Nuklearmedizinische Diagnostik bei Patienten mit verzögerter Knochenheilung nach Explosions- und Schusstraumata

Nuclear medicine imaging in patients with delayed bone union after blast and gunshot injuries

Michael Grunert^a, Falk von Lübken^b, Burkhard Klemenz^a

^a Bundeswehrkrankenhaus Ulm, Abteilung XV – Nuklearmedizin

^b Bundeswehrkrankenhaus Ulm, Klinik XIV – Unfallchirurgie und Orthopädie, Septische und Rekonstruktive Chirurgie, Sporttraumatologie

Zusammenfassung

Hintergrund: In militärischen Konflikten führen Frakturen, die durch Schuss- oder Explosionsverletzungen entstehen, zu einer hohen Rate an Knochensubstanzverlusten, Weichteilverletzungen und Infektionen. Die Knochenbruchheilung ist ein komplexer Regenerationsprozess. Die nuklearmedizinische Diagnostik ist neben der radiologischen Bildgebung eine zentrale Säule, die komplementäre Informationen zur Ursachenfindung einer ausbleibenden Frakturheilung geben kann. Die nuklearmedizinische Molekulare Bildgebung stellt damit die Basis für eine optimierte chirurgische Behandlungsentscheidung dar.

Falldarstellungen: Es werden zwei Fälle mit Knochenavitalität und Osteomyelitis nach Kriegsverletzungen vorgestellt. Dabei werden die Entzündungsszintigrafie mit Granulozyten-Antikörpern und die 18F-Natriumfluorid (NaF)-PET/CT als Möglichkeiten der nuklearmedizinischen Diagnostik für eine exakte funktionelle und anatomische Lokalisationsdiagnostik erläutert.

Diskussion: Die Therapie von Frakturen und insbesondere von Pseudarthrosen ist oft langwierig, aufwendig und meist mit mehrfachen chirurgischen Eingriffen verbunden. Zur nicht-invasiven Abklärung sollten nuklearmedizinische diagnostische Methoden, v. a. in der Infekt- und Vitalitätsdiagnostik, eingesetzt werden.

Schlussfolgerung: Für die erfolgreiche Therapie von Pseudarthrosen ist die zielgerichtete nuklearmedizinische Diagnostik eine wertvolle Grundlage.

Schlüsselwörter:Pseudarthrose, Entzündung, Avitalität, nuklearmedizinische Diagnostik

Summary

Background: In military conflicts, fractures resulting from gunshot or blast injuries lead to a high rate of bone substance loss, soft tissue injury, and infection. Fracture healing is a complex regenerative process. Nuclear medicine diagnostic procedures, along radiological imaging, is a central pillar and provides extended insight into the causes of failure of fracture healing. The optimal surgical therapy is based on a precise classification.

Case reports: We present 2 cases with devitalized bone and osteomyelitis after war injuries. The use of anti-granulocyte antibodies scintigraphy and 18F-sodium fluoride (NaF)-PET/CT for exact functional and anatomical detection in nuclear medicine imaging are explained.

Discussion: The treatment of fractures and in particular non-unions is often lengthy, complex and usually involves multiple surgical interventions. Nuclear medicine diagnostic methods should be used for clarification, especially in case of infection and to check bone vitality.

Conclusion: Targeted nuclear medicine imaging build a precious basis for successful therapy of non-unions.

Keywords: Non-union, infection, devitalized bone, nuclear medicine imaging

Hintergrund

Die Prävalenz einer posttraumatischen unvollständigen Frakturheilung mit Pseudarthrose liegt bei bis zu 10 % [10] und ist trotz aller modernen Behandlungsverfahren eine schwerwiegende und oft multifaktorielle Komplikation in der Traumatologie.

Es gibt mehrere Definitionen, ab wann man von einer Pseudarthrose spricht. In der klinischen Versorgung setzt sich zunehmend die pragmatische Definition durch, dass eine Pseudarthrose als Fraktur beschrieben wird, die ohne einen weiteren Eingriff bzw. eine zusätzlich Therapie nicht heilen wird [5].

In Kriegen und militärischen Konflikten ist bei Frakturen, die durch Schuss- oder Explosionsverletzungen entstehen, mit einer hohen Rate an Knochensubstanzverlusten, Weichteilverletzungen und Infektionen zu rechnen. In einer systematischen Übersichtsarbeit der Knochenheilung in kriegerischen Auseinandersetzungen zwischen 1919 und 2019 liegt die Rate der inkompletten oder unvollständigen Frakturheilung bei durchschnittlich 12,4 % [7].

Eine hohe Relevanz für das weitere Vorgehen hat die exakte Ursachenerfassung der verzögerten oder ausbleibenden Frakturheilung mit Hilfe der morphologischen und funktionellen bzw. molekularen Bildgebung.

Nuklearmedizinische Diagnostik

Mit dem gezielten Einsatz nuklearmedizinischer diagnostischer Verfahren ist es möglich, wichtige zusätzliche Informationen in Hinblick auf Infektsituation und Knochenvitalität zu gewinnen. Die Hybridscanner der modernen Nuklearmedizin kombinieren in einem Gerät die molekulare Bildgebung mittels Positronen-Emissionstomografie (PET) und Einzelphotonen-Emissionstomografie (SPECT) mit morphologisch-orientierten radiologischen Methoden der Computertomografie (CT) oder Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) und erbringen in einem Untersuchungsgang als PET/CT, PET/MRT oder SPECT/CT gleichzeitig eine exakte funktionelle und anatomische Lokalisationsdiagnostik. Die Granulozyten- bzw. Leukozyten-Szintigrafie mit SPECT/CT wird bei peripheren osteosynthetisch versorgten Knocheninfekten mit einer hohen Sensitivität und Spezifität eingesetzt und im aktuellen Konsensuspapier damit befasster europäischer Fachgesellschaften für diese Indikation empfohlen [1][3].

Die bewährte Skelett-Szintigrafie mit 99mTc-markierten Bisphosphonaten kann als Dreiphasen-Szintigrafie zum Ausschluss einer Infektpseudarthrose genutzt werden, da ihre Sensitivität mit 92–95 % exzellent, die Spezifität jedoch mit 18–33 % nicht ausreichend befriedigend ist. Die niedrige Spezifität lässt sich im Rahmen einer Stufendiagnostik in Kombination mit einer Granulozyten-Antikörper-Szintigrafie auf 72–84 % steigern [2]. Alternativ kann insbesondere bei nicht-osteosynthetischer Versorgung das PET/CT mit 18F-2-Fluor-2-desoxy-D-glucose (FDG) mit hoher Sensitivität eine Infektion aufzeigen¹. Aufgrund des hohen negativen prädiktiven Wertes (NPV) von 88–89 % kann eine negative PET/CT-Untersuchung mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Infektsituation ausschließen [8] und zur Differenzierung der septischen von der aseptischen Pseudarthrose beitragen [6]. Ein Vorteil der Untersuchung im PET/CT-Scanner ist die höhere Ortsauflösung gegenüber den konventionellen szintigrafischen Verfahren. Das hat trotz einer geringeren Spezifität der FDG-PET/CT zu einem Rückgang der konventionellen, aber spezifischeren Szintigrafien geführt, denn auch Entzündungszellen in nicht infiziertem Granulationsgewebe speichern das Radiopharmakon FDG.

In der klassischen 3-Phasen-Skelett-Szintigrafie ist die Aufnahme des genutzten 99mTc-Bisphosphonats abhängig von Blutfluss und Knochenumsatz. In der Mineralisationsphase ist während der Frakturheilung ein typisches Anreicherungsmuster zu beobachten. Eine prolongiert persistierende Traceranreicherung der Frakturregion in der Mineralisationsphase spricht für die Entwicklung einer Pseudarthrose.

18F-Natriumfluorid (NaF) ist ein Positronenstrahler und wird als Radiopharmakon am PET/CT verwendet. Es zeigt ein ähnliches pharmakokinetisches Verhalten wie die 99mTc-Bisphosphonate, die in der Skelett-Szintigrafie an der Gammakamera (SPECT) genutzt werden. Die 18F-NaF-PET/CT hat aber den Vorteil einer höheren Ortsauflösung und Spezifität im Vergleich zur Skelett-Szintigrafie. Als dynamische Untersuchung wird die NaF-PET klinisch vorrangig in der Vitalitätsdiagnostik von Knochentransplantaten verwendet. Dabei spricht ein verminderter Fluorid-Einstrom in der Perfusionsphase für ein nicht mehr vitales Transplantat [9]. Der Ansatz der dynamischen Untersuchung im PET/CT ist aktuell nicht weit verbreitet, weil dazu eine an GMP-Leitlinien (good manufacturing practice) orientierte Arzneimittelherstellung in einer PET-Radiopharmazie notwendig ist, die im zivilen Bereich fast ausschließlich an Universitätskliniken und im Sanitätsdienst der Bundeswehr nur im Bundeswehrkrankenhaus (BwKrhs) Ulm betrieben wird. Dennoch ist diese Methode auch wegen der geringeren Strahlenexposition gerade bei jungen Patienten von besonderer Bedeutung und wird deshalb am BwKrhs Ulm eingesetzt und weiterentwickelt.

Falldarstellungen

Fall 1

Ein 18-jähriger ukrainischer Soldat, der sich durch eine Granaten-Explosion im September 2018 verletzte, wurde ca. 8 Monate nach Trauma zur weiteren chirurgischen Versorgung am BwKrhs Ulm vorgestellt. In der klinischen Untersuchung wurde eine Fallhand links festgestellt, die neurologisch auf eine hochgradige Nervus radialis-Läsion links zurück zu führen war. Ursächlich hierfür war ein Plattenbruch der osteosynthetisch versorgten Humerusschaftfraktur links. Nach ausgiebiger Diagnostik wurde die gebrochene Osteosynthese entfernt und ein Fixateur externe angelegt (Abbildung 1). Das postoperative Skelett-Szintigramm konnte eine Vitalität in allen knöchernen Anteilen des Humerus inkl. der Knochenfragmente nachweisen (Abbildung 2). In einer weiteren Operation wurde der linke N. radialis exploriert, der sich im Verlauf vom mittleren Oberarm bis zum Unterarm als atrophiert darstellte. Es erfolgte eine motorische Ersatzplastik zur Wiederherstellung der Streckfunktion. Im Zuge einer Re-Operation mit Revision des Fixateurs und Debridement der Pseudarthrose erfolgte die Einbringung eines Zementspacers (Abbildung 3). Nach einem weiteren zweimonatigen stationären Aufenthalt wurde der Pallacos-Spacer entfernt, der linke Humerus offen reponiert und mittels Beckenkammtransplantat, Doppelplattenosteosynthese und Lappenplastik rekonstruiert (Abbildung 3).

2019

Der Patient absolvierte zwischenzeitlich eine stationäre Rehabilitation, bis im September 2019 die erneute Aufnahme bei fehlender knöcherner Einheilung des vaskularisierten Beckenkammspans und persistierendem Streckdefizit im linken Handgelenk durch einen irreversiblen N. radialis-Schaden notwendig wurde. Die Knochenenden des linken Humerus wurden angefrischt und eine autologe Spongiosaplastik durchgeführt. Im November 2019 startete die externe Ultraschalltherapie mit dem Ziel der Förderung der Ossifikation.

2020

Im Oktober 2020 wurde der Patient nach heimatnaher Weiterversorgung erneut wegen eines spontanen Plattenbruchs eingewiesen (Abbildung 3). Die nuklearmedizinische Diagnostik ergab keinen Hinweis auf einen granulozytären knöchernen Infekt. Aufgrund einer fehlenden Granulozytenantikörper-Anreicherung, die für blutbildendes Knochenmark typisch ist, wurde der Verdacht auf eine Avitalität des Knochenspans gestellt (Abbildung 4). Zur Vitalitätsdiagnostik erfolgte eine ergänzende NaF-PET/CT-Untersuchung. In dieser zeigte sich allenfalls eine minimale Osteoblastenaktivität des Beckenkammspans, die deutlich geringer war als am angrenzenden Pseudarthrosenspalt. Damit war die fehlende Vitalität mit nicht invasiver Diagnostik gesichert (Abbildung 5). Nach zusätzlichem mikrobiologischen Infektausschluss wurden die Osteosyntheseplatten im November 2020 entfernt, die avitalen Anteile des Beckenkammspans reseziert und ein Segmenttransport nach Fixateur-Anlage gestartet. Histologisch wurde eine Knochennekrose des Knochenspans gesichert. Die postoperativen Röntgenbilder zeigten eine regelrechte Achsstellung des Humerus und eine korrekte Osteosyntheselage. Der Segmenttransport wurde kontinuierlich fortgesetzt und der Soldat wieder in die Ukraine zurückverlegt.

Abb. 1: (A und B) CT des linken Oberarms bei Erstvorstellung in Volume Rendering Technique (VRT) mit Darstellung des Plattenbruchs und der Achsfehlstellung der Mehrfragmentfraktur mit Dislokation um ca. 25°
(C) Im postoperativen Röntgenbild in a.p.-Projektion sieht man den Zustand nach Entfernung der Plattenosteosynthese und Anlage des Fixateur externe, Versatz des Humerusschaftes um ca. eine Schaftbreite (gelber Doppelpfeil) sowie schwer abgrenzbare kleinste röntgendichte Fremdkörpereinsprengungen (grüne Pfeile).

Abb. 2: (A) In den planaren szintigrafischen Aufnahmen und im SPECT (B) zeigte sich eine Tracerspeicherung in allen knöchernen Anteilen des Humerus inkl. der Knochenfragmente; somit war der Nachweis einer erhaltenen Perfusion mit erhöhtem Knochenstoffwechsel und Ausschluss einer Avitalität erbracht.

Abb. 3: (A) Postoperatives Röntgenbild nach Debridement der Pseudarthrose und neu eingebrachtem Zement-Spacer (grüner Pfeil)
(B) Nach der Re-Operation zeigt sich im Röntgenbild die doppelplatten-osteosynthetische Versorgung und Implantation eines Beckenkammspans mit beginnenden Durchbauungszeichen (gelber Pfeil).
(C) Es kam nach knapp 1 Jahr zu einem erneuten Materialbruch der beiden Plattenosteosynthesen mit Fragmentdislokation des distalen Humerus nach lateral, hier abgebildet in der VRT-Darstellung.

Abb. 4: (A-C) Das SPECT/CT mit 99mTc-markierten Granulozyten-Antikörpern mit coronarer Darstellung des linken Humerus im CT (A), im SPECT (B) und im fusionierten SPECT/CT (C) und planare Ganzkörper-Szintigrafie (D) mit physiologischer Traceranreicherung im blutbildenden Knochenmark: Es zeigt sich keine fokale oder im Zeitverlauf zunehmende Akkumulation der Granulozytenantikörper im Beckenkamm-Interponat, damit Ausschluss einer granulozytären Osteitis. Allerdings findet sich auch keine Anreicherung im blutbildenden Knochenmark des gefäßgestielten Beckenkamm-Interponats (blauer Pfeil) im Vgl. zum proximalen Humerus (grüner Pfeil), damit besteht V.a. Avitalität.

Abb. 5: Das NaF-PET/CT mit coronar oblique Darstellung des linken Oberarms im fusionierten PET/CT (A) und im CT (B) zeigt eine nahezu fehlende Traceranreicherung im gefäßgestielten Beckenkamm-Interponat (blauer Pfeil) in der Mineralisationsphase im Sinne einer verminderten bis fehlenden Vitalität und eine gesteigerte Osteoblastenaktivität an den Frakturrändern der Pseudarthrose, bei hier erhaltener Vitalität (grüner Pfeil).
(C) Darstellung der Fluoridverteilung in der Maximum-Intensitäts-Projektion (MIP) des PET

Abb. 6: (A) Im postoperativen Röntgen nach Resektion der avitalen Anteile des Beckenkammspans und zwischenzeitlicher Entfernung der Plattenosteosynthesen stellen sich die Neuanlage eines Fixateur externe für den Segmenttransport sowie verbliebene vormals gebrochene Osteosyntheseschrauben dar.(B) Röntgenkontrolle nach eingebrachtem Spongiosaspan und von lateral angebrachter Plattenosteosynthese
(C) Im CT in coronarer Schichtführung vor Repatriierung in die Ukraine zeigt sich eine zunehmende ossäre Überbrückung am distalen Humerusschaft und proximal zunehmende Durchbauung am Segmenttransport (grüner Pfeil), jedoch noch keine vollständige überbrückende Kallusbildung.

2021

Bedingt durch eine nicht ordnungsgemäße Pflege der Fixateur-Pins wurde im Februar 2021 klinisch sowie bildmorphologisch der Verdacht auf einen knöchernen Infekt des distalen linken Humerus mit Auslockerung des Fixateur-Pins gestellt und der Soldat wieder im BwKrhs Ulm aufgenommen. Der Infektverdacht konnte durch offene Probenentnahmen gesichert werden; oberflächliche und tiefe Wundabstriche konnten S. aureus und P. gessardii nachweisen. Nach begonnener und testgerecht umgestellter antibiotischer Therapie erfolgte die Entfernung der infizierten und gelockerten Schrauben und des Knochenzementspacers am linken Humerus sowie die Neuanlage eines gelenküberbrückenden Hybrid-Fixateurs externe. Zum zweiten Mal wurde im April 2021 mit einem Segmenttransport begonnen, der im Juni 2021 beendet wurde (Abbildung 6). Anschließend erfolgte die osteosynthetische Versorgung mittels Platte und Spongiosa an der distalen Kontaktstelle des auflaufenden Segmenttransports. Im postoperativen CT zeigte sich eine zunehmende, jedoch nicht vollständig überbrückende Kallusbildung (Abbildung 6), sodass die Empfehlung zur Belassung des Fixateur externe für weitere 6 Monate ausgesprochen wurde. Der Patient konnte schließlich im Dezember 2021 nach mehr als drei Jahren mit reizfreier Wundheilung und guter Mobilisation entlassen und in die Ukraine repatriiert werden.

Fall 2

2014 erlitt ein damals 39-jähriger ukrainischer Soldat eine Schussverletzung am linken oberen Sprunggelenk (OSG). Im Heimatland wurden multiple Vor-Operationen mit dem Versuch einer OSG-Arthrodese bei Arthrose durchgeführt, die sich aber als insuffizient erwiesen, weshalb in der Ukraine der klinische Verdacht auf einen Infekt bei mutmaßlicher Fistelung gestellt wurde. Im Oktober 2020 erfolgte die stationäre Aufnahme zur weiteren Versorgung am BwKrhs Ulm mit anliegendem Fixateur externe.

Die Wundverhältnisse waren bei Erstvorstellung reizfrei und laborchemisch bestand kein Hinweis auf eine Infektion. Bei weiterhin klinischem Verdacht erfolgte zeitnah eine Entzündungsszintigrafie mit 99mTc-markierten Granulozyten-Antikörpern, die das typische Befundmuster einer floriden granulozytären ossären Entzündung im Sinne einer Osteomyelitis ergab. Typisch ist die fokale und im Zeitverlauf zunehmende intraossäre Anreicherung in der nicht fusionierten OSG-Arthrodese entlang der sich kreuzenden Schraubenosteosynthesen vom Osteotomiespalt bis in das dorsale hintere USG (Abbildungen 7 und 8).

Anfang November 2020 wurden daher die Arthrodeseschrauben entfernt, ohne dass sich intraoperativ Sekret entleerte. Der Athrodesenspalt wurde ausgeräumt und Gewebeproben für die Mikrobiologie gewonnen. Es erfolgte die Versorgung mit einem neuen gelenkübergreifenden Fixateur externe (Abbildung 9). In den Gewebeproben konnte S. aureus mikrobiologisch gesichert werden mit anschließender testgerechter antibiotischer Therapie. In einer kurzfristigen Re-Operation noch im November 2020 wurde an der distalen Tibia bzw. dem ehemaligen OSG-Spalt links debridiert, antiseptisch gespült und eine Mini-Septopalkette eingebracht (Abbildung 10), die Ende des gleichen Monats gewechselt wurde. Es ergab sich kein weiterer Keimnachweis im zeitlichen Verlauf.

Daher wurde im Dezember 2020 das linke Sprunggelenk mittels Nagelarthrodese versorgt, die Gelenkspalten des OSG und USG mit aus der Tibia gewonnener Spongiosa aufgefüllt und der gelenküberbrückende Fixateur externe entfernt. Im postoperativen Röntgenbild wurde die regelrechte Lage der Arthrodese dokumentiert. Der Patient konnte bereits am ersten postoperativen Tag mit Hilfe der Physiotherapie mobilisiert werden und nach reizfreier Wundheilung und guter Mobilisation in die weiterführende ambulante Behandlung in die Ukraine entlassen werden.

 

Abb. 7: (A-H) SPECT/CT mit 99mTc-markierten Granulozyten-Antikörpern mit CT in transversaler Schnittführung (A,E), SPECT in transversaler Schnittführung (B,F) und fusioniertes SPECT/CT in transversaler Schnittführung (C,G); SPECT MIP der Unterschenkel (D,H)
24 h Aufnahmen p.i. mit im Zeitverlauf zunehmender Anreicherung der Granulozytenantikörper als Ausdruck einer Osteomyelitis, (A-D) (grüner Pfeil) im Vergleich zu den 4 h p.i.-Aufnahmen (E-H) (blauer Pfeil).

Abb. 8: (A-F) SPECT/CT mit 99mTc-markierten Granulozyten-Antikörpern in sagittaler Schnittführung, CT (A,D), SPECT (B,E) und fusioniertes SPECT/CT (C,F)
(A-C) Die 24 Stunden Aufnahmen p.i. zeigen die zunehmende Anreicherung der Granulozytenantikörper im Sinne eines floriden granulozytären Entzündungsfokus (grüner Pfeil) im Vergleich zu den 4 h p.i.-Aufnahmen (D-F, blauer Pfeil).

Abb. 9: (A) Postoperatives seitliches Röntgenbild nach vollständiger Entfernung der Arthrodeseschrauben und Neuanlage eines Fixateur externe
(B) Kontrollbild nach eingebrachter Septopalkette mit Gentamycin im ehemaligen OSG-Spalt (blauer Pfeil).

Abb. 10: (A,B) Abschließende Röntgenaufnahme im BwKrhs Ulm in 2 Ebenen mit regelrechter Darstellung der neu eingebrachten Nagel-Arthrodese nach Entfernung des Fixateur externe und Spongiosa-Auffüllung der OSG- und USG-Spalten.

Diskussion

Die beiden präsentierten Kasuistiken verdeutlichen die Komplexität und Problematik von Kriegsverletzungen. Die in den meisten Krankenhäusern – auch allen Bundeswehrkrankenhäusern – vorhandenen radiologischen Untersuchungsverfahren sind ein wichtiger diagnostischer Pfeiler für die Beurteilung der Frakturheilung. Die Projektionsradiografie und das CT sind die am häufigsten eingesetzten Methoden und stehen oft an erster Stelle zur Beurteilung der Frakturheilung. Ergänzt werden sie durch die MRT, die ihre größten Vorteile in der Beurteilung der angrenzenden Weichteile hat sowie Entzündungen (Osteomyelitis oder Abszess) als Ursache einer verzögerten Frakturheilung detektieren kann. Zusätzlich können neurovaskuläre Strukturen, wie im Fall 1 beschrieben, gut darstellt werden. Durch i.v.-Kontrastmittel in Verbindung mit der DCE-MRT (Dynamic Contrast-Enhanced MRT) kann die Vaskularisation des Knochens beurteilt werden. Neben der morphologischen Bildgebung stellen u. a. Laborparameter und auch die Knochenmatrixdichte wichtige Befunde im diagnostischen Algorithmus dar und bestimmen die Therapieplanung.

Hybridbildgebung überlegen

Die hier vorgestellten Explosions-bzw. Schuss-Verletzungsmuster der ukrainischen Soldaten konnten aber nur deshalb zielgerichtet und zeitnah optimal therapiert werden, weil die zusätzlichen komplementären Untersuchungsmethoden der Molekularen Bildgebung in der Nuklearmedizin durchgeführt wurden. Die moderne nuklearmedizinische Ausstattung mit Hybridgeräten (PET/CT, PET/MRT, SPECT/CT) gewährleistet in einem Untersuchungsgang die simultane morphologische und funktionelle Bildgebung.

Nuklearmedizinische diagnostische Verfahren werden insbesondere in der Ausschlussdiagnostik von Infektionen eingesetzt, wenn die bisherige Diagnostik nicht eindeutig ist. Die Infektpseudarthrose kann sich im Röntgenbild sowohl als hyper- als auch atrophe Pseudarthrose darstellen und biologisch unterschiedliche Grade der Vitalität aufweisen. Dem Verdacht einer Infektpseudarthrose muss konsequent nachgegangen werden, damit eine verzögerte oder insuffiziente Therapieplanung vermieden wird. Trotz fehlender klinischer Hinweise auf einen Infekt gelingt ein Keimnachweis in 44 % der Gewebeproben aus der Pseudarthrose [4]. Daher sollten vor allem bei der Frage nach einer Infektpseudarthrose nuklearmedizinische diagnostische Verfahren wie die Granulozyten-Szintigrafie mit SPECT/CT oder die FDG-PET/CT zum Einsatz kommen.

NaF-PET/CT der bessere Knochenscan

Die am BwKrhs Ulm etablierte dynamische NaF-PET/CT eignet sich hervorragend für die Vitalitätsdiagnostik der Pseudarthrose und bildet eine Grundlage für die weitere Therapieplanung bzw. -umstellung. In der nuklearmedizinischen PET-Radiopharmazie werden unter den strengen Regularien des deutschen Arzneimittelgesetzes und EU-Richtlinien u. a. NaF als Radiopharmakon eigenverantwortlich hergestellt. Daher stehen die Vorteile dieses Tracers mit unübertroffener Bildqualität, kürzerer Untersuchungszeit, Möglichkeit der dynamischen Untersuchung inkl. Quantifizierung neben Tumorpatienten mit der Frage nach Skelettmetastasen auch für komplexe traumatologische Fragestellungen zur Verfügung.

Die geringere Strahlenexposition gegenüber anderen Verfahren ist ausschlaggebend für die Anwendung der NaF-PET bei jungen Patienten und damit bei verwundeten Soldaten. Mit entsprechender Erweiterung der PET-Radiopharmazie könnten die PET-Tracer auch der Nuklearmedizin am BwZKrhs Koblenz zur Verfügung gestellt werden, um diese Form der nuklearmedizinischen PET-Diagnostik für Soldaten mit komplexen Verletzungsmustern auch dort redundant sicherzustellen, da bei größeren bewaffneten Konflikten, z. B. im Rahmen der Bündnisverteidigung, die Kapazität einer Klinik für eine adäquate Versorgung nicht ausreichen dürfte.

Fazit

Eine verzögerte Frakturheilung und insbesondere Pseudarthrosen sind schwerwiegende Komplikationen, die bei Patienten aus Krisen- und Kriegsgebieten gehäuft zu erwarten sind. Die Therapie ist, wie in den Fallbeispielen präsentiert, langwierig, extrem aufwendig und fast immer mit mehrfachen chirurgischen Eingriffen verbunden.

Für die richtige Therapieentscheidung sind bei Pseudarthrosen moderne nuklearmedizinische Untersuchungen von großer Bedeutung, insbesondere wenn eine knöcherne Infektion oder die Vitalität von Knochenfragmenten abgeklärt werden müssen. Die Abteilung Nuklearmedizin im BwKrhs Ulm verfügt über die für diese Fälle optimierten diagnostischen Verfahren der Molekularen Bildgebung inklusive eigener PET-Radiopharmazie und ist diesbezüglich mit großen Universitätskliniken vergleichbar.

Literatur

1. Glaudemans AWJM, Jutte PC, Cataldo MA et al.: Consensus document for the diagnosis of peripheral bone infection in adults: a joint paper by the EANM, EBJIS, and ESR (with ESCMID endorsement). European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2019; 46(4): 957-970. mehr lesen
2. Linke R, Weidemann H, Militz M: Bildgebende Diagnostik der Osteitis. Trauma und Berufskrankheit 2009; 11(2): 193-202. doi:10.1007/s10039-008-1470-1 mehr lesen
3. Meller J, Sahlmann C, Ivancevic V: DGN-Handlungsempfehlung (S1-Leitlinie) Differentialindikation für verschiedene radioaktive Arzneimittel bei unterschiedlichen entzündlichen Erkrankungen Stand: 6/2015–AWMF-Registernummer: 031–018. Deutsche Gesellschaft für Nuklearmedizin e.V. 2015 mehr lesen
4. Otchwemah R, Moczko T, Marche B: High prevalence of bacteria in clinically aseptic non-unions of the tibia and the femur in tissue biopsies. Eur J Trauma Emerg Surg 2020; 46(5): 1093-1097. mehr lesen
5. Schmal H, Brix M, Bue M et al.: Nonunion - consensus from the 4th annual meeting of the Danish Orthopaedic Trauma Society. EFORT Open Rev 2020; 5(1): 46-57. mehr lesen
6. Sollini M, Trenti N, Malagoli EL: [18F]FDG PET/CT in non-union: improving the diagnostic performances by using both PET and CT criteria. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2019; 46(8): 1605-1615. mehr lesen
7. Stewart SK, Tenenbaum O, Higgins C, Masouros S, Ramasamy A: Fracture union rates across a century of war: a systematic review of the literature. BMJ Mil Health 2020; 166(4) :271-276. mehr lesen
8. Wenter V, Müller J-P, Albert NL et al.: The diagnostic value of [18F]FDG PET for the detection of chronic osteomyelitis and implant-associated infection. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 2016; 43(4): 749-761. mehr lesen
9. Wong KK, Piert M: Dynamic bone imaging with 99mTc-labeled diphosphonates and 18F-NaF: mechanisms and applications. J Nucl Med 2013; 54(4): 590-599. mehr lesen
10. Zura R, Xiong Z, Einhorn T, Watson JT et al.: Epidemiology of Fracture Nonunion in 18 Human Bones. JAMA Surg 2016; 151(11): e162775. doi:10.1001/jamasurg.2016.2775 mehr lesen

Bildquellen

Sofern nicht anders vermerkt, stammen alle Abbildungen aus dem Bundeswehrkrankenhaus Ulm.

Manuskriptdaten

Zitierweise

Grunert M, von Lübken F, Klemenz B: Nuklearmedizinische Diagnostik bei Patienten mit verzögerter Knochenheilung nach Explosions- und Schusstraumata. WMM 2022; 66(6-7): 224-232.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-28

Für die Verfasser

Oberfeldarzt Dr. Michael Grunert

Bundeswehrkrankenhaus Ulm

Abteilung Nuklearmedizin

Oberer Eselsberg 40, 89081 Ulm

E-Mail: michaelgrunert@bundeswehr.org

Manuscript data

Citation

Grunert M, von Lübken F, Klemenz B: Nuclear medicine imaging in patients with delayed bone union after blast and gunshot injuries. WMM 2022; 66(6-7): 224-232.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-28

For the authors

Lieutenant Colonel (MC) Dr. Michael Grunert

German Armed Forces Hospital of Ulm

Department for Nuclear Medicine

Oberer Eselsberg 40, D-89081 Ulm

E-Mail: michaelgrunert@bundeswehr.org

Unfallchirurgische Anwendungsbeobachtung des Fixateursystems DiFix^®(Originalarbeit)

Application testing of the fixator system DiFix^® in trauma surgery

Anja Brückner^a, Jörg Klewer^a, Anne Wolf-Kipping^b, Andreas Martin^b, Bernhard Karich^b, Stefan Reske^c

^a Westsächsische Hochschule Zwickau

^b Heinrich-Braun-Klinikum Zwickau, Klinik für Unfallchirurgie und Physikalische Medizin

^c Heinrich-Braun-Klinikum Zwickau, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie

Zusammenfassung

Hintergrund: Bei Großschadensereignissen sowie im militärischen Einsatz ist die Notfallversorgung von Extremitätenfrakturen mittels Fixateur externe die Methode der Wahl. Existierende Fixateursysteme sind jedoch komplex und erfordern unfallchirurgische Kompetenz. Der DiFix^® ist ein zugelassenes Medizinprodukt und wurde als anwendungsfreundlicher Fixateur externe entwickelt. Diese Arbeit berichtet über die ersten Erfahrungen der Handhabung im Rahmen einer Anwenderbeobachtung in unfallchirurgischen Szenarien unter besonderer Berücksichtigung eines eventuellen Einsatzes im wehrmedizinischen Setting.

Methoden: In einem einjährigen Zeitraum wurden 35 unfallchirurgische Patienten mit dem DiFix^® behandelt. Mittels standardisierter Evaluationsfragebögen wurden die Erfahrungen in der Anwendung des Systems sowie Komplikationen während und nach der Montage erfasst.

Ergebnisse: Die Anwendung des DiFix^® in der klinischen Praxis ergab eine hohe Zufriedenheit der Operateure. In allen behandelten Fällen konnte die Transportfähigkeit gesichert werden. Zudem wurde durchgängig von einer einfachen Handhabung, auch durch nicht unfallchirurgisch qualifizierte Mediziner (Assistenzärzte in Ausbildung), berichtet. Unter gesonderten Bedingungen, beispielsweise im Schockraum, war eine Montage des Systems möglich.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass das DiFix^®-System gegenüber etablierten Fixateur externe-Systemen Vorteile hinsichtlich der vereinfachten Montage aufweist. Die problemlose Anwendung des Systems durch nicht unfallchirurgisch qualifizierte Mediziner gibt Hinweise darauf, dass der Einsatz des DiFix^® sowohl in Terror- und Katastrophensituationen als auch in wehrmedizinischen Szenarien möglich ist. Für eine genauere Bewertung sind zukünftig jedoch Erprobungen in außerklinischen Notfallszenarien notwendig.

Schlüsselwörter: DiFix^®, Fixateur externe, Notfallversorgung, Fraktur, Transportfähigkeit

Summary

Background: In large-scale incidents, and in deployment, emergency care of extremity fractures by using an external fixator is the method of choice in many ­cases. Existing fixators are complex and require competence in trauma surgery. The DiFix^® is a licensed medical product and has been developed as a ­user-friendly external fixator. This paper reports on the first experiences of the handling in the context of an application observation in different trauma-surgical scenarios.

Methods: In a one-year period 35 trauma patients were treated with the DiFix^®. By using standardized evaluation forms the experience of using the system and complications during and after the procedure have been documented.

Results: The use of the DiFix^® in clinical practice resulted in a high level of satisfaction among the surgeons. In all cases, transportability was secured, and easy handling, even by physicians not qualified in trauma surgery (residents in training), was reported. Under separate conditions, for example in the shock room, assembly of the system was possible.

Conclusions: The results show that the DiFix^® system presents with advantages compared to existing external fixator systems in terms of simplified assembly. The easy use of the system by physicians not qualified in trauma surgery provides evidence that the use of the DiFix^® is possible in terror and disaster situations as well as in military medical scenarios. Future testing in non-clinical emergency scenarios is necessary for a more accurate evaluation.

Keywords: DiFix^®, external fixator, emergency care, fracture, transportability

Hintergrund

Vor allem im Zusammenhang mit Großschadens- und Terrorereignissen spielt eine schnellstmögliche Erstversorgung von Verletzten für die Behandlungschancen eine wesentliche Rolle [9]. Besonders bei Terrorereignissen unterscheiden sich die Rahmenbedingungen am Ort des Geschehens deutlich von zivilen Katastrophenereignissen: Wesentliche Unterschiede im Verletzungsmuster resultieren vor allem aus dem hohen Umfang an Schuss- und Explosionsverletzungen, welche im klinischen Alltag sehr selten sind. Auch müssen potenzielle Helfer schnell reagieren, da deren Sicherheit nicht zwangsläufig gewährleistet ist, denn je nach Terrorereignis kann zusätzlich die Dynamik am Schadensort sehr hoch sein. [4]

Gemäß der S3-Leitlinie Polytrauma/Schwerverletzten-Behandlung der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften e. V. [1] wird als Mittel der Wahl die Anlage eines Fixateur externe für fast alle Extremitätenverletzungen, welche gelenk- und/oder frakturüberbrückende Maßnahmen erfordern, empfohlen, wodurch ein sehr breites Anwendungsspektrum entsteht. Eine Studie zu chirurgischen Indikationen in afghanischen Kriegssituationen zeigte, dass bei über 34 % der Behandelten Knochenbrüche vorlagen [10]. In der Knochenbruchbehandlung unter klinischen Bedingungen stehen dem Operateur dabei eine ausreichende Vorbereitungszeit sowie ein umfangreiches Instrumentarium zur Verfügung, beispielsweise auch Bildverstärker für die interoperative Kontrollbildgebung [7]. Bisher sind in Einsatzfahrzeugen sowie Krankenhäusern meist nur komplexe Systeme vorhanden, welche für den klinischen Alltag ausgelegt sind und oftmals nur von erfahrenen Unfallchirurgen angewandt werden können. Vor allem im Rahmen eines Massenanfalls von Verletzten (MANV) entsteht so eine Diskrepanz zwischen erforderlichen und verfügbaren Ressourcen zur Notfallversorgung [9]. Die Sicherstellung der Transportfähigkeit von Verletzten wird infolge der Komplexität entsprechender Systeme und dem zeitgleichen Mangel an unfallchirurgisch qualifizierten Medizinern verzögert. Eine Zeitersparnis ist aufgrund der veränderten Bedingungen in Extremsituationen von großer Bedeutung [4], daher sind bei Terrorereignissen und in der Wehrmedizin Fixateur externe-Sets wünschenswert, welche optimal für eine Disaster Recovery Situation ausgelegt sind.

In der vorliegenden Untersuchung sollten deshalb die Potenziale und Grenzen eines für die unfallchirurgische Versorgung von Extremitätenverletzungen entwickelten Fixateur externe-Systems (DiFix^®, Firma Aminum) untersuchen, das auch durch nicht unfallchirurgisch qualifizierte Ärzte anwendbar ist. Dabei wurden unter klinischen Bedingungen diverse Indikatoren, wie beispielsweise die Einfachheit der Handhabung, eine minimierte Anzahl von Fehlerquellen sowie Montageschritten und die Montagestabilität eruiert. Da eine Simulation von Extremsituationen mit tatsächlichen praktischen Anwendungsfällen nicht möglich ist, wurde das System anhand von Indikationen im klinischen Alltag getestet und dabei besonders die Unterschiede zu bekannten Fixateursystemen betrachtet.

Disaster Recovery Fixateur

Der Disaster Recovery Fixator (DiFix^®) ist ein zugelassenes Medizinprodukt für eine teilweise und/oder vollständige temporäre Fixierung von offenen oder instabilen Frakturen (siehe Abbildung 1). Seine Anwendung ist für alle Extremitätenverletzungen sowie im Bereich des Beckens möglich. Darüber hinaus kann das System eingesetzt werden, wenn Weichteilverletzungen den Gebrauch anderer Frakturbehandlungsmethoden, wie beispielsweise Gipsverbände, einschränken. Die grundsätzlichen Indikationen des DiFix^® entsprechen somit bereits existierenden Fixateursystemen [2].

Abb. 1: Aufbau DiFix®-System mit vormontierten Pins: Das eingeblendete mittlere Bild zeigt die Klemme im Detail, links ist die Zentrier-Bohrspitze der Pins vergrößert dargestellt

Im Vergleich mit anderen Fixateursystemen ist der Umfang der benötigten Komponenten beim DiFix^® deutlich reduziert (siehe Abbildung 2).

Abb. 2: Alle Komponenten passen steril verpackt in eine Einmal-Wickeltasche (A/B). Nach Öffnen der Folie steht ein 1x1 m großes steriles Tuch als Ablage zur Verfügung. Im Set sind u. a. 3 vormontierte Klemmen (a), 2 Verbindungsstäbe (b) und eine Gewebeschutzhülse (c) zur Positionierung der Pins. Ferner ist eine Handkurbel (d) enthalten, mit der die Pins eingedreht werden können. Pins und Verbindungsstab werden über ein vormontiertes Klemmelement verbunden (C); es stehen 4 Pin-Typen zur Verfügung (D).

Der DiFix^® besteht nur aus wenigen Komponenten:

• Knochenschrauben „DiFix^® Pin“: zur perkutanen Implantation in den Knochen (Werkstoff: Titanlegierung Ti6Al4V),
• Verbindungsstäbe „DiFix^® Rod“: mit Ø11 mm als Verbindungselemente zwischen den Verbindungsklemmen (Werkstoff: Aluminium AlMgSi1),
• Klemmelement „DiFix^®-Clamp“: aus Aluminium-Scheiben, die mittels einer hochfesten Titan-Achse zusammengehalten werden. Zudem sind Federelemente aus Edelstahl verbaut, welche dazu dienen, die Verzahnung aus dem Eingriff zu halten, solange die Klemme noch nicht festgezogen ist, damit die freie Beweglichkeit der Klemme während der Montage sichergestellt ist (Werkstoffe: Aluminium AlMgSi1, Titan Ti6Al4V ELI, Edelstahl 1.4310 X10CrNi18–8).

Im Unterschied zu anderen Fixateur externe-Systemen enthält das DiFix^®-System nur eine Klemme zur Verbindung von Pins und Verbindungsstab, welche einsatzbereit vormontiert vorliegt. Durch diese technische Lösung wird die Anzahl der Montageschritte reduziert sowie die Gefahr von Verwechslungen eliminiert. Sämtliche Freiheitsgrade werden mit nur einem Handrad (K1) fixiert; dieses kann intraoperativ ohne Spezialwerkzeuge mehrfach gelöst und erneut fixiert werden. Das Festziehen des Handrads erfolgt über den zugehörigen Knebel oder ein Hilfsmittel (z. B. Pin) als Knebel. Dieser Mechanismus soll die Anwendung in Extremsituationen weiter vereinfachen. Die profilierten Stäbe und die gleich profilierte Klemme gehen durch diesen Formschluss schon bei geringen Klemmkräften eine stabile Verbindung ein, weshalb ein Anziehen der Schraube von Hand in den meisten Fällen bereits ausreicht.

Das System wurde einer Anwendungsbeobachtung unter klinischen Bedingungen unterzogen, deren Ergebnisse im Folgenden vorgestellt werden.

Evaluation in der klinischen Praxis

Die Erfassung der Daten erfolgte anhand der Patientenakten im Zeitraum vom 9. November 2020 bis zum 26. Januar 2021 im Heinrich-Braun-Klinikum Zwickau, einem überregionalem Traumazentrum [5]. Die Bewertung der Handhabung mittels eines Evaluationsfragebogens erfolgte durch die durchführenden Operateure direkt nach dem Eingriff sowie erneut im weiteren Behandlungsverlauf.

Evaluationsfragebogen

Der Fragebogen umfasste zwei Teile: Teil 1 war direkt nach dem Eingriff vom Operateur auszufüllen und umfasste die Bewertungskriterien:

• „Universelle Verwendbarkeit“,
• „Einfache Handhabung“,
• „Minimierte Anzahl von Fehlerquellen“,
• „Minimierte Anzahl von Montageschritten und Werkzeugen“,
• „Setzen der Pins“,
• „Montage der Klemmen und Stäbe“,
• „Reposition möglich?“,
• „Ausreichende Stabilität der Montage, Ausreichende Stabilität der Knochenverankerung“ sowie
• „Transportfähigkeit des Patienten“.

Teil 2 des Evaluationsfragebogens umfasste die Bewertung des zuständigen Operateurs im Behandlungsverlauf. Hierzu wurde als Zeitpunkt die Demontage des DiFix^® beziehungsweise eine notwendige Verlegung des Patienten herangezogen. Die Bewertung erfolgte dabei unmittelbar nach Demontage des DiFix^®. Dabei wurden erneut die Merkmale „Universelle Verwendbarkeit“ und „Einfache Handhabung“ erfasst. Darüber hinaus erfolgte eine Beurteilung der Kriterien:

• „Transportfähigkeit mit Montage“,
• „Patientenzufriedenheit“,
• „Stabilität der Montage weiterhin gegeben“,
• „Stabilität der Knochenverankerung weiterhin gegeben“,
• „Keine Lockerung Pins“ sowie
• „Keine Pin-Infektion“.

Die Kriterien wurden jeweils auf einer vierstufigen Skala bewertet, wobei folgende Merkmalsausprägungen möglich waren:

• „Erwartungen/Anforderungen voll erfüllt“,
• „Erwartungen/Anforderungen weitgehend erfüllt“,
• „Erwartungen/Anforderungen eingeschränkt erfüllt“ sowie
• „Erwartungen/Anforderungen nicht erfüllt“.

Patienten- und Verletzungscharakteristika

Im Untersuchungszeitraum wurden 35 Patienten¹ (Alter 15 bis 80 Jahre) mit dem DiFix^®-System versorgt und die Versorgung anhand des Evaluationsfragebogens bewertet. Insgesamt 23 Patienten waren männlich und 11 weiblich.

Die Unfallarten der behandelten Personen wurden gemäß den Vorgaben des Traumaregisters der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie (DGU) [3] kategorisiert:

• Sturz mit Fallhöhe ≥ 3 m (n = 5),
• Sturz mit Fallhöhe < 3 m (n = 7), ebenerdiger Sturz (n = 1), PKW-Insasse (n = 4), LKW-Insasse (n = 1),
• Motorrradfahrer/-sozius (n = 5),
• Fahrrad (n = 3),
• Fußgänger angefahren (n = 4) sowie
• sonstige Unfälle (n = 5).

Zu den sonstigen Unfällen zählten ein Distorsionstrauma, der Fall eines Wärmetauschers auf die Unterschenkel, Gerinnungsstörungen unter Alkoholintoxikation, der Fall eines Baumes auf die Person sowie das Anfahren durch einen Gabelstapler. Um die Anwendung des DiFix^®-Systems bei verschiedenen Verletzungsmustern zu bewerten, wurde zudem eine Einteilung nach den Körperregionen vorgenommen, an welchen der DiFix^® angewandt wurde (siehe Abbildung 3). In zwei Behandlungsfällen erfolgten dabei Montagen an mehreren der dargestellten Körperregionen, sodass während des gesamten Beobachtungszeitraums 38 Montagen durchgeführt wurden.

Im Untersuchungszeitraum konnten verschiedene Optionen der DiFix^®-Montage realisiert werden (siehe Abbildung 4). Auch konnte das DiFix^®-System in komplexen Fällen erfolgreich als Hybridlösung zusammen mit anderen Fixa­teursystemen (z. B. Hoffmann 2) angewandt werden.

 

Abb. 3: Dokumentierte Fälle im Evaluationszeitraum

 

Abb. 4: Exemplarische Behandlungsfälle: (A) komplexe Oberschenkelfraktur rechts, (B) komplexe Tibiakopffraktur und (C) Fraktur des linken Sprunggelenks ^®

Bewertung DiFix^® nach Montage

Die Evaluation der Handhabung des DiFix^®-Systems erfolgte durch die Operateure. Unter diesen waren sowohl erfahrene Fachärzte als auch Assistenzärzte ohne Erfahrungen im Umgang mit Fixateursystemen, welche die Montage unter Anleitung eines unfallchirurgischen Facharztes durchführten. Dies ermöglichte die Untersuchung der Handhabbarkeit des Systems durch Mediziner mit geringerer unfallchirurgischer Praxiserfahrung.

Das Einbringen der Pins, insbesondere im Oberschenkelbereich, erfolgte teilweise unter Verwendung einer Bohrmaschine. Die Eindrehmomente überstiegen dabei teilweise die mögliche Maximalkraft der Maschineneintriebe, sodass das vollständige Eindrehen des Pins dann mittels der im Instrumentarium enthaltenen Handkurbel erfolgte. Als besonders hilfreich wurde die speziell konzipierte Gewebeschutzhülse empfunden, welche problemlos eine Positionierung der beiden Pins im korrekten Abstand ermöglichte (Abbildung 5).

Abb. 5: Klappbare Gewebeschutzhülse mit Trocar

Die Montage der Verbindungsstäbe zwischen den Klemmen und die Ausrichtung des Fixateursystems waren durch das Konzept der vormontierten Klemmen deutlich vereinfacht. In der klinischen Anwendungsphase konnten alle üblichen Fixateurmontagen im Extremitätenbereich realisiert werden (siehe Anwendungsfälle).

Bei einem Großteil der Operationen wurde angegeben (n = 32), dass der DiFix^® die Anforderungen hinsichtlich einer universellen Verwendbarkeit voll erfüllt (siehe Tabelle 1). Die einfache Handhabung, welche in Extremsituationen besonders zu einer Zeitersparnis beitragen soll, bewerteten 29 Operateure als „voll erfüllt“, weitere 6 als „weitgehend erfüllt“.

Des Weiteren wurden die behandelnden Ärzte gebeten einzuschätzen, ob die Anzahl der Fehlerquellen gegenüber „normalen“ Fixateur externe-Systemen gemindert ist. Dies wurde von der Mehrheit (n = 31) nach der Montage als „vollkommen erfüllt“ bewertet. In weiteren drei Fällen wurde das Kriterium als „weitgehend erfüllt“ und in einem Fall als „eingeschränkt erfüllt“ bewertet. Ebenso wurde in allen 35 Fällen die minimierte Anzahl der Montageschritte durch die Operateure bestätigt.

Bei den ersten Anwendungen wurden nach dem Setzen der Pins Deformierungen an der Zentrierspitze beobachtet. Nach Designkorrektur durch den Hersteller wurde dieses Problem behoben. Im Vergleich zur Stabilität der Montage im Allgemeinen war jedoch die Stabilität der Knochenverankerung bei allen Patienten zumindest weitgehend (n = 3) gewährleistet.

 

Tab. 1: Bewertung des DiFix^®-Systems nach Montage

Die Transportfähigkeit nach der Montage war bei allen behandelten Fällen ohne Einschränkungen gegeben. Darüber hinaus konnte das DiFix^®-System bei einem Patienten mit Fraktur des Tibiaschaftes linksseitig ohne Anwendung eines Bildverstärkers im Schockraum montiert werden. Eine weitere Montage im Schockraum erfolgte am Oberschenkel, hierbei jedoch mit Bildverstärker.

Bewertung des DiFix^® im Behandlungsverlauf

Von den 35 mit dem DiFix^® durchgeführten Behandlungen, konnten alle Fälle abschließend bewertet werden. Ein Patient wurde vorübergehend entlassen.

Nach Demontage oder Verlegung konnte bei allen 35 Fällen die universelle Verwendbarkeit des Systems bestätigt werden (siehe Tabelle 2). Die Frage nach einer einfachen Handhabung wurde für nahezu alle Fälle (n = 33) von den Unfallchirurgen als voll erfüllt bewertet, von zwei weiteren als weitgehend erfüllt. Verglichen mit herkömmlichen Fixateur externe-Systemen wurde von den Behandlern kein Unterschied in Bezug auf die Patientenzufriedenheit angegeben. Komplikationen im späteren Behandlungsverlauf ergaben sich vor allem hinsichtlich der Stabilität der DiFix^®-Montage. In zwei Fällen konnte diese nicht ausreichend und in einem Fall nur eingeschränkt gewährleistet werden. Bei einem Patienten, bei dem eine Fraktur des Tibiakopfes vorlag, kam es in diesem Zusammenhang zwei Mal zu einer Lockerung der proximalen Backe. Auch kam es bei einem Patienten mit geschlossener Femurschaftfraktur trotz Nachziehen der Klemmbacke mehrfach zu einer Backendislokation. In Konsequenz daraus erfolgte bei der Montage am Oberschenkel regelhaft eine Doppelstabmontage. Bei dieser Montageform wurden keine Lockerungen der Klemmen mehr beobachtet. Mögliche Ursache der Klemmenlockerung war im Einzelfall ein nicht korrektes Einrasten der Klemme in die Rillen des Verbindungsstabes. Das Kriterium „keine Pinlockerung“ wurde im Behandlungsverlauf in 33 Fällen vollständig und in 2 Fällen weitestgehend als gewährleistet angesehen. Pin-Infektionen traten bei keinem der Patienten als Komplikation auf. Die Transportfähigkeit mit dem montierten DiFix^®-System war in allen 35 Fällen auch im Behandlungsverlauf jederzeit gewährleistet.

Tab. 2: Bewertung des DiFix^®-Systems nach Demontage/Verlegung

Ergänzende klinische Bewertungen

Bei drei Patienten, welche Verletzungen im Rahmen eines Polytraumas erlitten, bestand die Indikation zu einer MRT-Untersuchung in anderen Körperregionen. Unter kritischer Risikoabschätzung (MRT mit 1,5 T Feldstärke, Verwendung nicht magnetischen Materials und keine Induktionsschleifen) erfolgte bei diesen Patienten ein MRT bei liegendem DiFix^®. In allen Fällen traten dabei keine Beeinträchtigungen/Komplikationen auf.

Limitierungen

Methodenkritisch wäre einzuschränken, dass die Anwendungsbeobachtung des DiFix^® bisher nur im klinischen Umfeld unter entsprechenden standardisierten Bedingungen stattfand. Damit sind noch keine endgültigen Übertragungen auf Extremszenarien möglich. Aufgrund der fehlenden Datenlage konnte zudem die in Notsituationen besonders relevante Zeitersparnis nur subjektiv erfasst und nicht genau quantifiziert werden. Dies müsste in weiterführenden Studien im Vergleich zu bisher etablierten Fixateur externe-Systemen untersucht werden.

Schlussfolgerungen

Der DiFix^® erwies sich als in der unfallchirurgischen Praxis geeignetes Fixateursystem, welches gelenk- und frakturüberbrückend eingesetzt werden kann. Im Vergleich zu etablierten Fixateur externe-Systemen liegen bedeutende Vorteile in der minimierten Anzahl an Montageschritten, welche die Montagezeit verkürzen. Dabei fanden sich keine wesentlichen Nachteile im Vergleich zu komplexeren Systemen [6][8]. Anfängliche technische Probleme des Systems beim Einsatz der Handkurbel sowie hinsichtlich der ausreichenden Stabilität der DiFix^®-Montage im Behandlungsverlauf wurden durch den Hersteller technisch nachgebessert und traten im Verlauf nicht mehr auf.

Im Rahmen der Untersuchung konnte der DiFix^® darüber hinaus auch im Schockraum oder ohne Bildverstärker eingesetzt werden. Außerdem war die Montage durch unfallchirurgisch nicht erfahrene Mediziner (unter fachärztlicher Supervision) problemlos möglich, was sowohl für eine Anwendung des DiFix^® in Terror- und Katastrophenszenarien, aber auch im wehrmedizinischen Kontext spricht.

Kernaussagen

• Der DiFix^® ist das bislang einzige System, bei dem zwei Pins direkt in jeweils eine Klemme integriert werden.
• Durch die verringerte Komplexität kann durch den DiFix^® eine Zeitersparnis bei der Herstellung der Transportfähigkeit erzielt werden.
• Der Formschluss zwischen Klemme und Stab bewirkt bereits nach dem Festziehen von Hand eine sehr hohe Primärstabilität.
• Die Anwendung ist auch durch unfallchirurgisch wenig erfahrene Mediziner möglich.
• Die Evaluation des DiFix^® in der klinischen Praxis lässt auf seine Eignung in Terror-und Katastrophenszenarien sowie in Einsatzsituationen schließen.

Literatur

1. Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften (AWMF): S3 - Leitlinie Polytrauma/Schwerverletzten-Behandlung nach Stand 07/2016 (AWMF-Register 012/019). Berlin 2016: Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. mehr lesen
2. Berdel P: Orthopädie und Unfallchirurgie. Stuttgart 2010: Georg Thieme Verlag.
3. Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie (DGU): Traumaregister - Standardbogen V2020 (06/20)., letzter Aufruf 2. Januar 2022. mehr lesen
4. Friemert B, Franke A, Schwab R, Hinck D, Achatz G: Chirurgische Versorgungsstrategien beim TerrorMANV. Notfall+Rettungsmedizin 2018; 21(4): 278-288. mehr lesen
5. Heinrich Braun Klinikum Zwickau. Überregionales Traumazentrum. , letzter Aufruf 20. Februacr 2022. mehr lesen
6. Hernigou P: History of external fixation for treatment of fractures. International orthopaedics 2017; 41(4): 845–853. mehr lesen
7. Kamin K, Rammelt S, Kleber C, Marx C, Schaser KD: Fixateur externe: temporäre Fixation und Weichteilmanagement am oberen Sprunggelenk. Operative Orthopädie und Traumatologie 2020; 32(5): 421-432. mehr lesen
8. Varady PA, Greinwald M, Augat P: Biomechanical comparison of a novel monocortical and two common bicortical external fixation systems regarding rigidity and dynamic stability. Biomedizinische Technik. Biomedical engineering 2018; 63(6): 665–672. mehr lesen
9. Werner S, Springborn C, Münzberg M, Gather A: Präklinisches Vorgehen bei Massenanfall von Verletzten und Erkrankten (MANV) und Terror-MANV. Trauma und Berufskrankheit 2018; 20: 159–170. mehr lesen
10. Wichlas F, Hofmann V, Strada G, Deininger C: War surgery in Afghanistan: a model for mass causalities in terror attacks? International Orthopaedics (SICOT) 2020; 44(12): 2521–2527. mehr lesen

Erklärung zum Interessenkonflikt

Alle Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte gem. dem International Committee of Medical Journal Editors bestehen.

Manuskriptdaten

Eingereicht: 2. März 2022

Nach Überarbeitung angenommen: 24. April 2022

Zitierweise

Brückner A, Klewer J, Wolf-Kipping A, Martin A, Karich B, Reske S: Unfallchirurgische Anwendungsbeobachtung des Fixateursystems ­DiFix® (Originalarbeit). WMM 2022; 66(6-7): 233-239.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-22

Für die Verfasser

Anja Brückner

Westsächsische Hochschule Zwickau

Fakultät Gesundheits- und Pflegewissenschaften

Kornmarkt 1, 08056 Zwickau

E-Mail: anja-brueckner@gmx.de

Manuscript data

Submitted: March 2, 2022

After revision accepted: April 24, 2022

Citation

Brückner A, Klewer J, Wolf-Kipping A, Martin A, Karich B, Reske S: Application testing of the fixator system DiFix® in trauma surgery. WMM 2022; 66(6-7): 233-239.

DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-22

For the authors

Anja Brückner

University of Applied Sciences Zwickau

Health and Healthcare ­Sciences

Kornmarkt 1, 08056 Zwickau

E-Mail: anja-brueckner@gmx.de