideale 0∞-Achse (Kiefer et al. 2001) 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.3: (a) Alignment (Mittelwerte und Standardabweichung); 

(b) Anzahl der Kniegelenke mit Achsabweichung über 3∞ 

Hilfestellung bei 

minimalinvasiven 

Zugängen 

Reduzierung von 

Ausreißern außerhalb 

der safe zone 

Bisher kein Nachweis 

für langfristig höhere 

Überlebensrate durch 

navigierte Implantation 

kleineren, minimalinvasiven Schnittführungen und eingeschränkten 

Sichtverhältnissen eine gute Hilfestellung und unterstützt den Operateur 

bei der sicheren Platzierung und Ausrichtung der Implantate. 

Frühe Arbeiten bzw. Studien zeigten bereits einen deutlich signifikanten 

Unterschied der Navigation zur konventionellen Technik, 

nämlich die Reduzierung der Ausreißer außerhalb der definierten 

safe zone von (3∞ Varus/Valgus (Abb. 11.2). 

Ein Beweis für die plausibel erscheinende Konsequenz, nach erreichter 

optimaler Ausrichtung mit bestmöglicher Lastverteilung, geringem 

Abriebrisiko und somit einer Reduktion der aseptischen Lockerungen 

auch langfristig eine signifikant höhere Überlebensrate 

durch die navigierte Implantation zu erreichen, konnte bisher noch 


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nicht erbracht werden. Die eingangs erwähnten beispielhaften Metaanalysen 

zeigen, dass das Risiko einer Fehlausrichtung >(3∞ Varus/ 

Valgus, das mit dem Risiko von Frühlockerungen des Implantats 

korreliert, bei Navigation signifikant niedriger ist. Abb. 11.3a und b 

geben in Form von Forrest-Plots einen guten Überblick über verfügbare 

Literaturstellen, die allesamt pro Navigation votieren. 

Fehlausrichtungsrisiko 

durch Navigation 

signifikant niedriger 

11.3.2 Operativer Ablauf 

Umfang vorherrschender OP-Techniken/Software-Applikationen. Navigationssysteme 

im Bereich der Knieendoprothetik bieten heutzutage 

eine Vielfalt an verschiedenen Applikationen, die den Arzt unterstützen, 

die für den Patienten bestmögliche Implantatposition zu 

realisieren. Diese reichen von Applikationen der reinen Achsnavigation 

in „Femur-first“-Technik über die Achsnavigation in „Tibiafirst“-Technik 

bis hin zu „Tibia-first“-Technik mit Berücksichtigung 

der Weichteile sogenanntes „soft tissue management“ und Simulation 

der Ergebnisse in einem Planungsbildschirm für Präparation 

und Positionierung der Femurkomponente. 

Vorbereitung einer navigierten Knie-OP. Die Vorbereitung und Lagerung 

des Patienten unterscheidet sich im Wesentlichen nicht von der 

konventionellen Technik. Bei der Arretierung von seitlichen Stützen 

sollte eine gewisse Bewegungsfreiheit im Bereich der Hüfte gegeben 

sein, um die mechanische Achse zu bestimmen. Die Sterilabdeckung 

ist nahezu identisch. 

Technologische Aspekte. Alle gängigen Navigationssysteme arbeiten 

mit Infrarot-Kamerasystemen, welche die Bewegung von drei verschiedenen 

Sendern aufnehmen. Dabei lassen sich aktive und passive 

Navigationssysteme in 

der Knieendoprothetik 

mit vielen verschiedenen 

Applikationen 

Vorbereitung und 

Lagerung wie bei 

konventioneller Technik 

Infrarot-Kamerasysteme 

mit aktiven oder 

passiven Sendern 

(a) 

(b) 

Abb. 11.4: (a) Femur Senderbefestigung, (b) Tibia Senderbefestigung 


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Feste Fixierung der 

Sander an Femur und 

Tibia 

Nach Lockerung der 

Sender kein Verlass 

mehr auf Messwerte 

Sender unterscheiden. Aktive Sender senden Infrarotlicht aus und 

benötigen deshalb eine Stromversorgung per Kabel oder Batterien. 

Passive Sender reflektieren das von der Kamera ausgesendete Infrarotlicht 

und können auf diese Weise von der Kamera geortet werden. 

Unabhängig von der Technologie bedarf es einer festen Fixierung 

der Sender an Femur (Abb. 11.4a) und Tibia (Abb. 11.4b). Man findet 

verschiedene Befestigungsmöglichkeiten, die von der K-Drahtüber 

Ein- bzw. Mehr-Pin-Fixierung bis hin zur Verankerung mit bikortikalen 

Schrauben reicht. Ausgesprochen wichtig für die Präzision 

der Navigation und somit für das Ergebnis ist, dass sich die 

Sender während der gesamten OP nicht verbiegen oder gar lockern. 

Sollte dies geschehen, ist es abhängig vom Zeitpunkt der Operation, 

ob man die Messungen mit neu fixierten Sendern wiederholen kann 

oder ob es notwendig ist, auf die manuelle Technik umzusteigen. Auf 

die Werte nach Lockerung einer oder mehrerer Sender kann man 

sich nicht mehr verlassen. 

Bestimmung des kinematischen 

Hüftzentrums 

zur Erfassung der 

mechanischen Achse 

Berechnung des 

Kniezentrums über Landmarken 

oder Erfassung 

des kinematischen 

Kniezentrums 

Erfassung der mechanischen Achse. Die Erfassung der mechanischen 

Achse erfolgt bei allen Navigationssystemen, auch wenn dies über 

unterschiedliche Algorithmen und anatomische Landmarken erfolgen 

kann. Für die Bestimmung der mechanischen Achse wird dabei 

über verschiedene Algorithmen und durch Bewegen des Femurs das 

kinematische Hüftzentrum bzw. das Zentrum des femoralen Hüftkopfes 

bestimmt (Abb. 11.5). 

Für die Berechnung des Kniezentrums können beispielsweise als 

knöcherne Landmarken die mediale und laterale dorsale Kondyle 

sowie der anteriore Kortikalispunkt herangezogen werden. Alternativ 

oder ergänzend kann die Berechnung über die Erfassung des kinematischen 

Kniezentrums erfolgen, welches z. B. durch Beuge-, 

Streck- und Rotationsbewegung des Beines und somit durch die Ver- 

(a) 

(b) 

Abb. 11.5: (a, b) Registrierung des Hüftgelenkszentrums 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.6: (a) Theoretisches Kniezentrum auf der femoralen Seite; 

(b) Registrierung des Kniegelenkszentrums (Picard et al. 2007) 

(a) 

(b) 

Abb. 11.7: (a) Zentrumsbestimmung der proximalen Tibia; (b) Registrierung 

des ventralen Sprunggelenkpunktes 

folgung der Bewegung des Femur- zum Tibiasender berechnet werden 

kann (Abb. 11.6). 

Zur Bestimmung der mechanischen Tibia-Achse wird in der Regel 

eine Punktaufnahme im Zentrum des Tibiaplateaus durchgeführt 

und am distalen Ende der Tibia beispielsweise über die Aufnahme 

der prominentesten Malleolenpunkte medial und lateral sowie der 

Aufnahme eines anterioren Punktes das Zentrum des Sprunggelenkes 

bestimmt (Abb. 11.7). 

Einige Systeme bieten auch hier die Möglichkeit, ähnlich wie oben 

bereits für das Kniezentrum beschrieben, für das Sprunggelenk ein 

kinematisches Zentrum durch die Aufnahme der Streck- und Beuge- 

Bestimmung der mechanischen 

Tibia-Achse 

Erfassung des 

kinematischen 

Sprunggelenkzentrums 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.8: (a, b) Bestimmung des Sprunggelenkzentrums 

Abb. 11.9: Darstellung der mechanischen Beinachse 

Darstellung der 

vorliegenden Beinachse 

bewegung eines nichtinvasiven Senders auf dem Fußrücken in Relation 

zum Tibiasender zu erfassen (Abb. 11.8). 

Nach Bestimmen des Sprunggelenkszentrums ist die Erfassung der 

mechanischen Tibia-Achse abgeschlossen und das Navigationssystem 

kann dem Arzt Informationen über die vorliegende Beinachse des 

Patienten darstellen (Abb. 11.9). Ermittelt werden die Gradangaben 

als Unterschied der mechanischen Femur- zur mechanischen Tibia- 

Achse. Somit können eine Valgus- oder Varus-Beinstellung quantifi- 


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ziert sowie evtl. vorliegende Streck- oder Beugedefizite durch Gradangaben 

verifiziert werden. 


Aufnahme anatomischer Landmarken. Weitere anatomische Landmarken 

werden für die exakte Größenbestimmung der Femurkomponente 

oder auch zur Anzeige der Schnitthöhen beim Ausrichten der 

Sägeblöcke benötigt (Abb. 11.10). Über die Aufnahme von Referenzpunkten 

bzw. Referenzebenen kann sowohl für den Tibiaschnitt als 

auch für die distale Femurresektion die exakte Schnitthöhe zu diesen 

Punkten angezeigt werden (Abb. 11.11). 

In welcher Reihenfolge proximaler Tibiaschnitt und distaler Femurschnitt 

durchgeführt werden, hängt wie oben beschrieben 

von der Präferenz der verwendeten OP-Technik ab. Dabei haben 

beide Techniken (Femur- oder Tibia-first) ihre Vor- und Nachteile. 

Weitere anatomische 

Landmarken als 

Referenzpunkte 

(a) 

(b) 

Abb. 11.10: (a, b) Optimierung des ventralen Kortex 

(a) 

(b) 

Abb. 11.11: (a, b) Palpation tibialer Referenzpunkte 


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Durchführung der Resektionen. Für die Ausrichtung der Sägeschablonen 

bei beiden Schnitten gilt: Sie kann nun exakt in Frontal- und 

Sagittalansicht und unter Kontrolle der Schnitthöhe zu den zuvor 

aufgenommenen Referenzen erfolgen (Abb. 11.12). Die Schnitte können 

dann wie gewünscht ausgeführt werden. 

(a) 

Exakte Ausrichtung der 

Sägeschablonen 

(b) 

Abb. 11.12: (a) Ausrichtung Tibiasägeblock; (b) Resektion Tibiaplateau 

(Magin MN 2010) 

Bandinstabilität Hauptgrund 

für Frührevisionen 

Tibia-first-Technik: 

Bestimmung der 

Bandspannung über 

Einbringen eines 

Spreizers zwischen Tibia 

und Femur 

Messung in Streckung 

Messung der Bandspannung. Im Jahr 2001 berichten Fehring et al. 

nach einer genauen Analyse von 440 revidierten Patienten nach TKA 

von einer Frührevisionsrate von 50 % innerhalb von fünf Jahren 

nach Erst-OP. Mit 27 % war Instabilität der Hauptgrund für diese 

Revisionen. Ebenso zeigten Sharkey et al. bei einer 55 % Frührevisionsrate 

innerhalb der ersten zwei Jahre nach Erst-OP, dass für 21 % 

der Revisionsfälle ebenfalls Instabilität verantwortlich war. Vor diesem 

Hintergrund kommt der Messung der Bandspannung, dem sogenannten 

„gap management“ oder auch „soft tissue management“, 

eine besondere Bedeutung zu. 

Bei der Tibia-first-Technik, die oft auch als Gap-balancing-Technik 

bezeichnet wird, besteht je nach verfügbarer Software die Möglichkeit, 

die Bandspannung über Einbringen eines Spreizers zwischen 

Tibia und Femur zu bestimmen (Abb. 11.13). Dabei ist der Spreizer 

in Kontakt mit der Resektionsfläche der Tibia und den distalen bzw. 

den dorsalen Kondylen bei der Beugespaltmessung. Für die Messung 

ist es wichtig, dass medial und lateral jeweils mit gleicher Kraft aufgespreizt 

wird. Um dies sicherzustellen, wurden kraftdefinierte Spreizer 

entwickelt. Kommt es beim Aufspreizen in Streckung zu einer 

Achsabweichung von 3∞ Varus oder Valgus oder mehr, so ist oft ein 

stufenweises Release angezeigt. Nach jedem durchgeführten Release- 

Schritt sollte eine erneute Messung des Streckspaltes erfolgen, um 

den erzielten Fortschritt in Bezug auf die Achsabweichung zu kontrollieren. 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.13: (a, b) Messung der Gelenkspalte in Streckung 

(a) 

(b) 

Abb. 11.14: (a, b) Messung der Gelenkspalte in Beugung 

Danach erfolgt die Messung in Beugung (Abb. 11.14). In 90∞ Flexion 

wird erneut der Spreizer eingebracht und mit möglichst gleicher 

Kraft medial und lateral bzw. über einen kraftdefinierten Spreizer 

aufgespreizt. Die gemessenen Spaltwerte in Beugung können a./p.- 

Positionierung, Rotation und Größe der femoralen Komponente sowie 

die Höhe des PE-Inlays beeinflussen. 

Die Wirksamkeit des soft tissue management mit der Hilfe eines 

Navigationssystems konnte bereits in einzelnen Studien gezeigt werden. 

Lampe et al. sagen, dass Navigationssysteme demnach eine präzise 

Positionierung des Implantats und Balancierung der Weichteile 

in minimalinvasiver Technik erlauben, ohne die Komplikationsrate 

zu erhöhen. Seon et al. berichten davon, dass Navigation mit soft 

Messung in Beugung 

Soft tissue management 

für Weichteil- 

Balancierung 


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tissue management zu gut balancierten Knien mit überlegener anterior-posteriorer 

Laxizität führt. 

Planung der 

anstehenden Schnitte 

am Femur 

Die femorale Planung. Nach erfolgter Tibiaresektion und gemessenen 

Spalten in Streckung und Beugung bieten die meisten der verfügbaren 

Navigationssysteme die Möglichkeit, die anstehenden Schnitte 

am Femur zu planen und das Ergebnis dieser Planung zu simulieren 

(Abb. 11.15). Folgende Parameter können dabei in der femoralen 

Planung eingestellt werden: 

Varus-/Valgus-Orientierung 

distale Schnitthöhe 

Größe der Femurkomponente 

Höhe des Polyethyleninlays 

a./p.-Positionierung der Femurkomponente 

Rotationsposition der Komponente 

bei manchen Systemen sogar den Slope/die Extensions-/Flexionsposition 

der Femurkomponente in Sagittalansicht 

Nach erfolgter Planung von Femurposition und aller femoralen 

Schnitte schließt sich die Ausrichtung des distalen Sägeblocks an. 

Abb. 11.15: Femorale Planung 

Aufnahme der 

Echtschnittwerte 

zur Kontrolle 

Verifizierung der Ergebnisse und Plausibilitätskontrolle. Nach jedem 

Schnitt bietet die Mehrheit der Navigationssysteme zur Kontrolle die 

Aufnahme der Echtschnittwerte, um eine Kontrolle der geplanten 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.16: (a, b) Überprüfung der Tibiaresektion 

Werte von der Sägelehrenposition durchzuführen (Abb. 11.16). Daraufhin 

kann jederzeit nachkorrigiert werden. 

Zu mehreren Zeitpunkten im Ablauf des Navigationsworkflows 

können Plausibilitätskontrollen erfolgen, zum einen durch Messungen 

und den Vergleich zu präoperativen Röntgenbildern, zum anderen 

durch den Einsatz manueller Überprüfungsinstrumente. Bedeutend 

erscheint auch die Abgrenzung zu Robotersystemen. Der Arzt 

bleibt in letzter Instanz Entscheider und führt auch die Schnitte 

selbst aus, d. h., er behält immer die Kontrolle während des gesamten 

OP-Ablaufs. 

Implantation und Erfolgskontrolle. Nach erfolgter Präparation von 

Femur und Tibia für die Implantate, die in der Regel mit manuellen 

Instrumenten durchgeführt wird, kann zunächst eine Überprüfung 

mit Probekomponenten und schließlich auch mit dem Endimplantat 

erfolgen. Die Erfolgskontrolle erfolgt über die Anzeige der mechanischen 

Achse am Bildschirm. Diese Aufnahme kann direkt zur aufgenommenen 

mechanischen Achse zu Anfang des Eingriffs in Beziehung 

gesetzt werden (Abb. 11.17). 

Plausibilitätskontrollen 

im Navigationsworkflow 

Arzt behält Kontrolle 

während gesamter OP 

Implantation mit 

manuellen Instrumenten 

Erfolgskontrolle über 

Anzeige der 

mechanischen Achse 

Abb. 11.17: Mechanische Achse 


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11.3.3 Besondere Aspekte 

Navigation immer 

wichtiger bei 

Knierevisionseingriffen 

Aufgrund der stetig steigenden Anzahl an Revisionseingriffen fällt 

heute und in Zukunft der Navigation in diesem Bereich der Knieendoprothetik 

eine immer wichtigere und bedeutendere Rolle zu. Hier 

kann die Navigation einen sehr wichtigen zusätzlichen Beitrag leisten. 

Navigierte Knierevisionseingriffe befinden sich noch am Anfang 

der Entwicklung und werden sicherlich an Bedeutung zunehmen. 

(a) 

(b) 

Abb. 11.18: (a, b) Aufnahme der Femurdiaphyse 

Abb. 11.19: Femorale Planung 


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Die Gründe für hohe Versagensraten sind vielschichtig, doch häufige 

Ursachen sind: 

11.4 Navigation in der Hüftendoprothetik 257 

Verschiebung, v. a. Proximalisierung der Gelenklinie mit resultierender 

Patella baja 

fehlerhafte Achsausrichtung 

Fehlrotation der Implantate 

schlechte Balance von Streck- zu Beugespalt 

Besonderheiten bei der Revisions-Software sind vor allem die Möglichkeit 

der Gelenklinienplanung und noch viel mehr deren präzise 

Umsetzung, aber auch die Präparation der Verlängerungsschäfte unter 

Navigationskontrolle parallel zur mechanischen Achse bzw. gemäß 

den vorhandenen Offset-Varianten des jeweils verwendeten Implantatsystems 

(Abb. 11.18 und 11.19). 

Gründe für hohe 

Versagensrate der 

Knieprothesen 

Besonderheiten der 

Revisions-Software 

11.4 Navigation in der Hüftendoprothetik 

11.4.1 Grundlagen 

Die navigierte Implantation eines künstlichen Hüftgelenks verfolgt 

das Ziel, dem Operateur während der Operation verlässliche Orientierungspunkte 

bei der Ausrichtung der Hüftpfanne, des Prothesenschafts 

und der Abstimmung der Pfannen und Schaftposition zueinander 

unter Berücksichtigung der anatomischen und patientenspezifischen 

Situation zu vermitteln. 

Bei der Ausrichtung der Hüftpfanne kann eine zu steil oder zu 

flach implantierte Komponente zu einer erhöhten Artikulationsbelastung 

oder Bewegungseinschränkung mit Implantatimpingement oder 

gar zu einer Gelenkluxation führen. Gleiches gilt für die Pfannenanteversionsstellung 

im Falle einer zu starken Anteversion oder gar 

Retroversionsstellung. Das Zusammenspiel von Schaft und Pfannenkomponente 

bestimmt den freien Bewegungsumfang des Hüftgelenks. 

Schafttorsion und Pfannenanteversion stehen dabei in einem 

funktionellen Zusammenhang. Eine Reduktion des femoralen Offsets 

wirkt sich deutlich auf die Gelenkstabilität und den Bewegungsumfang 

aus, eine daraus resultierende deutliche Erhöhung der Beinlänge 

ist gegenüber dem Patienten heutzutage nur noch schwer vertretbar. 

Bezüglich der Pfannenstellung wurde in einer klassischen Arbeit 

zum Einfluss von Pfannenstellung und Dislokationsverhalten ebenfalls 

eine „safe zone“ definiert, wenn die Pfanne innerhalb einer radiologische 

Pfanneninklination von 40∞ ( 10∞ und einer Pfannenanteversion 

von 15∞ ( 10∞ liegt. 

Bezüglich des optimalen Bewegungsumfanges besteht eine Beziehung 

der Summenwerte der Pfannenanteversion und der femoralen 

Antetorsion des Prothesenschaftes, die von Widmer mit einem Wert 

von 37,3∞ Pfannenanteversion 0,7 Schaftantetorsion berechnet 

wurden. Die Anteversions- und Antetorsionswerte sind für den 

Operateur intraoperativ keinesfalls einfach zu ermitteln und lassen 

Ziel der navigierten 

Hüftimplantation: 

verlässliche 

Orientierungspunkte 

für die Ausrichtung 

Komplikationen bei 

der Ausrichtung der 

Hüftpfanne und des 

Schaftes 

Safe zone: radiologische 

Pfanneninklination 

40° ( 10°, Pfannenanteversion 

15° ( 10° 

Summenwert von Anteversion 

und Antetorsion 

wichtig für optimalen 

Bewegungsumfang 


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Intraoperative 

Orientierung zur 

Pfannenposition über 

anatomische Landmarken 

Ziel: Vermeidung von frühen 

Gelenkinstabilitäten 

Durch muskelschonende 

Zugänge Erhöhung der 

muskulären Gelenkstabilisierung 

Navigation: 

 

 

reproduzierbare 

Pfannenposition 

keine verbesserten 

Langzeitergebnisse 

Durch Navigation 

intensivere 

Auseinandersetzung mit 

Implantatversorgung 

Intraoperative Daten zur 

Pfannen- und 

Schaftpositionierung 

über Navigationssoftware 

sich auch präoperativ bei der Planung oder postoperativ aus Standardröntgenaufnahmen 

ableiten. 

Die intraoperative Orientierung zur Pfannenposition erfolgt an der 

anatomischen Landmarke des Acetabulums und der Verwendung 

von mechanischen Zielgeräten, deren Einsatz zwar Routine ist, deren 

Genauigkeit durch die Variabilität der Patientenposition jedoch eingeschränkt 

ist. Besonders die intraoperative Beurteilung und Quantifizierung 

der femoralen Torsionsstellung ist selbst für den erfahrenen 

Operateur eine Herausforderung. 

Ein künstliches Hüftgelenk bietet deshalb eine große Variabilität 

von Implantationspositionen, die im Zusammenspiel leider nicht immer 

einfach zu beurteilen sind. Da der künstliche Hüftgelenksersatz 

zudem eine hohe Erfolgsquote aufweist, sind Fälle mit frühen Gelenkinstabilitäten 

ein Ärgernis, wenn sich dies durch eine andere Implantatposition 

hätte verhindern lassen. 

Zu bemerken ist auch, dass operative Zugänge von anterolateral 

und direkt anterior grundsätzlich muskelschonender durchführbar 

sind und deshalb die muskuläre Gelenkstabilisierung erhöhen. Beim 

muskelschonenden hinteren Zugang hat sich durch rekonstruktive 

Techniken mit Kapselnaht das Disluxationsrisiko ebenfalls vermindert. 

Auch die Verwendung größerer Prothesenköpfe, 36 mm statt 

28 mm oder 32 mm, hat dazu beigetragen. Letzteres darf jedoch 

nicht darüber hinwegtäuschen, dass größere Köpfe die Randbelastungen 

der Pfannenkomponente erhöhen, und deshalb die Grundlagen 

für eine gute Pfannenpositionierung gültig bleiben. 

Gandhi zeigte in einer Metaanalyse, dass eine navigierte Implantation 

zu einer reproduzierbareren Pfannenposition führt. Leider gibt 

es keine Arbeiten, die verbesserte Langzeitergebnisse nachweisen. 

Nur wenige Arbeiten beschäftigen sich mit der Navigation von Schaft 

und Pfannenkomponente und konnten reproduzierbare Beinlängeneinstellung 

oder Offsetrekonstruktion nachweisen. 

Wenn man sich für den Einsatz eines Navigationssystems entscheidet, 

wird man feststellen, dass die Auseinandersetzung mit der individuellen 

und patientenspezifischen Implantatversorgung deutlich intensiver 

erfolgt, als wenn man sich nur auf das operative Gefühl 

und seine Erfahrung verlässt (Abb. 11.20). Auch die Ausbildung der 

endoprothetischen Implantation stellt sich für den Operateur anders 

dar. 

Auf dem Bildschirm des Navigationssystems erhält der Operateur 

abhängig von der gewählten Navigationssoftware intraoperative Daten 

zur Pfannen- und Schaftpositionierung: 

Pfanneninklination 

Pfannenanteversion 

Veränderung der Beinlänge 

Veränderung des Offsets 

Bewegungsumfang 

Schaftantetorsion 

Die Datenanzeige findet während der Knochenbearbeitung mit Acetabulumfräsern 

oder Schaftraspeln und vor Implantation der endgül- 


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40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

30 35 40 45 50 55 60 65 

Inklination 

geschätzt navigiert 

(a) 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

30 35 40 45 

50 55 

Inklination 

Anteversion 

Anteversion 

(b) 

Ultraschall Registrierung 

Pointer Registrierung 

Abb. 11.20: (a) Pfannenpositionierung mit und ohne Navigation 

(Lazovic 2006); (b) Pfannenpositionierung navigiert mit Pointer und 

Ultraschallreferenzierung (Kiefer 2007) 

tigen Implantatkomponenten statt. So erfolgt stufenweise eine patientenindividuelle 

Implantatlagervorbereitung und Implantation. 

Die Navigation ist besonders bei kleineren, minimalinvasiven Schnittführungen 

und eingeschränkten Sichtverhältnissen eine gute Hilfestellung 

und unterstützt den Operateur bei der sicheren Platzierung 

und Ausrichtung der Implantate. 

Stufenweise 

patientenindividuelle 

Implantatlagervorbereitung 

und 

Implantation 

Hilfe bei minimalinvasivem 

Vorgehen 

11.4.2 Operativer Ablauf 

Pfannennavigation. Die navigierte Implantation der Pfannenkomponente 

ist die am häufigsten angewandte Technik, die je nach Navigationssoftware 

mit weiteren Parametern zur Schaftimplantation kombiniert 

werden kann. Damit das Navigationssystem die Lage des Beckens 

erkennt, ist eine stabile Befestigung eines Referenzsenders an 

der Spina iliaca anterior superior über die gesamte Dauer der Navigation 

notwendig. Dies erfolgt an der ipsilateralen Seite des zu operierenden 

Hüftgelenks durch eine ca. 1 cm lange Stichinzision rund 

5 cm posterior von der ipsilateralen anterioren Spina iliaca superior 

Navigierte Implantation 

der Pfannenkomponente 

am häufigsten 

Befestigung eines 

Referenzsenders an 

Spina iliaca anterior 

superior 


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(a) 

(b) 

(c) 

Abb. 11.21: (a) Patientenlagerung in Rückenlage mit Aufstellung des 

Navigationssystems. (b, c) Perkutane Befestigung einer Schraube an der 

ipsilateralen ASIS für den Beckensender 

Patientenposition in 

Rückenlage 

Genaue Berechnung von 

Inklinations- und Anteversionswinkel 

der 

(ASIS). In diese wird eine der passenden Halteschrauben eingedreht, 

auf die dann der Beckenreferenzsender aufgesteckt wird. Der Sender 

ist in Richtung der Kameraposition hin auszurichten (Abb. 11.21). 

Alle folgenden Abbildungen sind für eine Patientenposition in Rückenlage 

gezeigt. Auf Besonderheiten der Seitenlagerung wird in 

Kap. 11.4.3 hingewiesen. 

Voraussetzung für eine genaue Berechnung von Inklinations- und 

Anteversionswinkel der Pfanne ist eine exakte Registrierung knöcherner 

Landmarken am Becken. Bei der Pfannennavigation bildet 


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(a) 

(b) 

(c) 

(d) 

Abb. 11.22: (a, c) Perkutane Ertastung der anterioren Spina iliaca superior 

und der Beckensymphyse und Referenzierung mit einem Pointer. (b, d) 

Korrespondierende Bilder auf dem Bildschirm des Navigationsworkflows 

die Beckeneingangsebene die Referenzebene für den Inklinationsund 

Anteversionswinkel der Pfanne. Die Registrierung der Beckeneingangsebene 

erfolgt perkutan durch Palpation der beiden anterioren 

Spinae iliacae superior und der Symphyse mit einem Pointer 

(Abb. 11.22a, c). Um dies zu ermöglichen, muss die Dicke der OP- 

Abdeckung der Spinae iliacae und der Symphyse gleichmäßig sein. 

Außerdem sollte der Operateur subkutane Fettschichten über den 

Landmarken während der Palpation zur Seite schieben. Es hat sich 

bewährt, die Fettschichten an den Spinae iliacae von lateral nach 

medial zu schieben und den knöchernen Vorsprung zwischen zwei 

Finger zu nehmen. An der Symphyse sollten die Fettschichten von 

kaudal nach kranial verschoben werden. Die Registrierungsreihenfolge 

wird vom Navigationssystem im Workflow am Bildschirm angezeigt 

(Abb. 11.22b, d). 

Pfanne über exakte 

Registrierung knöcherner 

Landmarken am Becken 


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Bestimmung des 

Pfanneninklinationswinkels 

Bestimmung des 

Anteversionswinkels 

Genauere Anzeige für 

Pfanneninklination, 

kleinere Anzeige für 

Anteversion 

Beckenregistrierung mit 

Ultraschallsonde möglich 

Referenzierung der 

Acetabulumposition 

z. B. über navigierte 

Probepfanne 

Palpation knöcherner 

Punkte im Acetabulum 

Der Pfanneninklinationswinkel ergibt sich aus der Geraden, die 

durch die Palpation der beiden anterioren Spinae iliacae superior 

definiert wird. Er ändert sich mit Verschiebung der Landmarken 

nach kranial oder kaudal. Die Palpation der ASIS muss deshalb 

symmetrisch erfolgen (z. B. beide Punkte von kranial nach kaudal). 

Die Genauigkeit der Registrierung und des Inklinationswertes ergibt 

sich aus der Abweichung der palpierten ASIS-Position. 

Genauigkeit Inklination: 

( 10 mm ( 1,5∞ 

( 20 mm ( 3,0∞ 

Der Anteversionswinkel ist von der Kippung der Ebene abhängig, 

die sich aus der Palpation aller drei Landmarken ergibt. Dabei hat 

die Höhe des Symphysenpunktes den größten Einfluss auf den Anteversionswinkel. 

Mit wachsendem Abstand zwischen palpiertem Punkt 

und knöcherner Ebene (entspricht der Dicke der Gewebeschicht) 

wird der am Navigationssystem angezeigte Anteversionswinkel kleiner. 

Genauigkeit Anteversion: 

10 mm 4,0∞ 

30 mm 12,0∞ 

Das bedeutet für die Praxis eine „genauere“ Anzeige für die Pfanneninklination 

und eine in der Regel kleinere Anzeige für die Anteversion 

durch die unterschiedliche Weichteilbedeckung über der Symphyse. 

Da der Operateur die Entscheidung zur Auswahl der Anteversionsstellung 

der Pfanne trifft, kann er den Wert bei der Pfannenimplantation 

festlegen und dadurch auf die individuelle Situation des 

Patienten eingehen. 

Grundsätzlich ist es auch möglich, eine Beckenregistrierung mit 

einer Ultraschallsonde durchzuführen. Diese Methode ist noch neu; 

sie zeigt eine genauere Ermittlung der Anteversionsstellung. Die Inklinationswerte 

wurden nicht signifikant verbessert, was für eine sehr 

gute Genauigkeit der oben beschrieben Pointer-Registrierung spricht. 

Nach Referenzierung des Beckens wird auch die Position des Acetabulums 

referenziert. Die Methoden dazu sind von dem verwendeten 

Navigationssystem abhängig. Die gebräuchlichste Referenzierung 

erfolgt durch eine navigierte Probepfanne, mit der der Operateur die 

anatomische Situation überprüft und über die das Navigationssystem 

einen ersten Wert für das Hüftgelenkszentrum erhält sowie 

gleichzeitig die Inklinations- und Anteversionsstellung der Probepfanne 

anzeigt (Abb. 11.23a). Bei diesen Werten ist zu berücksichtigen, 

dass zu diesem Zeitpunkt das Pfannenlager noch nicht aufgefräst 

ist. 

Zusätzlich ist es möglich, knöcherne Punkte im Acetabulum mit 

einem Pointer zu palpieren, z. B. die tiefste Stelle der Fossa acetabuli, 

um die Frästiefe anzuzeigen oder zu begrenzen, oder Punkte am 

Pfannenrand, um dem Navigationssystem patientenindividuelle Informationen 

zur acetabulären Anatomie einzugeben. 


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(a) 

(b) 

(c) 

Abb. 11.23: (a) Einsetzen einer navigierten Probepfanne zur Ermittlung 

des Gelenkzentrums und Kontrolle der anatomischen Ausrichtung 

des Acetabulums. (b) Navigiertes Auffräsen des Acetabulums. (c) Beispiel für 

den Navigationsbildschirm während des navigierten Auffräsens 

Danach beginnt die navigierte Vorbereitung des Acetabulums mit 

Fräsen. Auf dem Monitor werden dabei die Winkel für Inklination 

und Anteversion relativ zur Beckeneingangsebene angezeigt (Abb. 

11.23b, c). Die Winkelangaben sind bei diesem Operationsschritt für 

die Orientierung der Fräsrichtung und Kontrolle der Navigationsdaten 

hilfreich. In dem gezeigten Bildschirmbeispiel (Abb. 23c) erhält der 

Operateur eine zusätzliche Information zur Frästiefe (rote Skala) sowie 

die dreidimensionale Verschiebung des Hüftzentrums nach kranial, 

medial sowie anterior/posterior in Millimeter-Werten. Zwei auf 

dem Bildschirm grau hinterlegte Werte spiegeln die mit der Probepfanne 

aufgenommene acetabuläre Ausgangssituation für die Inklination 

und Anteversion wider. Gemäß der präoperativen Planung 

kann so das neue Pfannenzentrum vorbereitet werden. 

Die sichere Verankerung des Pfannenimplantats bleibt wie bei der 

konventionellen OP-Technik auch beim navigationsgestützten Vorge- 

Navigierte Vorbereitung 

des Acetabulums mit 

Fräsen 

Vorbereitung des neuen 

Pfannenzentrums gemäß 

präoperativer Planung 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.24: (a) Navigiertes Einsetzen der acetabulären Pfannenkomponente. 

(b) Bildschirmanzeigen von Pfanneninklination und Pfannenanteversion 

Oberstes Ziel: 

sichere Verankerung 

des Pfannenimplantats 

Navigationssystem 

zeigt und speichert 

endgültige Inklinationsund 

Anteversionswerte 

Implantation in üblicher 

Reihenfolge 

Schaftnavigation mit oder 

ohne Referenzsender 

am Femur 

Befestigung eines 

Referenzsenders am 

Femur 

Femur- und Beckenreferenz 

erlauben sehr 

genaue Ermittlung aller 

hüftendoprothetischen 

Parameter 

hen das oberste Ziel. Daher ist auf die systemspezifischen Merkmale 

des Pfannenimplantates bei der Präparation des Implantatlagers zu 

achten. 

Beim Einsetzen des endgültige Pfannenimplantats zeigt das Navigationssystem 

wiederum die endgültigen Inklinations- und Anteversionswerte 

und speichert in einer vom Navigationssystem abhängigen 

Form die während der Implantatlagervorbereitung und Pfannenimplantation 

erzeugten Daten (Abb. 11.24). Diese können für die Operations- 

und Versorgungsdokumentation verwendet werden. 

Es erfolgt die Implantation des Prothesenschaftes. Dieses Vorgehen 

entspricht der üblichen Implantationsreihenfolge einer Hüftendoprothese. 

Hinweise zu Verfahren, bei denen der Prothesenschaft 

zuerst implantiert wird, finden sich in Kap. 11.4.3. 

Schaftnavigation. Zur Navigation der Schaftkomponente gibt es Workflows 

mit und ohne Befestigung von Sendern am Femur. Dies spielt 

in sofern eine wichtige Rolle, da ohne Senderreferenz eine geringere 

Anzahl an Daten erfasst werden kann, die fehlende Senderreferenz 

aber den operativen Ablauf vereinfacht. 

Die Befestigung eines Referenzsenders am Femur lässt sich gelenknah 

i. d. R. schwieriger durchführen als distal im Bereich der Femurkondylen. 

Die distale Referenz ist durch den größeren Abstand zum 

Hüftgelenk ungenauer und wird nicht von jedem Navigationssystem 

unterstützt. Wird ein femoraler Sender angebracht, so muss dies zu 

Beginn der Operation geschehen, also vor der eingangs beschriebenen 

navigierten Implantation der Pfannenkomponente. 

Eine Femur- und eine Beckenreferenz erlauben eine sehr genaue 

Ermittlung aller hüftendoprothetischen Parameter, wie Offset, Beinlänge, 

Schaftantetorsion und Bewegungsumfang (Abb. 11.25). Das 

neue Hüftzentrum und die rotatorische Ausrichtung des Femurs wer- 


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(a) 

(b) 

Abb. 11.25: Beckensender und gelenknahe femorale Senderreferenz 

schematisch (a) und in situ (b) 

den sowohl durch die Implantation der Pfanne als auch durch den 

Schaft beeinflusst. Offset und Beinlänge können dabei als absolute 

oder relative Werte im Sinne von Abweichungen durch die Implantation 

eines künstlichen Hüftgelenkes angezeigt werden. Daten zum 

Bewegungsumfang können durch eine Simulation des Navigationssystems 

und durch Anzeige realer Bewegungen erfolgen. Durch pathologische 

Veränderungen des Hüftgelenks muss der Operateur jedoch 

entscheiden, welche Werte er erreichen möchte und inwieweit 

das verwendete Implantatsystem die Realisation der Hüftgelenkrekonstruktion 

ermöglicht. 

Bei Referenzierung von Becken und Femur erhält der Operateur 

während der femoralen Vorbereitung eine absolute Wertangabe zur 

natürlichen und durch das Implantat bewirkten (bzw. vorher durch 

die Raspel vorbereiteten) Antetorsion der Femurkomponente. Diesen 

i. d. R. auf der dorsalen Kniekondylenlinie referenzierten Wert 

kann der Operateur schon bei Markraumeröffnung durch einen Kastenmeißel 

erhalten und in Folge während der femoralen Vorbereitung 

mit navigierten Raspeln verändern oder beibehalten. 

Welchen Wert man für die femorale Antetorsion durch das Implantat 

realisieren kann, hängt auch vom femoralen Implantat ab. 

Ein Oberflächenersatz erlaubt z. B. keine Änderungen; ein Geradschaft 

kann die rotatorische Position durch anatomische Gegebenheiten 

einschränken oder zu einer relativen Retrotorsion führen. Ein 

über den Schenkelhals eingesetzter Kurzschaft oder ein anatomisch 

geformter Standardschaft stellen im Gelenk eine in der Regel positive 

Antetorsion ein, die den natürlichen Gegebenheiten ebenfalls sehr 

nahe kommt. Schaftsysteme mit modularen Halsadaptern erlauben 

Durch Referenzierung 

absolute Wertangabe 

zur Antetorsion der 

Femurkomponente 

Femorales Implantat gibt 

vor, welche femorale 

Antetorsion erreicht 

werden kann 


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(a) 

(b) 

(c) 

(d) 

Abb. 11.26: Schaftnavigation: Ausgangsstellung (a), Anzeige femorale 

Antetorsion vor Raspelbearbeitung (b), Simulation nach Raspelbearbeitung 

(c) und Ergebnis nach Implantation (d) 

Vom Navigationssystem 

berechnete und 

simulierte Werte 

Navigation von Offset und 

Beinlänge auch ohne 

femoralen Sender möglich 

Vorteil für minimalinvasive 

Zugänge 

eine grundsätzlich freiere Auswahl und Einstellung des femoralen 

Gelenkzentrums. 

Nach Einsetzen der Schaftraspeln erhält der Operateur auf dem 

Bildschirm eine reale Angabe der femoralen Torsion und simulierte 

Daten des Bewegungsumfanges, der maximalen Flexion und Veränderung 

der Beinlänge und Offsets bei allen verfügbaren Kopfgrößen. 

Nach Implantation der Schaftkomponente können diese Werte vor 

der endgültigen Implantation der Kopfkomponenten erneut abgerufen 

werden (Abb. 11.26). 

Ohne Implantation einer femoralen Senderreferenz besteht ebenfalls 

die Möglichkeit, den femoralen Offset und die Beinlänge einer 

Hüftendoprothesenversorgung zu navigieren. Dies ist bei minimalinvasiven 

Operationszugängen von Vorteil. Dazu erfolgt die Registrierung 

der Femurreferenz durch das gleichzeitige Aufnehmen eines Pa- 


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(a) 

(b) 

(c) 

Abb. 11.27: Schaftnavigation ohne femorale Senderreferenz: 

Femurreferenzierung an Trochanter major und Patella (a, b), Anzeige von 

Beinlänge und Offset in Abhängigkeit der verwendeten Schaftgrößen und 

Kopfkomponenten (c) 

tella- und eines Trochanterpunktes (Abb. 11.27). Das Bein ist in 90∞ 

Flexion zu bringen. Beide Punkte sollten jeweils im Vorfeld markiert 

werden, da sie in der Navigationsabfolge erneut palpiert werden müssen. 

Der Punkt am Trochanter major ist die Referenz für die Werte 

des Offsets. Optimalerweise muss der Trochanter major an seinem 

lateralsten Punkt palpiert werden angezeigt durch die rote Schraffierung 

am Bildschirm. Als mögliche Markierung kann ggf. eine Kortikalisschraube 

oder eine tiefer gehende Einkerbung an der Knochenoberfläche 

verwendet werden. Über den palpierten Punkt an der Patella 

wird die Beinlänge referenziert. Der optimale Punkt liegt in der 

Regel auf der Patella mittig zwischen dem unteren und dem mittleren 

Drittel und kann z. B. mit einem sterilen Stift gekennzeichnet werden. 

Nach Implantation der Pfannenkomponente (vgl. Kap. 11.4.2) 

wird der Femur mit Raspeln vorbereitet. Das Navigationssystem erkennt 

die Raspelposition über den am Handgriff angesetzten Infrarotsender. 

Zur Ermittlung der Beinlänge und des femoralen Offsets 

werden die zu Beginn der Operation eingelesenen und markierten 

Punkte an der Patella und dem Trochanter major erneut nacheinan- 

 

Referenzierung über 

Patella- und 

Trochanterpunkt 

Erkennung der 

Raspelposition über 

Infrarotsender im 

Instrumentenhandgriff 


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Patellapunkt referenziert 

Beinlänge 

Trochanterpunkt 

referenziert Offset 

der eingelesen. Dabei wird zuerst die Patella in 90∞ Flexion und danach 

der Trochanterpunkt aufgenommen. Der patellare Punkt referenziert 

die Beinlänge, der Trochanterpunkt den Offset. Auf dem 

Bildschirm kann der Operateur die Auswahl der Schaftgröße bzw. 

der Raspelgröße sowie der Kopfdurchmesser und Halslängen vornehmen. 

Die Auswirkungen auf Beinlänge und Offset werden entsprechend 

den Kopfhalslängen dargestellt. 

Navigierter hüftendoprothetischer 

Eingriff auch 

in Seitenlage möglich 

Beckenverkippung 

beeinflusst Pfannenposition 

Beckenverkippung 

variiert postoperativ 

deutlich 

Stem-first-Methode: 

Schaftimplantation vor 

Pfannenimplantation 

11.4.3 Besondere Aspekte 

Grundsätzlich lässt sich ein navigierter hüftendoprothetischer Eingriff 

auch in Seitenlage des Patienten durchführen. Besonders in Seitenlage 

ist die Orientierung bei der Pfannenpositionierung erschwert. 

Bei Seitlagerung wird das Navigationssystem kopfseitig aufgestellt. 

Eine Schwierigkeit ist die Palpation der kontralateralen anterioren 

Spina iliaca superior, da diese durch Weichteile, OP-Abdeckung und 

Lagerungspolster schwerer zugänglich ist als in Rückenlage des Patienten. 

Ein weiterer Gesichtspunkt der Hüftnavigation ist die sogenannte 

Beckenverkippung, welche die röntgenologische Beurteilung und reale 

Pfannenposition prä- und postoperativ beeinflusst. Eine Beckenverkippung 

von ( 20∞ kompensiert die Anteversion und reduziert 

die Inklination der Pfanne in Beugung und erhöht die Anteversion 

und Inklination in Streckung (Abb. 11.28). 

Rousseau konnte bei 328 Patienten mit unilateraler Hüftendoprothese 

zeigen, dass die Beckenverkippung postoperativ deutlich variiert. 

Richtung und Ausmaß dieser Variation ist dabei nicht vorhersehbar. 

Deshalb muss die Pfannenposition in einem engen Zielbereich 

einer safe zone liegen, um funktionelle Verkippungen des Beckens 

auszugleichen. 

Ergänzend zu den beschriebenen Beispielen und Abläufen einer 

navigierten Implantation einer Hüftendoprothese ist die sogenannte 

„Stem-first“-Methode zu nennen, bei der die Schaftimplantation vor 

der Pfannenimplantation erfolgt. Grundsätzlich bieten einige Navigationssysteme 

diese Implantationsvariante an, um die Pfannenanteversion 

auf die femorale Schafttorsion in einer kombinierten Ante- 

Abb. 11.28: Radiologische Pfannenposition am Beckenmodell mit 

20∞/0∞/20∞ Beckenverkippung 


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Literatur 269 

versionsstellung zu implantieren. Dabei soll die abschließende Implantation 

der Pfannenkomponente eingeschränkte Positionierungsmöglichkeiten 

der Schaftrotation ausgleichen. 

11.5 Ausblick 

Die Nutzung eines Navigationssystems für die Implantation von 

Hüft- und Knieprothesen verbessert die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse 

und die Qualität der Operation. Ein Einfluss auf die funktionellen 

Ergebnisse und die Standzeit der Implantate ist jedoch noch 

nicht nachgewiesen. Im klinischen Einsatz ist die Navigation mit 

Kosten und zusätzlichem Aufwand verbunden. Was spricht also für 

die Anwendung der Navigationstechnologie? 

Es ist zu fordern, dass ein Operateur das Ziel einer zuverlässigen 

und reproduzierbaren Implantation einer Hüft- oder Knieendoprothese 

erreicht. Es liegt in der Verantwortung des Arztes, das Versorgungsziel 

vorab zu definieren und intraoperativ so gut wie möglich 

zu erreichen, auch wenn eine Operationsplanung einmal ungenau 

sein sollte. Orthopädische Chirurgie ist in diesem Sinne keine „ärztliche 

Kunst“, sondern eine Technik mit hohem Anspruch an Sicherheit 

und Effektivität. 

Die Navigation ergibt eine viel genauere, quantitative Darstellung 

der Anatomie und Physiologie des operierten Gelenkes. Implantatpositionen 

an der Hüfte und ligamentäre Balance am Knie können 

so präzise eingestellt werden, dass Instabilitäten häufig vermieden 

werden. Die intraoperative und individuelle Vermessung der Kinematik 

und der Anatomie des Gelenks und des zugehörigen Weichteil- 

Apparates erlaubt eine ganz individuelle Anpassung der prothetischen 

Rekonstruktion an den Patienten. Man verabschiedet sich damit 

von einer identischen Rekonstruktion „für alle“, die insbesondere 

für Patienten mit einer ungewöhnlichen Anatomie, weit entfernt 

vom Durchschnitt, zu Schwierigkeiten führen kann. 

Schließlich bietet die Navigation eine wichtige Rolle beim Erlernen 

und Perfektionieren des Gelenkersatzes für jüngere, aber auch für 

erfahrenere Operateure. Die sofortige Rückmeldung des Navigationssystems 

hilft einem jungen Chirurgen, die Funktion des Gelenks 

und den Einfluss eines konkreten Operationsschritts zu verstehen. 

Die Navigation wird dadurch zu einem echten Instrument der Qualitätssicherung. 

Die präzisen, navigierten Messungen können dem Vergleich 

von neuen Techniken gegenüber Standardverfahren dienen. 

Navigation ist deshalb nicht nur ein Instrument der Messung, sondern 

auch ein Instrument der Forschung, welches das Potential hat, 

zum Schlüssel für zukünftige Fortschritte in der Gelenkendoprothetik 

zu werden. 

Navigationssystem: 

verbesserte 

Reproduzierbarkeit, 

Qualität 

kein Nachweis für 

Einfluss auf Funktion, 

Standzeit 

teuer, aufwendig 

Navigation: 

viel genauere, quantitative 

Darstellung der 

Gelenkanatomie, 

-physiologie 

intraoperative und individuelle 

Vermessung 

erlaubt individuelle 

Anpassung 

 

 

hilft Operateuren 

beim Erlernen und 

Perfektionieren des 

Gelenkersatzes 

Instrument der 

Qualitätssicherung 

und Forschung 

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Navigation in der Endoprothetik - Lukas-Krankenhaus BÃ¼nde

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