Klinische Studie über die Veränderung verschiedener Tibiaplateauwinkel nach der Tibial Plateau Leveling Osteotomy (TPLO)

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1 Tierärztliche Hochschule Hannover Klinische Studie über die Veränderung verschiedener Tibiaplateauwinkel nach der Tibial Plateau Leveling Osteotomy (TPLO) INAUGURAL DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae - (Dr. med. vet.) vorgelegt von Helge Tholen Braunschweig Hannover 2009

2 Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. M. Fehr Klinik für Kleintiere 1. Gutachter: Prof. Dr. M. Fehr Klinik für Kleintiere 2. Gutachter: Prof. Dr. P. Stadler Klinik für Pferde Tag der mündlichen Prüfung:

3 Meiner Familie

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5 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Wissenschaftliches Schrifttum Anatomie und Funktion des Kniegelenkes Articulatio femorotibialis Tibiaplateau Untersuchungen über den Neigungswinkel des Tibiaplateaus Messungen zur Achsenabweichung der Tibia in der Frontalebene Cranial Tibial Thrust (CTT, Kranialschub der Tibia) Muskelkoaktivität Biomechanik des Kniegelenkes Instant Center of Rotation (ICR) Achsenfehlstellungen der Gliedmaßen beim Hund Varusfehlstellung Therapiemöglichkeiten der Ruptur des Ligamentum cruciatum craniale Einwirkung des Tibiakompressionstestes auf die Operationsmethoden Korrekturosteotomien Tibial Plateau Leveling Osteotomy (TPLO) Tibial Plateau Leveling Operation by Wedge Osteotomy (TWO) Tibial Tuberosity Advancement (TTA) Triple Tibial Osteotomy (TTO) Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Osteotomietechniken: TPLO und TWO PTIO (Proximal Tibial Intraarticular Osteotomy) CVWO (Chevron Wedge Tibial Osteotomy; Winkelkerb-Osteotomie) Eigene Untersuchungen Material Voruntersuchungen... 55

6 3.1.2 Patienten Methoden Messtechnik zur Bestimmung des Tibiaplateaus Messtechnik nach SLOCUM und SLOCUM (1993) zur Bestimmung des Winkels in der lateralen Ebene sowie in der frontalen und sagittalen Projektionsebene Operative Durchführung der Tibial Plateau Leveling Osteotomie (TPLO) Arthroskopie des Kniegelenks Tibial Plateau Leveling Osteotomy (TPLO) Nachbehandlung der Patienten Telefonische Befragung der Patientenbesitzer sechs Monate postoperativ Ergebnisse Patienten Praeoperative Vermessungen der Tibiae Postoperative Vermessungen der Tibiae Ergebnisse der telefonischen Befragung der Patientenbesitzer sechs Monate postoperativ Diskussion Grundlegende Überlegungen Patienten Vergleich der erzielten Ergebnisse praeoperativ mit anderen Studien Vergleich der erzielten Ergebnisse postoperativ mit anderen Studien Einfluss des chirurgischen Instrumentariums und der Implantate auf die postoperativen Winkel Einfluss der Röntgenlagerung Einfluss der Abduktion, der Adduktion und der Rotation bei der Röntgenlagerung auf den lateralen TPLO-Winkel Interpretation der eigenen Messungen... 97

7 5.7 Interpretation der Patientenbefragung und der ermittelten Winkelveränderungen des Tibiaplateaus Vor- und Nachteile der einzelnen die Gelenkstatik verändernden Operationstechniken Bedeutung der eigenen Ergebnisse Zusammenfassung Summary Schrifttumsverzeichnis Anhang Patienten-/Ergebnistabellen Rehabilitationsprogramm der Firma SLOCUM Enterprices Fragebogen Patientenbesitzer Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

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9 Abkürzungsverzeichnis Grad A/P anterior-posterior Abb. Abbildung CaCL caudal cruciatum CCL cranial cruciatum ligamentum CORA Center of rotation of angulation CrCL cranial cruciatum ligamentum CTT cranial tibial thrust CVWO Chevron Wedge Tibial Osteotomy DCP Dynamic Compression Plate FA Kraft in der Achillessehne FG Gravitationskraft FJS Kraft im Kniegelenk FJT Kraft im Tarsalgelenk FN komprimierende Kraft des Kniegelenkes FP Kraft in der Patellarsehne FS kraniale Bewegungskraft ggr. geringgradig hgr. hochgradig i. v. intravenös ICM Instant Center of Motion ICR Instant Center of Rotation kg Kilogramm KGW Körpergewicht M. Musculus mcapta mechanical caudal proximal tibial angle mcrdta mechanical cranial distal tibial angle mg Milligramm

10 mgr. mittelgradig mm Millimeter mmdta mechanischer medialer distaler Tibiawinkel in der Frontalebene mmpta mechanischer medialer proximaler Tibiawinkel in der Frontalebene n Stichprobenumfang PTIO Proximal Tibial Intraarticular Osteotomy T. Tuberositas Tab. Tabelle TPA Tibial Plateau Angle TPLO Tibial Plateau Leveling Osteotomy TPS Tibial Plateau Slope TTA Tibial Tuberosity Advancement TTO Triple Tibial Osteotomy TWO Tibial Wedge Osteotomy x arithmetischer Mittelwert

11 1 Einleitung 1 Einleitung Die Ruptur des vorderen Kreuzbandes ist eine häufig vorkommende orthopädische Erkrankung des Hundes. Hunde großer Rassen sind häufiger und meist in jüngeren Jahren betroffen als Hunde kleinerer Rassen (BRUNNBERG 1987). Die Erkrankung tritt meist in Folge progressiver pathologischer Veränderungen am Kniegelenk auf, deren Ursachen noch nicht endgültig erforscht sind. In seltenen Fällen kann die Ruptur durch ein Trauma verursacht werden. Durch Überlegungen, die Biomechanik mit in die Therapieverfahren einzubeziehen, wurden neue Operationsverfahren entwickelt, die in der Belastungsphase der Hinterhand das Kreuzband in seiner Funktion ersetzen sollen. Das kraniale Verschieben des Unterschenkels, welches in einem intakten Kniegelenk durch das vordere Kreuzband unterbunden wird, soll biomechanisch bei einer Kreuzbandruptur durch die Operationsmethoden aufgehoben werden. Die Tibial Plateau Leveling Osteotomy (TPLO) wurde durch diese biomechanischen Überlegungen von SLOCUM und SLOCUM (1993) entwickelt. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den unterschiedlichen Winkeln des Tibiaplateaus. Im Speziellen soll die Einwirkung der Tibial Plateau Leveling Osteotomy (SLOCUM u. SLOCUM 1993) auf die unterschiedlichen Tibiaplateauwinkel untersucht werden. Zielsetzung: Ziel der Arbeit ist es, durch den operativen Eingriff entstehende, unerwartete Veränderungen in der Winkelung des Tibiaplateaus nachzuweisen. Zu diesem Zweck sollen Hunde mit einer Ruptur des vorderen Kreuzbandes, die mittels TPLO versorgt werden, untersucht und das Tibiaplateau in verschiedenen Ebenen prae- und postoperativ vermessen werden. 11

12 1 Einleitung Die Arbeit soll im Weiteren die verschiedenen, die Gelenkstatik verändernden Methoden beschreiben und deren Vor- und Nachteile darstellen. MODENATO et al. (2005) beschreiben die Komplexität und Vielfalt der verschiedenen Operationsmöglichkeiten mit den Worten von OLMSTEAD: ein Chirurg dürfe sich nicht als Orthopäde bezeichnen, so lange er keine eigene Operationsmethode für den Kreuzbandriss des Hundes beschrieben habe. Dies zeigt die Unzufriedenheit der Chirurgen mit den Operationsmöglichkeiten: viele funktionieren, aber keine gilt als Golden standard. 12

13 2 Wissenschaftliches Schrifttum 2 Wissenschaftliches Schrifttum 2.1 Anatomie und Funktion des Kniegelenkes Aufgrund der anatomischen und funktionellen Ähnlichkeiten der Kniegelenke des Menschen und des Hundes wird der Hund in der Humanmedizin als Tiermodell verwendet (ARNOCZKY et al. 1979, POURNARAS et al. 1983, NIEBAUER et al. 1987). In der Humanmedizin werden bisher jedoch keine Korrekturosteotomien zur Therapie des Kreuzbandrisses durchgeführt. Die Korrekturosteotomie wird hier z. B. für die Entlastung bestimmter Gelenkregionen beim Vorliegen einer Arthrose eingesetzt Articulatio femorotibialis Das Kniekehlgelenk ist ein inkongruentes Spiralgelenk (NICKEL et al. 1984) und funktioniert als Scharniergelenk (DYCE et al. 1991). Das distale Endstück des Femurs besteht aus dem kaudodistal abgebogenen Condylus medialis und dem Condylus lateralis. Die Kondylen werden durch die Fossa intercondylaris getrennt. Bei einer Betrachtung von kaudal erkennt man, dass die distale Verbindungslinie der beiden Gelenkflächen der Femurkondylen nicht im 90 -Winkel zur Längsachse des Femurs verläuft, sondern einen Winkel von ca. 93 nach lateral, respektive 87 nach medial hat (RUDY 1974, ROBINS 1990) (Abbildung 1). An den Kondylen setzen die Kollateralbänder jeweils medial und lateral an. Kaudoproximal tragen die Kondylen die Facies articulares sesamoidea und die Ursprungsstelle des Musculus (M.) gastrocnemius. Die prominente Ursprungsstelle des M. flexor digitalis superficialis liegt weiter proximal und ist die Tuberositas 13

14 2 Wissenschaftliches Schrifttum supracondylaris lateralis. Am Condylus lateralis ossis femoris entspringt distal der Muskel des M. popliteus und der M. extensor digitalis longus (NICKEL et al. 1984). Abbildung 1: Winkel zwischen der Femurschaftachse und der Verbindungslinie zwischen den Gelenkflächen der Kondylen (modifiziert nach RUDY 1974) Das proximale Endstück der Tibia wird ebenfalls aus zwei Gelenkflächen gebildet, dem Condylus lateralis und dem Condylus medialis, die kaudal durch die Incisura poplitea getrennt werden. Kranial des lateralen Condylus ist der Sulcus extensorius ausgebildet, eine Rinne, in der der M. extensor digitalis communis verläuft. Zwischen den beiden Kondylen erhebt sich die knorpelfreie Eminentia intercondylaris, an der, durch die Area intercondylaris centralis getrennt, das Tuberculum intercondylare laterale und das Tuberculum intercondylare mediale ausgebildet sind. Als weitere Bandgruben gibt es zwei Areae intercondylares craniales und eine Area intercondylaris caudalis. Die kraniale Begrenzung stellt die Tuberositas tibiae dar, eine kräftig ausgebildete Knochenleiste als Ansatzstelle für den M. quadriceps femoris (NICKEL et al. 1984). 14

15 2 Wissenschaftliches Schrifttum Lediglich zwei kleine, an den Tubercula intercondylares lateralis und medialis angrenzende Bereiche haben direkten Kontakt mit den Femurkondylen. Die Hauptanteile der Gelenkflächen von Femur und Tibia werden durch den medialen und lateralen Meniskus getrennt (ROBINS 1990) Tibiaplateau Unter dem Tibiaplateau versteht man die den Femurkondylen gegenüber liegenden medialen und lateralen Gelenkflächen der proximalen Tibia (MC LEOD et al. 1977). Die topografische Anatomie des Tibiaplateaus des Hundes zeigt in der transversalen Ebene konkav erscheinende und in der sagittalen Ebene konvex erscheinende Kondylen. Aus der Seitenansicht ergibt sich eine Neigung der Kondylen nach kaudodistal (ROBINS 1990) Untersuchungen über den Neigungswinkel des Tibiaplateaus DEJOUR und BONIN (1994) konnten in ihrer Untersuchung eine signifikante Korrelation zwischen dem Subluxationsgrad nach kranial und dem Neigungswinkel des Tibiaplateaus bei gesunden und an Kniegelenken mit Kreuzbandruptur feststellen. Es kam zu einer stärkeren Subluxation nach kranial je steiler der TPS (Tibial Plateau Slope) war. Für jede Erhöhung der Neigung um 10 kam es im belasteten Kniegelenk zu einer um 6 mm größeren Translation der Tibia nach kranial. DEJOUR und BONIN (1994) erklärten, dass der TPS ein Faktor sei, der den kranialen Tibiaschub beeinflusse. Im gesunden Gelenk erhöht sich die Verschieblichkeit der Tibia zum Femur mit dem Grad der Neigung in vergleichbarer Weise wie bei einem Gelenk mit einem rupturierten Kreuzband. Bei einer Ruptur wird 15

16 2 Wissenschaftliches Schrifttum der Grad der Subluxation um einen absoluten Betrag höher (DEJOUR und BONIN 1994). In der Humanmedizin wurde eine Studie von JIANG (1994) an Patienten mit klinischer Kniegelenksymptomatik durchgeführt. Es wurde der TPS von radiologisch unauffälligen Kniegelenken mit denen von arthrotisch veränderten Gelenken, ungeachtet der Ursache für die Veränderungen, gemessen. JIANG (1994) stellte keine signifikanten Unterschiede an den Neigungswinkeln bezüglich Alter, Geschlecht oder Arthrosestatus fest. MORRIS und LIPOWITZ (2001) untersuchten den Neigungswinkel des Tibiaplateaus an Röntgenaufnahmen im mediolateralen Strahlengang von insgesamt 87 Hunden (Tabelle 1). Tabelle 1: Vergleich der Neigungswinkel zwischen Hunden mit (Gruppe 1) und ohne Kreuzbandruptur (Gruppe 2) der Rassen Labrador Retriever, Golden Retriever und Rottweiler (MORRIS und LIPOWITZ, 2001) Gruppe 1 (mit Ruptur) Gruppe 2 (ohne Ruptur) Labrador Retriever Golden Retriever Rottweiler 23,21 24,88 23,38 18,87 19,20 16,90 MORRIS und LIPOWITZ (2001) stellten die Hypothese auf, dass bei Hunden mit einem TPS größer als 21,2 die vorderen Kreuzbänder stärkeren Belastungen ausgesetzt seien, und daher diese Tiere eine erhöhte Prädisposition für einen Kreuzbandriss hätten. MORRIS und LIPOWITZ (2001) vertreten die Meinung, dass es aufgrund ihrer Ergebnisse sinnvoll wäre, den TPS bei jungen Hunden zu bestimmen. Bei einem TPS von mehr als 21,2 sei eine chirurgische Korrektur des TPS in Betracht zu ziehen. 16

17 2 Wissenschaftliches Schrifttum WILKE et al. (2002) verglichen den Neigungswinkel von 15 Greyhounds sowie 40 Labrador Retrievern ohne und 44 Labrador Retrievern mit Kreuzbandruptur. Sechs Hunde waren beiderseits betroffen. Greyhounds zeigten einen mittleren Neigungswinkel von 22,5, Labrador Retriever mit Kreuzbandruptur von 25,55 und Labrador Retriever ohne Kreuzbandruptur von 27,97. Die Unterschiede zwischen allen drei Gruppen waren statistisch signifikant. In einer weiteren Untersuchung wurde durch REIF und PROBST (2003) der Neigungswinkel des Tibiaplateaus bei Labrador Retrievern ermittelt. Der TPS der 42 Hunde mit Kreuzbandriss betrug im Mittel 23,5, die Gruppe der 39 Hunde ohne Kreuzbandriss hatte einen mittleren TPS von 23,6. Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen war statistisch nicht signifikant. Bei 30 heranwachsenden Labrador Retrievern bzw. Labrador Retriever-Mischlingen bestimmten ODDERS et al. (2004) den Neigungswinkel des Tibiaplateaus in zweimonatigen Abständen. Der Winkel änderte sich ab einem Lebensalter von 90 Tagen nicht mehr und kann somit ab diesem Alter bestimmt werden. Messungen über den sagittalen Tibiaplateauwinkel wurden in der Literatur erstmals von DISMUKES et al. (2008) aufgeführt. Es wird eine Methode beschrieben, bei der anhand von Röntgenaufnahmen die mechanischen Gelenkwinkel in der sagittalen Ebene gemessen und Referenzwerte für eine spezielle Rasse (Labrador Retriever) mit Kreuzbandriss erstellt wurden. Auf mediolateralen Röntgenbildern der Tibia wurden anatomische Messpunkte festgesetzt und der mcrdta (mechanical cranial distal tibial angle) und der mcapta (mechanical caudal proximal tibial angle) bestimmt. Die Abbildungen 2, 3 und 4 zeigen die Messpunkte und die Winkel. 17

18 2 Wissenschaftliches Schrifttum Abbildung 2: Distaler und proximaler Anteil der Tibia in lateraler Ansicht. (modifiziert nach DISMUKES et al. 2008) A und B = Orientierungspunkte für die proximalen Gelenkpunkte in der sagittalen Ebene; C mit Pfeil = Zentrum des Kniegelenks und proximaler Vergleichspunkt für die sagittale mechanische Achse A B C Abbildung 3: Distaler medialer Anteil der Tibia (modifiziert nach DISMUKES et al. 2008) A und B = Markierungen für die distale Orientierungslinie für die Winkelbestimmung in der sagittalen Ebene; C = Mittelpunkt des Kreises, welcher durch den Talus dargestellt wird, bildet den distalen Referenzpunkt für die mechanische Achse in der sagittalen Ebene 18

19 2 Wissenschaftliches Schrifttum Abbildung 4: Tibia in medialer Darstellung (modifiziert nach DISMUKES et al. 2008) a = mcapta (mechanical caudal proximal tibial angle); b = mcrdta (mechanical cranial distal tibial angle) Das Ergebnis für alle gemessenen Tibiae war ein mittlerer Winkel des mcrdta von 81,6 und 63,6 für den mcapta. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Gruppen (Labrador Retriever und nicht Labrador Retriever) festgestellt. 19

20 2 Wissenschaftliches Schrifttum Messungen zur Achsenabweichung der Tibia in der Frontalebene Das Wissen über die mechanische und anatomische Achse und deren Beziehungen zu den angrenzenden Gelenken ist essenziell, um Achsenfehlstellungen zu diagnostizieren. Vier Veränderungen beschreiben die Achsenabweichungen: 1. die Höhe des Scheitelpunktes, 2. die Ebene der Abweichung, 3. die Größe der Abweichung und 4. die Richtung des Scheitelpunktes in der Ebene der Abweichung. Das center of rotation of angulation (CORA) bezeichnet den Scheitelpunkt. Dieser wird gebildet durch den Schnittpunkt der proximalen und distalen Achsenlinie des Femurs und der Tibia (MARCELLIN-LITTLE 1997; PALEY u. PFEIL 2000). DISMUKES et al. (2007) maßen an Röntgenaufnahmen von 105 Tibiae von Hunden mit kranialer Kreuzbandruptur die mechanischen Gelenkwinkel in der frontalen Ebene. Dabei wurden 70 Tibiae von Labrador Retrievern und 35 Tibiae anderer Hunderassen vermessen. Es wurden Messpunkte für den mechanischen medialen proximalen (mmpta) und den distalen (mmdta) Tibiawinkel in der Frontalebene festgelegt (Abbildung 5). DISMUKES et al. (2007) errechneten einen mittleren mmpta von 93,3 ± 1,78 und einen mmdta von 95,99 ± 2,70. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen Labrador Retrievern und Hunden anderer Rassen gefunden. 20

21 2 Wissenschaftliches Schrifttum Abbildung 5: Winkel zwischen der mechanischen Achse und den Gelenkorientierungslinien (modifiziert nach DISMUKES et al. 2007) Proximaler, oberer Winkel, mmpta (mechanischer medialer proximaler Tibiawinkel in der Frontalebene); distaler, unterer Winkel, mmdta (mechanischer medialer distaler Tibiawinkel in der Frontalebene) Cranial Tibial Thrust (CTT, Kranialschub der Tibia) Die Winkelung des Tibiaplateaus im Verhältnis zur Längsachse der Tibia ist dafür verantwortlich, dass bei axialer Belastung Spannung auf dem vorderen Kreuzband anliegt, der sogenannte kraniale Tibiaschub (CTT). Ist das Band gerissen, kann sich die Tibia nach kranial verschieben. 21

22 2 Wissenschaftliches Schrifttum Dieser Schub entsteht während der Belastungsphase eines Schrittes und im physiologischen Stand. Die Kompression entlang der Tibialängsachse verursachen zum einen die Körpermasse und zum anderen die sich kontrahierenden Muskeln zwischen distalem Femur und Calcaneus, im Speziellen der M. gastrocnemius. Einen kranioproximalen Zug an der Tuberositas tibiae bewirkt der M. quadriceps femoris (HENDERSON u. MILTON 1978). Die Gesamtheit dieser die Tibia nach kranial verschiebenden Faktoren wurden 1983 von SLOCUM und SLOCUM als Cranial Tibial Thrust (CTT, vorderer Tibiaschub) bezeichnet. Aufgehoben wird diese Kraft durch das vordere Kreuzband, die lange Sitzbeinmuskulatur und in geringem Maße von den Menisken (HENDERSON u. MILTON 1978; SLOCUM u. SLOCUM 1983). Das vordere Kreuzband, welches zwischen dem kaudalen interkondylären Bereich, der lateralen Femurkondyle und der kranialen Area intrecondylaris tibiae verläuft, ist die wichtigste stabilisierende Struktur im Kniegelenk. Es ist in kraniomediodistaler Richtung um ca. 90 rotiert. Seine Hauptfunktion besteht zum einem in der Verhinderung der Kranialbewegung der Tibia im Verhältnis zum Femur, zum anderen ist es an der Unterbindung der Innenrotation der Tibia beteiligt (ARNOCZKY u. MARSHALL 1977; HEFFRON u. CAMPELL 1978; NICKEL et al. 1984). Dieses wird durch das Verdrehen gegen das hintere Kreuzband gewährleistet (DENNLER et al. 2006) Muskelkoaktivität Unter Muskelkoaktivität versteht man die Funktion der Muskulatur zur Erhaltung der Kniegelenksstabilität. Man kann die Muskelgruppen im Hinblick auf die Aufgabe des vorderen Kreuzbandes in Agonisten bzw. Antagonisten unterteilen (HENDERSON u. MILTON 1978, SOLOMONOW et al. 1987, KÅLUND et al. 1990, MORE et al. 1993, O CONNOR 1993). 22

23 2 Wissenschaftliches Schrifttum HENDERSON und MILTON (1978) sowie O CONNOR (1993) beschreiben den biomechanischen Mechanismus von drei Muskelgruppen zu den Kreuzbändern (Abbildung 6). Die Muskulatur (M. biceps femoris, M. semimembranosus, M. semitendinosus, M. abductor cruris caudalis, M. gracilis, M. sartorius) unterstützt die Funktion des vorderen Kreuzbandes, indem sie eine auf die proximale Tibia nach kaudal gerichtete Zugwirkung ausübt und somit als Agonist des kranialen Kreuzbandes arbeitet. Der M. quadriceps ist dagegen ein biomechanischer Antagonist und die einzige Muskelgruppe, die mit kranioproximalem Zug auf die Tibia einwirkt. Diese Zugkraft wird durch die Patella umgeleitet und teilt sich in eine Zugwirkung auf die Tibia nach kranioproximal und eine Druckwirkung auf die Femurkondylen nach kaudal. Der M. gastrocnemius fungiert ebenfalls als Antagonist, indem er eine starke kaudale Zugkraft auf den distalen Femur erzeugt. 23

24 2 Wissenschaftliches Schrifttum C M. quadriceps D M. gastrocnemius A M. biceps femoris B M. sartorius, M. gracilis, M. semimembranosus, M. semitendinosus Abbildung 6: Zugrichtungen der Muskulatur, die bei den die Gelenkstatik verändernden Operationsmethoden mit einbezogen werden und die Kreuzbandfunktion ersetzen sollen (modifiziert nach HENDERSON u. MILTON 1978) Biomechanik des Kniegelenkes Das Kniegelenk verfügt über eine Beweglichkeit um alle drei Raumachsen, sowie Translationen in allen drei Ebenen, d. h. eine Beweglichkeit in sechs Freiheitsgraden. Die Biomechanik des Kniegelenkes wurde traditionell mit der geschlossenen Viergelenkskette beschrieben (HUSON 1974, MENSCHIK 1974). Die Kette besteht aus den beiden Kreuzbändern und deren Ansatzpunkten an den jeweiligen Knochen. 24

25 2 Wissenschaftliches Schrifttum Am Modell der geschlossenen Viergelenkskette lässt sich das Modell des Kniegelenkdrehpunktes nach ARNOCZKY und MARSHALL (1977) nachvollziehen (Kapitel ). Dieses Modell bildet eine Grundlage für das Verständnis der Variabilität der Rotationsachse des Gelenkes sowie das vordere Schubladenphänomen Instant Center of Rotation (ICR) Das Instant Center of Rotation (ICR) ist das augenblickliche Rotationszentrum, auch Momentanzentrum genannt. SLOCUM und SLOCUM (1993) nennen es Instant Center of Motion (ICM). Das ICR ist für das Verständnis der Biomechanik des Kniekehlgelenkes und die Korrekturosteotomien von entscheidender Bedeutung. SLOCUM und SLOCUM (1993) benötigen das ICM zur Bestimmung der Tibiaachse, zu der sie das Tibiaplateau nach der TPLO ausrichten. Durch die Muskulatur im Kniegelenksbereich, die Struktur der Bänder und die Kondylengeometrie ist die Rotationsachse des Femurs im Verhältnis zur Tibia während der Flexion und Extension nicht konstant. Ein einziger Punkt im distalen Femur erfährt zu jedem Zeitpunkt im Bewegungsablauf keine Fortbewegung im Verhältnis zur Tibia. Dieser Punkt bildet das Instant Center of Rotation (ICR). Beliebige weitere Punkte auf oder im Femur beschreiben Kreise um diesen Punkt. Das ICR lässt sich wie in Abbildung 7 beschrieben darstellen. 25

26 2 Wissenschaftliches Schrifttum. Abbildung 7: Instant Center of Rotation (ICR) (modifiziert nach ARNOCZKY u. MARSHALL 1977) a und b = definierte Punkte; a und b = dieselben Punkte nach der Bewegung; c = ICR; d = Kontaktpunkt der Gelenkflächen An den Femurkondylen werden die Verschiebungen zweier definierter Punkte (a und b) während einer Bewegung festgelegt. Diese Punkte werden miteinander verbunden (a a und b b ) und man bildet jeweils eine diese Linien halbierende Senkrechte. Der Schnittpunkt dieser Senkrechten ist das Instant Center of Rotation (c) der durchgeführten Bewegung. Eine rollende Bewegung wird ausgeführt, wenn der Kontaktpunkt der Gelenkflächen (d) identisch mit dem ICR ist. Eine gleitende Bewegung erfolgt, sofern das ICR weiter proximal des Kontaktpunktes, auf einer Senkrechten zur Gelenkfläche (c d) liegt. In diesen beiden Fällen besteht der geringste Widerstand, denn die Richtung der Fortbewegung des Gelenkkontaktpunktes ist tangential zur Gelenkfläche. Physiologisch ist eine gleitende oder auch eine kombinierte Rollgleitbewegung. In 26

27 2 Wissenschaftliches Schrifttum diesen Fällen erfolgt der Bewegungsablauf mit geringstem Widerstand (FRANKEL et al. 1971, ARNOCZKY u. MARSHALL 1977, IRELAND et al. 1986). IRELAND et al. (1986) lokalisierten das ICR während Flexions- Extensionsbewegungen von 148 bis 58 an pathologisch unveränderten Kniegelenken von Hunden. Sie stellten fest, dass sich das ICR während der Bewegung in Gelenkflächennähe befindet und somit eine in erster Linie rollende Bewegung stattfindet. Sie fanden heraus, dass sich das ICR bei Beugung des Gelenkes um ca. 0,8 mm nach kaudal und umgekehrt bei Streckung um ca. 0,8 mm nach kranial verschiebt. Liegt das ICR nicht auf der senkrechten Linie des Kontaktpunktes zur Gelenkfläche, erfolgt zwar auch eine gleitende Bewegung, aber die Richtung der Fortbewegung ist nicht tangential zur Gelenkfläche. In diesem Fall resultiert, je nach Richtung, eine Kompressions- oder Separationskraft, also eine abnormale Gelenkfunktion. Die Folgen sind Knorpelerosionen, Meniskusschäden, sowie Stressbelastung an den Gelenkbändern. Dieser Zustand besteht z. B. bei Meniskusschäden, Valgus- oder Varusfehlstellungen und Veränderungen in der axialen Rotation des Femurs (FRANKEL et al. 1971, IRELAND et al. 1986). ARNOCZKY und MARSHALL (1977) stellten in ihrer Studie über das ICR fest, dass an den Gelenken mit experimentell durchtrenntem vorderen Kreuzband eine dem physiologischen Mechanismus entsprechende gleitende Bewegung stattfindet. Bei dieser Untersuchung wurde keine Belastung auf das Kniegelenk ausgeübt. MITTON et al. (1991) beschreiben das ICR an Hunden mit spontaner Kreuzbandruptur. Im Gegensatz zu ARNOCZKY und MARSHALL (1977) applizierten sie während der Röntgenaufnahmen auf die Tibia nach kranial gerichtete Zugkräfte, um die dynamische Situation zu simulieren. Sie fanden das ICR während des gesamten Bewegungsablaufes deutlich mehr proximal und kaudal lokalisiert als bei gesunden Kniegelenken. Die Senkrechte zur Linie zwischen ICR und Gelenkkontaktpunkt verlief nicht tangential zur Gelenkfläche. SLOCUM und SLOCUM (1993) erweiterten das traditionelle Modell um die Wirkung der Kräfte durch Muskulatur und Gewichtsbelastung, die maßgeblich an der Stabilisierung, Destabilisierung und Bewegung des Gelenkes beteiligt sind. 27

28 2 Wissenschaftliches Schrifttum Für die mechanische Stabilität eines Gelenkes ist der kompressive Kraftschluss der Artikulationsflächen notwendig (NÄGERL et al. 1993). Am Kniegelenk sind hierfür in erster Linie der Bandapparat, der M quadriceps und die lange Sitzbeinmuskulatur verantwortlich (BARETTA et al. 1988). Die Muskelkräfte gewährleisten die Stabilität des Gelenkes durch eine Kräftebalance um das momentane Rotationszentrum (SLOCUM und SLOCUM 1993). Um einen konstanten Gelenkwinkel zu erhalten, muss die Summe der Kräfte um die Rotationsachse gleich null sein. Nach SLOCUM und SLOCUM (1993) liegt die Kontaktzone zwischen Femur und Tibia kranial der sich zwischen den Rotationszentren von Knie- und Tarsalgelenk erstreckenden Kompressionsachse der Tibia. Wäre der Punkt auf dieser Achse, so läge um das Kniegelenk ein Kräftegleichgewicht ohne zusätzliche Stabilisation vor (Abbildung 8). Da dies nicht der Fall ist, sind zur Erhaltung des Gleichgewichtes um das Rotationszentrum zusätzliche passive und aktive Mechanismen notwendig, um die Tibia an einer kranialen Translationsbewegung zu hindern (Abbildung 9). Zusätzlich führt die Schrägstellung des Tibiaplateaus zur Kompressionsachse bei axialer Belastung zum vorderen Tibiaschub. Dessen Ausmaß ist abhängig von der Höhe der Schrägstellung des TPS und der Kompressionskraft (SLOCUM und SLOCUM 1993). 28

29 2 Wissenschaftliches Schrifttum Abbildung 8: Schematisches Modell eines Kniegelenkes (modifiziert nach SLOCUM und SLOCUM 1993) Oberes und unteres Scharnier (R R ) des Modells liegen auf der Kompressionsachse (gestrichelte Linie); bei axialer Kompression (Pfeil) kommt es nicht zur Dislokation Die aufgrund dieser Gegebenheiten zur Stabilisierung des Kniegelenkes notwendige Kraft wird durch aktive und passive Mechanismen bewirkt. Die aktive Komponente bildet die lange Sitzbeinmuskulatur. Das kraniale Kreuzband stellt den Hauptteil der passiven Komponente dar. Eine geringe Rolle für die passive Stabilisierung spielt das Kaudalhorn des medialen Meniskus (SLOCUM und SLOCUM 1993). 29

30 2 Wissenschaftliches Schrifttum Abbildung 9: Schematisches Modell eines Kniegelenkes (modifiziert nach SLOCUM und SLOCUM 1993) Oberes Scharnier (R) liegt nicht auf der Kompressionsachse (gestrichelte Linie); ohne weitere stabilisierende Mechanismen kommt es bei axialer Belastung (Pfeil) zur Translokation des mittleren und distalen Segmentes; R = unteres Scharnier Achsenfehlstellungen der Gliedmaßen beim Hund Die Fehlstellungen können in allen Achsen und Ebenen solitär, sowie kombiniert auftreten. Sie werden auch als Deformitäten bezeichnet. Normwerte für die physiologische Achsenstellung der Gliedmaße bei Hunden existieren aufgrund der hohen Rassenvielfalten und damit einhergehenden Variationen in Größe und Form nicht (LORZIER 2004a). Es sollten dennoch einige physiologische Grundprinzipien erfüllt werden. Die Gelenke sollten nach der parasagittalen Ebene ausgerichtet sein und bei Durchführung der Vorwärtsbewegung nur geringgradig von dieser abweichen. Während der Belastung sollten sich die Gelenkflächen sowohl in der Sagittal- als auch der Frontalebene parallel zum Boden befinden (PALEY 2002; LORZIER 2004b). 30

31 2 Wissenschaftliches Schrifttum Achsenveränderungen sind durch vier Eigenschaften darzustellen: 1. die Höhe des Scheitelpunktes, 2. die Ebene der Abweichung, 3. die Richtung des Scheitelpunktes in der Ebene der Abweichung und 4. die Größe der Abweichung. Der Scheitelpunkt ist der Schnittpunkt der distalen und proximalen Achsenlinie Varusfehlstellung Am häufigsten treten Fehlstellungen der Gliedmaßen im Bereich von Radius und Ulna auf (JOHNSON et al. 1994), mit 1,77 % gehören die Varusfehlstellungen zu den häufigsten orthopädischen Erkrankungen (MARCELLIN-LITTLE 1997). Eine Varusfehlstellung liegt vor, wenn das distale Knochensegment in Bezug zum proximalen nach lateral abweicht (JOHNSON u. HULSE 2002). Durch diese Fehlstellung entsteht ein wesentlich höherer Stress für das kraniale Kreuzband, der in Kombination mit einer innenrotierten Tibia oder einer Hyperextension prädisponierend für eine Ruptur des kranialen Kreuzbandes wirkt (MOORE u. READ 1996; LORZIER 1997; JERRAM u. WALKER 2003). In klinischen Erfahrungsberichten konnte diese Theorie unterstützt werden (READ u. ROBINS 1982). Das Genu varum ist an wichtigen orthopädischen Erkrankungssyndromen wie dem Kreuzbandriss und der Patellaluxation beteiligt. Einer der häufigsten Gründe für die Fehlstellung von Gliedmaßen ist der vorzeitige Schluss der Wachstumsfugen der langen Röhrenknochen (PIERMATTEI u. FLO 1997). Dieser pathologische Prozess wird durch Traumata oder durch verstärkte Druckbelastungen aufgrund von Muskel- oder Gewichtskräften ausgelöst. Einen großen Anteil an Varusfehlstellungen ergaben in nicht anatomischer Position verheilte Frakturen (PIERMATTEI u. FLO 1997). Ursache für diese sog. Malunions sind meist eine fehlende Behandlung oder ein komplizierter Heilungsverlauf und bilden die Hauptursache für Translationsdeformitäten (ANSON 1991; PIERMATTEI u. FLO 1997). 31

32 2 Wissenschaftliches Schrifttum Aber auch eine Fehlernährung im Wachstumsalter kann eine Skelettentwicklungsstörung hervorrufen, wie z. B. das Genu valgum des Wolfhundes (PAATSAMA u. KÄRKKÄINEN 1981). Eine Operationstechnik, durch die leicht eine Varusfehlstellung der Tibia zumeist mit einer zusätzlichen Innenrotation, induziert werden kann, ist die TPLO-Technik. Solche Komplikationen sind häufig die Folge einer mangelhaften Technik oder des Versuchs, praeoperativ schon vorliegende Fehlstellungen gleichzeitig mit Hilfe der Durchführung einer TPLO zu korrigieren (LORZIER 1997; JERRAM u. WALKER 2003; WHEELER et al. 2003; LORZIER 2004a). 2.2 Therapiemöglichkeiten der Ruptur des Ligamentum cruciatum craniale Für den Riss des vorderen Kreuzbandes stehen zahlreiche Verfahren und Modifikationen zur Behandlung der Erkrankung zur Wahl. Eine grundsätzliche Unterscheidung in nicht die Gelenkstatik verändernde und die Gelenkstatik verändernde Methoden ist möglich. Die nicht die Statik verändernden Methoden können in den extrakapsulären und den intrakapsulären Bandersatz eingeteilt werden. Die Kreuzbandruptur durch die Veränderung der Gelenkstatik zu therapieren, ist ein neuer Ansatzpunkt in den Operationsmethoden des Kreuzbandrisses. Bei diesen Methoden kommt es zu einer neuen Sichtweise. Es werden die Gelenkanatomie, die Muskelfunktion und das Körpergewicht als ein zusammen arbeitendes System betrachtet. Das Ziel ist nicht mehr das CCL oder dessen Funktion zu ersetzen, sondern seine Funktion zu neutralisieren. Die Kräfte, die auf das Tibiaplateau wirken, werden zum CaCL geleitet (MODENATO et al. 2005). Diese Umstellungsosteotomien sollen eine muskuläre Kompensation des CTT ermöglichen. 32

33 2 Wissenschaftliches Schrifttum NISELL (1985) berichtete wie sich das TPS im menschlichen Knie während der Flexion verhält. Die Tibia wird bei voller Extension nach kranial im Verhältnis zum Femur gezogen. Während einer Winkelung von über 100 zieht das Patellarband die Tibia nach kaudal. Dieses Umspringen der Zugrichtungen hängt von dem Winkel zwischen Tibiaplateau und Patellarband ab. Es ermöglicht so durch eine Umstellungsosteotomie des Tibiaplateaus den CTT muskulär zu kompensieren, da das Verhältnis vom Tibiaplateau zum Patellarband geändert wird. KORWICK et al. (1994) stellten fest, dass Hunde mit einem Schaden am vorderen Kreuzband ihr Hinterbein mit einer stärkeren Beugung im Bewegungsablauf belasteten Einwirkung des Tibiakompressionstestes auf die Operationsmethoden HENDERSON und MILTON (1978) beschrieben diesen Test zur Kreuzbandrupturdiagnostik. Während der Stützphase wird die Tibia zwischen Femur und Tarsus komprimiert. Dies geschieht zum einen durch das Körpergewicht und zum anderen durch die Kontraktion des M. gastrocnemius, der die Tibia vom Femur bis zum Calcaneus überspannt. Diese durch den Tibiakompressionsmechanismus erzeugten Kräfte wirken antagonistisch zur Funktion des vorderen Kreuzbandes (HENDERSON u. MILTON 1978). Der Tibiakompressionstest wird bei einem Beugewinkel von etwa 140 durchgeführt. Mit der einen Hand wird der distale Femur umgriffen, wobei der Zeigefinger auf der Tuberositas tibiae liegt und diese leicht nach kaudal presst. Mit der anderen Hand wird das Tarsalgelenk alternierend gebeugt und gestreckt. Dieser Vorgang ist analog zur Kontraktion des M. gastrocnemius. Der Test ist positiv, wenn mit dem Zeigefinger die Subluxation der Tibia nach kranial, also eine vordere Schublade palpiert werden kann. Durch die Einführung dieses Testes kam es zu einem neuen Verständnis der Kniegelenksanatomie und wie diese sich in Bezug zur Biomechanik des CrCL, dessen Ruptur und Therapie verhält (SLOCUM und SLOCUM 1993). 33

34 2 Wissenschaftliches Schrifttum Durch diese simulierte Belastung des Kniegelenkes, entsprechend der Belastungsphase im Gang, entsteht eine Gelenkskraft, welche sich parallel zum Achillessehnenmechanismus verhält (TEPIC et al. 2002). SLOCUM und SLOCUM (1983) gehen davon aus, dass diese Kraft parallel zur funktionellen Tibiaachse ist. Aus diesen Überlegungen wurde die TPLO entwickelt Korrekturosteotomien Durch eine Korrekturosteotomie soll eine Wiederherstellung physiologischer Achsenverhältnisse, eine korrekte Gelenkausrichtung der Extremität und ggf. die Schaffung eines Längenausgleiches erreicht werden (JOHNSON 1992; MILLS u. JACKSON 2003). Die Funktion soll verbessert sowie den mit Deformitäten zusammenhängenden Krankheitskomplexen, wie Arthrosen oder der Ruptur des kranialen Kreuzbandes, vorgebeugt werden (HULSE 1981; NEWTON 1985; LORZIER 1997; SLOCUM u. SLOCUM 1998). Daher ist es wichtig eine genaue Diagnose und Einschätzung der Wachstumsfehlstellung hinsichtlich einer optimalen Operationsplanung durchzuführen (DISMUKES et al. 2008). Bei diesen korrigierenden Eingriffen wird die Metaphyse oder Diaphyse eines Knochens durchtrennt, die entstandenen Segmente neu ausgerichtet und anschließend stabilisiert, bis die Knochenheilung abgeschlossen ist (MILLS u. JACKSON 2003). Durch dieses Vorgehen können theoretisch Deformitäten in allen Ebenen und Richtungen korrigiert werden (PIERMATTEI u. FLO 1997) Tibial Plateau Leveling Osteotomy (TPLO) Ziel dieser die Gelenkstatik verändernden Operationsmethode ist es, den kranialen Schub der Tibia aufzuheben und diesen in einen Gravitationsschub umzuwandeln. Die Schubladenbewegung soll muskulär kompensiert werden. Das heißt, dass nur 34

35 2 Wissenschaftliches Schrifttum der CTT nicht aber das Schubladenphänomen eliminiert werden soll (SLOCUM u. SLOCUM 1993). Durch das Drehen des Plateaus der Tibia auf einen Winkel von 5-6,5 wird der kraniale Schub aufgehoben und das kaudale Kreuzband übernimmt die stabilisierende Komponente im Kniegelenk (WARZEE et al. 2001, REIF et al. 2002). Das Vorhandensein des hinteren Kreuzbandes ist eine Grundvoraussetzung für die Durchführung einer TPLO. Dieses zeigt sich auch in der Zunahme der Kräfte, die am hinteren Kreuzband nach der Durchführung der TPLO wirken (SHAHAR u. MILTON 2006). Ein Überschreiten der 5-6,5 führt zu einer zunehmenden Belastung für das hintere Kreuzband (WARZEE et al. 2001, REIF et al. 2002). Theoretisch wird die größte Effektivität bei einer TPLO erreicht, wenn dieser minimale Tibiaplateauwinkel erreicht wird (MOELLER et al. 2006). Das Drehen des Plateaus wird durch eine zirkuläre Osteotomie mit einer Schnittführung von medial nach lateral und kaudal vom Ansatzpunkt des Patellarbandes an der proximalen Tibia ermöglicht (Abbildung 10). Der Schnitt sollte senkrecht zum kaudalen Ende der Metaphyse der Tibia sein. Nach der Osteotomie kann das Tibiaplateau rotiert und mit dem idealen Winkel fixiert werden. Es folgt eine Fixation mit einer speziell für diese Korrekturosteotomie entwickelten Platte nach SLOCUM und SLOCUM (1993). 35

36 2 Wissenschaftliches Schrifttum A A B C Abbildung 10: Schematische Darstellung der Schnittführung, der Rotation und der Fixation eines linken Kniegelenkes nach Tibial Plateau Leveling Osteotomy nach SLOCUM und SLOCUM (modifiziert nach SLOCUM u. SLOCUM 1993) A = entspricht dem zu erreichenden Zielwinkel von 95 für das Tibiaplateau; B = Senkrechte durch das Zentrum des Tarsus und den Rotationsmittelpunkt des Femurkondylus; C = TPLO Platte; Pfeil = gibt die Rotationsrichtung des Tibiakopfes an Bevor die Osteotomie durchgeführt wird, wird der distale und proximale Teil der Osteotomie mit einem patentierten sog. Jig (SLOCUM, B. U.S. Patent Nr. 5,578,038), einem Montagegestell und zwei Knochennägeln fixiert. Der Jig hat den Zweck zu verhindern oder zu begrenzen, dass eine iatrogene Varus- oder Valgusfehlstellung oder eine Torsion der Tibia bei normalen Gliedmaßen entsteht. Ein weiterer Einsatzgrund ist, die oben genannten Fehlstellungen durch eine TPLO zu korrigieren (LOZIER 1997; PALMER 2000; DEJARDIN 2003) Die Kompression der Tibia wird durch die Extensoren und das Körpergewicht verursacht. Solange diese komprimierenden Elemente auf einer Linie zwischen Sprung- und Kniegelenk liegen, sind sie ausgeglichen, d. h. es herrscht ein 36

37 2 Wissenschaftliches Schrifttum Gleichgewicht. Biomechanisch liegt der Kontaktpunkt zwischen Femur und Tibia kranial von dieser Linie, welche als zusätzlich aktive (Muskulatur) oder passive Kräfte (kraniales Kreuzband) benötigt werden, um das Gleichgewicht wieder herzustellen. Die Funktion ist theoretisch in Abbildung 8 und 9 dargestellt. Die funktionelle Achse der Tibia verläuft in ähnlicher Richtung wie die Tendo calcaneus communis. Setzt man das Tibiaplateau senkrecht zu dieser Achse, so sind die Scherkräfte aufgehoben und das CrCl ist überflüssig (SLOCUM u. SLOCUM 1993). Um eine ideale Rotation des Tibiaplateaus durchführen zu können, muss der Osteotomieschnitt parallel zum Tibiaplateau und senkrecht zur sagittalen Ebene der Tibia in kraniokaudaler Richtung sein (SLOCUM u. SLOCUM 1993). Durch die anatomische Variabilität der einzelnen Hunderassen kann es sein, dass das Tibiaplateau nicht senkrecht zur Längsachse der Tibia ist. In diesen klinischen Fällen wird die Osteotomie durchgeführt, wenn die Achse des Sägeblattes in etwa parallel zur Gelenkfläche ist (WHEELER et al. 2003). BELL und NESS (2007) führten eine Studie über die TPLO-Operation mit und ohne Jig durch. Für diese Untersuchungen wurden Röntgenaufnahmen in der lateralen und kaudokranialen Projektion prae- und postoperativ angefertigt. Die laterale Aufnahme wurde nach den Anweisungen von SLOCUM u. SLOCUM (1993) angefertigt und der TPA ausgemessen. Die kaudokraniale Aufnahme wurde so durchgeführt, dass die Patella zentral im Sulcus patellae lag und die Fabellae eben waren; diese wurden zerteilt von den Corticales des Femurs. Die dritte Aufnahme wurde in kaudokranialer Projektion vom Sprunggelenk angefertigt, wobei das Knie in der exakten Position wie oben beschrieben gelagert wurde. Um eine Varus- oder Valgusfehlstellung einschätzen zu können, wurde eine Linie in der kaudokranialen Projektion des Knies entlang der Längsachse der Tibia, und eine Linie, welche tangential zu den Femurkondylen verläuft, gezogen und vermessen. BELL und NESS (2007) haben mit der Aufnahme vom Sprunggelenk die mögliche Rotation der Tibia vermessen. Hierfür wurde die 37

38 2 Wissenschaftliches Schrifttum Strecke zwischen der medialen Grenze vom Calcaneus bis zur Mitte des Malleolus gemessen. Die unterschiedlichen Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet. Abbildung 11: Darstellung der Messtechnik nach BELL und NESS (2007) proximaler Messpunkt = Femurkondyle; Messlinie verläuft tangential an den Femurkondylen im Gegensatz zur Messtechnik, die in dieser Studie verwandt wurde (Messung entlang der Tibiakondylen). 38

39 2 Wissenschaftliches Schrifttum Tibial Plateau Leveling Operation by Wedge Osteotomy (TWO) SLOCUM und SLOCUM (1984) entwickelten diese Operationstechnik. Es wird das TPS durch eine Keilosteotomie abgesenkt, um so dem Cranial Tibial Thrust entgegenzuwirken. Dies war die erste Korrekturosteotomietechnik, die für die Therapie des Kreuzbandrisses 1984 entwickelt wurde. Aus dem Erfolg dieser Operationsmethode, eine hohe Stabilität in dem erkrankten Kniegelenk zu erhalten, entwickelten sich die weiteren Osteotomietechniken wie z. B. die TPLO. Die Keilosteotomie wurde so durchgeführt, dass die Basis des Keils nach kranial reichte und eine Winkelung zwischen 18 und 30 hatte. Der Keil wurde etwas distal von der Tuberositas tibiae entnommen, die Osteotomie wurde mit einer DC-Platte geschlossen und stabilisiert. Es sollte darauf geachtet werden, dass mindestens drei Schrauben in einem Fragment platziert werden. Es wurde empfohlen weitere für das Knie stabilisierende Maßnahmen durchzuführen, um die Osteotomie zu entlasten (SLOCUM u. SLOCUM 1984). Ziel der Tibial Plateau Leveling Operation by Wedge Osteotomy (TWO) ist ein TPS von 6. Die Bestimmung des TPS erfolgt wie bei der TPLO. Bei der Durchführung einer TWO kommt es zu einer Verschiebung der longitudinalen Tibiachse, wodurch falsche Winkelergebnisse verursacht werden können. Nach einer TWO verschiebt sich der proximale Markierungspunkt der longitudinalen Tibiaachse, die Eminentia intercondylaris, nach kranial (Abbildung 12 und 13). Dies muss in der Operationsplanung mit berücksichtigt werden (BAILEY et al. 2003). 39

40 2 Wissenschaftliches Schrifttum. Abbildung 12: Röntgenologische Darstellung zur Planung der TWO a = longitudinale Achse der Tibia, b = TPS (Tibial Plateau Slope); c = gewünschter Korrekturwinkel; s = 90 -Winkel; w = Wedgekorrektur (Winkel der Keilosteotomie) 40

41 2 Wissenschaftliches Schrifttum Lig. patellae Lig. collatterale laterale Menicus medialis Lig. collaterale mediale Abbildung 13: Grafische Darstellung der TWO (Tibial Plateau Leveling Operation by Wedge Osteotomy) (modifiziert nach KIM et al. 2008) Tibial Tuberosity Advancement (TTA) Die TTA wurde erstmals von MONTAVON et al. (2002) beschrieben. MONTAVON et al. (2002) versuchte ein aufgrund einer Kreuzbandruptur instabiles Kniegelenk durch eine Osteotomie zu stabilisieren, ohne das Tibiaplateau zu korrigieren. Das Kniegelenksmodell von SLOCUM u. SLOCUM (1993) wird bei der TTA weiterentwickelt. Dazu werden weitere Muskelgruppen in das Modell eingefügt. Die Muskeln, die am Kniegelenk gegen die Schwerkraft arbeiten, wie die des Quadricepsmechanismus oder die Kräfte des M. gastrocnemius auf die Achillessehne, werden in der Theorie berücksichtigt (MODENATO et al. 2005). MONTAVON et al. (2002) gehen bei der TTA davon aus, dass die Gelenkkräfte eher parallel zu der Patellarsehne als zur Achillessehne laufen (DENNLER 2006). 41

42 2 Wissenschaftliches Schrifttum In biomechanischen Modellen des menschlichen Knies werden die Kräfte parallel zur Patellarsehne beschrieben (NISELL 1985). In der Abbildung 14 werden die Gelenkkräfte schematisch dargestellt. Es ist ein durchschnittliches canines Kniemodell verwendet worden. Dieses wurde mit der Gravitationskraft F G belastet. Die Reaktionskraft in der Achillessehne zeigt F A. Aus diesen beiden Kräften entwickelt sich die Kraft im Tarsalgelenk F JT. Auf die Kräfte reagiert die Patellarsehne mit F P, um das Kniegelenk zu stabilisieren. Hieraus resultiert die Kraft F JS, die nahezu parallel zum Patellarband läuft. Abbildung 14: Schematische Darstellung der Kräfteverteilung im Kniemodell der TTA (Tibial Tuberosity Advancement) (modifiziert nach ANONYM 2008) Pfeile geben Zugrichtung der Kräfte an; FJT = Kraft im Tarsalgelenk, FP = Kraft in der Patellarsehne, FJS = Kraft im Kniegelenk, FG = Gravitationskraft, FA = Kraft in der Achillessehne Betrachtet man das Kniemodell genauer, wird deutlich, dass das Tibiaplateau nicht senkrecht zu F P ist, sondern zu F N. Wenn man die Kraft F JS hinzunimmt, entsteht 42

43 2 Wissenschaftliches Schrifttum die Scherkraft F S nach kranial, welche auch als CTT (Cranial Tibial Thrust) bezeichnet wird. Diese wird durch das Kreuzband aufgehoben (Abbildung 15). TPS Abbildung 15: Detaillierte schematische Darstellung der Kräfteverteilung im Kniemodell der TTA (Tibial Tuberosity Advancement) (modifiziert nach ANONYM 2008) Pfeile geben Zugrichtung der Kräfte an; FP = Kraft in der Patellarsehne, FJS = Kraft im Kniegelenk, FN = komprimierende Kraft des Kniegelenkes, FS = kraniale Bewegungskraft α = Winkel zwischen Tibiaplateau und Patellarsehne; TPS = Tibial Plateau Slope Das Tibial Tuberosity Advancement verschiebt F P senkrecht zum TPS und eliminiert F S durch das Überlagern von den Kräften F JS über F N (Abbildung 16). 43

44 2 Wissenschaftliches Schrifttum TPS Abbildung 16: Schematische Kraftdarstellung nach Durchführung der TTA (Tibial Tuberosity Advancement) (modifiziert nach ANONYM 2008) Pfeile geben Zugrichtung der Kräfte an; FP = Kraft in der Patellarsehne, FJS = Kraft im Kniegelenk, FN = komprimierende Kraft des Kniegelenkes, FS = kraniale Bewegungskraft; TPS = Tibial Plateau Slope DENNLER et al. (2006) entwickelten ein zweidimensionales, biomechanisches Modell des caninen Kniegelenkes, in welchem die Gelenkkräfte parallel zur Patellarsehne laufen. Die Gelenkkräfte werden in zwei Komponenten unterteilt: in den Kompressionsteil und den tangentialen oder Scherkräfteteil. Korrespondierend zu dem humanen Kniegelenksmodell, ist der vordere Schervektor der Patellarbandskraft maximal bei völliger Streckung und nimmt bei zunehmender Beugung ab. Der Vektor geht gegen null, wenn das Tibiaplateau senkrecht zur Patellarsehne ist. Eine weitere Beugung würde einen hinteren Schervektor auslösen. Um diese Scherkräfte auszuschalten, wäre es ausreichend, das Tibiaplateau senkrecht zur 44

45 2 Wissenschaftliches Schrifttum Patellarsehne auszurichten und sich nicht nach der Achillessehne zu richten (TEPIC et al. 2002). Durch diese Überlegungen wird eine neue Ausmessung des TPS nötig. BARONI et al. (2003) gehen davon aus, dass die traditionellen Vermessungspunkte nicht die tatsächliche artikulierende Oberfläche der medialen Kondyle der Tibia widerspiegelt. Des Weiteren vertreten BARONI et al. (2003) die Meinung, dass diese Punkte nicht mit den biomechanisch wichtigen Ansatzpunkten der Kreuzbänder korrespondieren. In einer neuen Messmethode werden das Patellarband und die Femurkondyle mit in die Berechnungen einbezogen. TPS Abbildung 17: Schematische Darstellung der Winkelkorrektur am Kniemodell vor und nach TTA (Tibial Tuberosity Advancement) (modifiziert nach KIM et al. 2008) A = Gelenkkräfte schematisch ohne Korrektur; es entsteht ein CTT (cranial tibial thrust), da die verschiedenen Kräfte (breiter und schmaler Pfeil) nicht in einer Linie korrespondieren; B = CTT (cranial tibial thrust) wird durch die Gelenkstatikveränderung aufgehoben 45

46 2 Wissenschaftliches Schrifttum Das Verhältnis von Tibiaplateau und Patellarband ist durch das Umschlagen der Zugrichtungen in einem bestimmten Beugewinkel für die TTA besonders wichtig. NISELL (1985) wies dieses bereits am menschlichen Knie nach. DENNLER et al. (2006) legten diesen Umschlagpunkt beim caninen Knie bei 90 fest. Hier sind die Gelenkskräfte nicht nachweisbar. Die Kraft schlägt vom vorderen auf das hintere Kreuzband um. Die Osteotomielinie der TTA verläuft wie in Abbildung 18 dargestellt. Es wird ein sog. Käfig in den proximalen Spalt implantiert. Dieser dient als Platzhalter, um die Tuberositas tibiae in kranialer Position zu halten. Die Größe des Käfigs variiert zwischen 3, 6, 9 und 12 mm. Bei Messungen an der lateralen Röntgenaufnahme der betroffenen Gliedmaße in 135 Extension wird der Käfig prae operationem ausgewählt. Eine spezielle Knochenplatte (Tension band) hält die beiden Kompartimente zusammen, wobei ein Teil geschraubt (Tibiaschaft) und ein Teil mit Haken in der Platte, die in die T. tibiae eingeschlagen werden, fixiert wird (Abbildung 18). 46

47 2 Wissenschaftliches Schrifttum Abbildung 18: TTA (Tibial Tuberosity Advancement): Darstellung der Osteotomielinie und des Anbringens des Käfigs und der Spezialplatte sog. Tension band (modifiziert nach KIM et al. 2008) Triple Tibial Osteotomy (TTO) Die TTO versucht die Eigenschaften der TWO (Tibial Plateau Leveling Operation by Wedge Osteotomy) und TTA (Tibial Tuberosity Advancement) zu vereinen, wobei die Winkelkorrekturen nicht so radikal wie bei den beiden anderen Techniken sein sollen (BRUCE et al. 2007). Es werden, wie der Name besagt, drei Osteotomien angelegt: ein langer Osteotomieschnitt kaudal der Tuberositas tibiae und zwei weitere, die eine Keilosteotomie wie bei der TWO bilden. Die distale Cortex bleibt intakt, welches der Tuberositas tibae erlaubt, sich wie bei der TTA nach kranial zu bewegen. Die Winkelkorrektur des TPS erfolgt über die beiden weiteren Schnitte und die Keilkorrekturosteotomie. Es kommt zu einer minimalen kranialen Bewegung der 47