ArchivDeutsches Ärzteblatt12/2003Frühlockerung von Hüftgelenkendoprothesen

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Frühlockerung von Hüftgelenkendoprothesen

Dtsch Arztebl 2003; 100(12): A-784 / B-661 / C-621

Katzer, Alexander; Löhr, Jochen F.

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LNSLNS Zusammenfassung
Frühlockerungen von Endoprothesen werden im Wesentlichen durch fünf interferierende Faktoren (Patient, Material, Prothesendesign, Verankerungs- und Operationstechnik) verursacht. Im Hinblick auf den Knochensubstanzerhalt, die Vermeidung aufwendiger rekonstruktiver Maßnahmen, ein günstiges funktionelles Ergebnis und die Beschwerdelinderung sollte auf der Basis der diagnostischen Trias „Anamnese – Klinik – Röntgenbild“ die Indikation zur Revision frühzeitig gestellt und der Eingriff nicht unnötig hinausgeschoben werden. Nach der Entlassung aus der stationären Behandlung lassen regelmäßige klinische Untersuchungen mit Röntgenkontrollaufnahmen mögliche Komplikationen frühzeitig erkennen. Ein sinnvoller Algorithmus ist die Anfertigung von Röntgennativaufnahmen in zwei Ebenen nach einem, zwei und fünf Jahren, sowie im Falle fehlender bildmorphologischer Veränderungen und Beschwerden nach zehn Jahren (kumulatives Ausfallrisiko < 5 Prozent). Falls ein radiologisches Lockerungskriterium (Sinterung, Migration, Saumbildung, Osteolysen) oder zwei Kriterien nachweisbar sind, besteht ein 5- bis 10fach erhöhtes Ausfallrisiko der Prothese.

Schlüsselwörter: Hüftgelenkendoprothese, Diagnosestellung, Differenzialdiagnose, Röntgendiagnostik, Frühlockerung

Summary
Early Loosening of Total
Hip Replacement
Early loosening of joint implants is largely determined by a combination of five factors (patient, material, implant design, fixation, and operative technique). To preserve bone stock, avoid complex reconstructive surgery, obtain good functional results and relief of pain. The indication for revision should be made at an early stage on the basis of the diagnostic trio “history, clinical findings, radiography“ and not delayed unnecessarily. Regular clinical examination and control radiographs following discharge from hospital enable surgeons to recognize early signs of complications. A useful algorithm is radiographed in two planes taken after one, two, and five years and in cases without visible morphological changes and pain also after ten years (cumulative risk of failure < 5 per cent). If there
is evidence of one or two radiographic criteria for loosening (sintering, migration, radiolucency, osteolysis) the risk that the implant will fail is
increased by 5 to 10 times.

Key words: total hip arthoplasty, diagnosis, differential diagnosis, radiography, early loosening


Der endoprothetische Ersatz großer Gelenke gilt als das erfolgreichste Therapieprinzip der orthopädischen Chirurgie. Alleine in der Bundesrepublik Deutschland werden jährlich über 150 000 Hüftgelenktotalendoprothesen implantiert. Systemimmanent ist die aseptische Lockerung letztlich das Hauptausfallkriterium. Vorzeitige Prothesenlockerungen werden dabei in bis zu 21 Prozent der Fälle (Sonderfall Carbonschäfte: bis zu über 90 Prozent; Abbildung 1) beschrieben. Ein Zeitpunkt, bis zu dem man von einer Frühlockerung spricht, ist bislang nicht einheitlich definiert. So werden unter diesem Begriff alle Lockerungsprozesse, die innerhalb der ersten fünf bis zehn Jahre nach der endoprothetischen Versorgung nachweisbar sind, subsumiert. Dabei unterliegt die Feststellung des genauen Zeitpunkts, zu dem die Lockerung eingetreten ist, erheblichen Schwankungen. Von einer Frühlockerung im engeren Sinne sollte zur besseren Vergleichbarkeit der erhobenen Daten aber lediglich innerhalb der ersten fünf Jahre gesprochen werden. Von diesem Prozess sind zwar vorwiegend jüngere, männliche, körperlich aktive und schwergewichtige Patienten betroffen, aufgrund der demographischen Entwicklung und der wachsenden Zahl primär endoprothetischer Eingriffe werden diese Komplikationen zukünftig aber eine weiter zunehmende Rolle spielen (1, 2, 7, 9, 10, 11, 12, 20, 23, 25, 26, 28).
Die Validität der verschiedenen, zur Verfügung stehenden Untersuchungsmöglichkeiten wird in der Literatur uneinheitlich bewertet, und klinische Lockerungszeichen stehen aufgrund des individuell sehr unterschiedlichen Schmerzempfindens nicht immer im Einklang mit radiologischen Lockerungszeichen. Die Diagnose „Frühlockerung“ stützt sich daher stets auf den Goldstandard „Anamnese – klinischer Befund – Röntgendiagnostik“, wobei dem klinischen Befund vorrangige Bedeutung zukommt. Anhaltende Beschwerden haben auch bei fehlendem bildmorphologischem Korrelat stets eine Ursache (2, 12, 18, 21, 22, 23, 26, 28).
Diagnostisches Vorgehen
Neben Routinekontrollen führt in der Regel das Kardinalsymptom Schmerz zur Untersuchung. Bereits durch die Anamneseerhebung lassen sich zahlreiche andere Ursachen der beklagten Beschwerden ausschließen. Neben der obligaten klinischen Befunderhebung erfolgt die Anfertigung von Röntgenaufnahmen mit kompletter Abbildung des alloplastischen Materials einschließlich der angrenzenden knöchernen Strukturen in zwei Ebenen. Zusätzlich zu qualitativen Schwankungen des Bildmaterials unterliegt die Beurteilung radiologischer Lockerungszeichen einem hohen subjektiven Einfluss. In der Literatur wird die Sensitivität von Standardröntgenaufnahmen mit circa 40 bis 100 Prozent angegeben (28).
Die 3-Phasen-Skelettszintigraphie wird häufig in fraglichen Fällen eingesetzt. Bei klarem klinisch-nativradiologischen Befund ist sie überflüssig und oft, besonders in der Frühphase (bis ein Jahr), unspezifisch. Falschpositive Interpretationen sind häufig und die
Spezifität und Sensitivität im Hinblick auf Frühlockerungen insgesamt kritisch zu bewerten. Die Arthroszintigraphie besitzt eine höhere Aussagekraft ist aber invasiv und aufwendig und sollte daher Ausnahmefällen vorbehalten bleiben. Ein einheitlicher Konsens der Fachgesellschaften zum Nutzen nuklearmedizinischer Untersuchungen bei der Lockerungsdiagnostik existiert nicht (18, 22, 28).
Bei Infektverdacht erfolgt neben der Bestimmung der laborchemischen Entzündungsparameter (Blutsenkungsgeschwindigkeit, Leukozyten, C-reaktives Protein) die Punktion des betroffenen Gelenkes unter streng sterilen Kautelen mit Asservation des Aspirates zur mikrobiologischen Untersuchung. Eine etwaige ungezielte Antibiose sollte zwei Wochen vor der Gelenkpunktion abgesetzt werden, um das Untersuchungsergebnis nicht zu verfälschen. Infektionen sind in den ersten postoperativen Jahren häufiger Lockerungsursache als im späteren Verlauf (anhaltende, diskrete CRP-Erhöhung), und insbesondere periprothetische Low-grade-Infektionen oder antibiotisch anbehandelte Infektionen können sich leicht der mikrobiologischen Diagnostik verschließen (Textkasten 1). Zahlreiche andere Verfahren und Untersuchungstechniken sind bei der Diagnostik von Lockerungsprozessen von untergeordneter Bedeutung, sodass sie sich in der Praxis nicht durchsetzen konnten beziehungsweise nur ausnahmsweise angewendet werden (Textkasten 2).
Kein reproduzierbarer oder gesicherter signifikanter Unterschied im Vergleich zu einer asymptomatischen Kontrollgruppe besteht bei der Diagnostik aseptischer Prothesenlockerungen für die in der Tabelle genannten Verfahren.
Anamnese
Die Schmerzanamnese ist ein unzuverlässiger Parameter zur Beurteilung des Lockerungsstadiums. Während auch ausgedehnte Pfannenlockerungen häufig symptomarm verlaufen, gehen Schaftlockerungen meist mit starken Beschwerden einher. Oberschenkelschmerzen werden häufig auch bei festsitzenden voluminösen und/oder zylindrischen Schäften geschildert. Differenzialdiagnostisch wertvoll ist die Anamnese vor allem bei nicht wegweisendem Röntgen- und Untersuchungsbefund zum Ausschluss anderer Ursachen (Textkasten 3).
Dumpfe, zirkuläre Schmerzen und Ruhebeschwerden sowie Beschwerden im Bereich des proximalen Femur werden häufiger bei Femurschaftosteolysen ohne Komponentenlockerung angegeben. Für eine (beginnende) Lockerung sprechen demgegenüber eher Anlauf- und Belastungsschmerzen oder Oberschenkelbeschwerden (Schaftlockerung) beim Stehen und Gehen. Typischerweise können die Schmerzen in die Leiste (Pfannenlockerung), das Gesäß und das gleichseitige Kniegelenk (Schaftlockerung) ausstrahlen, sodass häufig zunächst die Diagnostik und Therapie einer vermeintlichen Kniegelenkserkrankung eingeleitet wird. Es folgt relativ rasch eine zunehmende Verkürzung der maximalen Gehzeit oder Gehstrecke, begleitet von einem Unsicherheitsgefühl mit Sturzneigung oder dem Empfinden, das betroffene Bein nicht mehr richtig kontrollieren zu können. Eine neu aufgetretene Beinverkürzung weist auf ein fortgeschrittenes Lockerungsstadium mit Pfannenmigration und/oder Schaftsinterung hin (23).
Klinische Untersuchung
Klinische Verfahren zeigen bei der Lockerungsdiagnostik eine befriedigende Sensitivität aber geringe Spezifität. Gangbildbeeinträchtigungen (Schonhinken, Gehhilfen) werden meist durch andere Faktoren (beispielsweise Alter, Allgemeinzustand, Begleiterkrankungen, Weichteilschäden, Nervenläsionen) mit beeinflusst. Pfannen- und Schaftlockerungen beziehungsweise Lockerungen beider Komponenten lassen sich allein anhand der Untersuchung nicht ausreichend sicher differenzieren. In der Regel kann man einen Rüttel-, Stauchungs- und/oder Rotationsschmerz der betroffenen Seite auslösen. Schmerzreflektorische Bewegungseinschränkungen lassen sich gegen mechanische Widerstände (Ossifikationen, Interponat, Impingement) abgrenzen und Beinlängendifferenzen verifizieren. Grundsätzlich empfiehlt sich die Dokumentation der Untersuchungsbefunde nach einem standardisierten Schema unter Anwendung der Neutral-0-Methode und optionaler Verwendung eines etablierten Scores (zum Beispiel Harris-Hip-Score oder Score nach Merle d'Aubigné und Postel). Nur hierdurch ist die Vergleichbarkeit der Ergebnisse im zeitlichen Verlauf gewährleistet (22).
Röntgenbefund
Eine einheitliche Bewertung der Bedeutung von Lysesäumen oder eine Definition des Zeitpunktes, ab dem eine radiologische Lockerung vorliegt, existiert nicht. Die Kriterien zur Beurteilung zementierter, nicht zementierter und von Hybridprothesen sind im Wesentlichen dieselben. Im Röntgenbild sind Frühlockerungen zunächst von periprothetischen Osteolysen ohne Lockerung des alloplastischen Materials zu unterscheiden, die aber auch auf das Risiko eines vorzeitigen Versagens der Prothesenverankerung hinweisen. Die Osteointegration zementfreier Prothesen ist durch konventionelle Röntgenaufnahmen nicht zu beweisen, es gibt lediglich Anzeichen für ein Ausbleiben derselben. Scheinbar festsitzende Komponenten können daher gelockert sein. Ebenso lassen sich Abriebpartikel radiologisch nicht nachweisen. Problematisch sind beim Vergleich von Röntgenbildern häufig nicht standardisierte Aufnahmen mit fehlender oder verprojezierter zweiter Ebene, verschiedener Rotationsstellung der unteren Extremitäten und Unterschieden in Belichtung und Film-Fokus-Abstand (18, 20, 21, 25).
Die prognostische Bedeutung von fokalen Osteolysen und Saumbildungen ist im Einzelfall häufig schwer beurteilbar. Bei der Lockerungsdiagnostik hat es sich jedoch bewährt, elf Kriterien zur Beurteilung heranzuziehen (Textkasten 4). Im Wesentlichen gilt hierbei die Regel „mehr als 2 mm“, das heißt, sobald entweder Osteolysen oder Saumbildungen oder die Migration der Pfanne beziehungsweise die Sinterung der Schaftprothese innerhalb von zwei Jahren nach der Operation 2 mm überschreiten beziehungsweise weiter progredient sind, liegt die Revisionswahrscheinlichkeit bei circa 50 Prozent (14, 18, 24).
Lysesaum
Lysesäume sind linienförmige Aufhellungen an der Implantat-Knochen-, Implantat-Zement- und Zement-Knochen-Grenze. Bei Beschwerdefreiheit ist eine Saumbildung keineswegs ein Beweis für eine Komponentenlockerung und allenfalls kontrollbedürftig. Sowohl bei zementierten als auch bei zementfreien Schaftprothesen, bei letzteren häufig in Verbindung mit einem Sklerosesaum, sind nicht progrediente, inkomplette Lysesäume < 2 mm nicht ungewöhnlich. Als Maß gilt jeweils der breiteste Saum, gleich welcher Lokalisation. Andererseits kann auch bei unauffälligem Röntgenbefund der Lockerungsvorgang des Schaftes in Form von Spalten und Mikrobewegungen bereits begonnen haben. Zirkumferente Lysesäume > 1 mm oder Lysesäume > 2 mm, die mehr als ein Drittel jedweder der 14 Gruen-Zonen (Schaft) im anterior-posterioren beziehungsweise seitlichen Bild oder der drei Azetabulumzonen nach De Lee/ Charnley (Pfanne) einnehmen, sind lokkerungsverdächtig (8, 18, 24).
Osteolysen
Als Osteolysen bezeichnet man zirkuläre, ovaläre oder blasenförmige Aufhellungen des knöchernen Lagers. Es werden einzelne von multiplen, isolierte von konfluenten und partielle Osteolysen von solchen unterschieden, die eine oder mehrere Gruen- beziehungsweise De Lee/Charnley-Zonen komplett einnehmen (Abbildung 2). Osteolysen finden sich häufig bei (noch) festsitzenden Komponenten, und die Klinik korreliert nicht gut mit dem Röntgenbefund. Im Bereich der Pfanne sind Lysezonen < 1 mm häufig und implizieren nicht eine Pfannenlockerung. Lysezonen > 1 mm, die mindestens Zone 1 nach De Lee/ Charnley oder mehr einnehmen, werden demgegenüber als prädiktiv für eine vorzeitige Pfannenlockerung angesehen (Abbildungen 3, 4).
Am Schaft ist die Ausbildung einer solchen Zone innerhalb der ersten sechs Monate ohne weitere Progredienz nicht pathologisch, das heißt, eine konsekutive Sinterung ist selten und das Ausbleiben von Beschwerden charakteristisch für die Mehrzahl der Fälle.
Das wichtigste Merkmal ist daher die Größenzunahme (Grafik). Isolierte Lysen > 2 mm besitzen einen gewissen Vorhersagewert für eine vorzeitige Lockerung, umso mehr bei (beginnender) Konfluenz. Die Quantifizierung solcher radiologischer Lysezonen zeigt im Hinblick auf den Parameter „vorzeitige Lockerung“, dass die Anzahl der Lysen mit dem Unterschied zur radiologisch unauffälligen Kontrollgruppe korreliert (4, 8, 14, 18, 22, 24, 25).
Vertikale Sinterung der Schaftprothese
Die vertikale Sinterung der Schaftprothese lässt sich am besten an Röntgenbildserien verfolgen, bei vergleichbaren Projektionen auch als Ein-
zelbild-Röntgenanalyse (EBRA-FCA, femoral component analysis) bezeichnet.
Als Vergleichsgrößen dienen die vertikale Distanz zwischen der Trochanter-major-Spitze und dem Zentrum des Prothesenkopfes oder zwischen dem Unterrand des Kragens und dem Oberrand des Trochanter minor. Eine Sinterung > 1,5 bis 2,0 mm in den ersten beiden Jahren (Schwellenwert) besitzt eine gewisse prädiktive Bedeutung im Hinblick auf eine vorzeitige Schaftlockerung (Abbildung 5). Es liegt auf der Hand, dass eine Lockerung umso eher auftritt und zu Beschwerden führt, je früher die Sinterung einsetzt und je ausgeprägter sie ist.
Dennoch scheinen sich unterschiedliche Migrationsmuster unterscheiden zu lassen, und zementfreien Implantaten kann generell eine etwas stärkere initiale Sinterung zugestanden werden als zementierten. Die sekundäre Stabilisierung der Schaftprothese nach rascher initialer Sinterung ist auch in größeren Serien deutlich häufiger anzutreffen als das anschließende, gleichmäßig schnelle Fortschreiten des Prozesses (steady-state migration) oder eine plötzliche Sinterung nach initialer Stabilität. Die Zunahme der Migrationsgeschwindigkeit ist das sicherste Zeichen einer beginnenden Lockerung. Daher sind dann regelmäßige Röntgenkontrollen in 3- bis 6-Monatsintervallen erforderlich (14, 15, 17, 23, 25).
Knochenresorption an Calcar und Prothesenschulter
Resorptionsvorgänge am Calcar sind bei bei zementfreien Schäften häufig zu beobachten und per se nicht als Lockerungszeichen zu deuten. Auch das häufig anzutreffende und für einige, polierte Schaftprothesen (zum Beispiel Charnley, Exeter) fast typische Debonding, ein kleiner Lysesaum an der Grenze zur lateralen Prothesenschulter, darf nicht immer mit einer Lockerung gleichgesetzt werden. Dieser gewinnt offensichtlich erst ab einem Wert von circa 2 mm eine gewisse Bedeutung im Hinblick auf eine Frühlockerung (Kraftschluss-Konzept).
Neben der Prothesensinterung können auch die plastische Verformung einiger Schaftprothesen, das Kriechen des Knochenzementes und radiologische Artefakte („Mach-Effekt“) die Ursache eines solchen Röntgenbefundes sein. Die Therapieentscheidung ist somit vom Beschwerdebild und Sinterungsverhalten abhängig (3, 11, 14, 17, 19, 23).
Proximale Osteopenie und Saumbildung
Die Osteopenie des proximalen Femur mit Demineralisation und Kortikalisausdünnung ist entweder Folge einer insuffizienten Fixation (Lockerung), oder die Knochenresorption wird hervorgerufen durch so genanntes Stress-shielding bei Schaftdesigns, deren Verankerung auf distaler Krafteinleitung beruht (zum Beispiel Zweymüller-Schaft). Auch kleine Lysesäume proximaler Femurregionen sind bei distaler Schaftverankerung häufige Normalbefunde (Abbildung 6). Bei sekundärer Spaltbildung (drohende Lockerung) oder therapieresistenten Schmerzen, die durch Mikrobewegungen proximaler Prothesenabschnitte verursacht werden können (Oberschenkelschmerz bei „festsitzender“ Prothese), ist die Revision indiziert (14, 15, 20, 25, 26).
Distale Knochenneubildung
Die subperiostale Knochenneubildung ist Folge der distalen Krafteinleitung bestimmter Schaftprothesenmodelle, von Mikrobewegungen durch die unterschiedliche Steifigkeit von Implantat und Knochen oder einer Implantatlockerung. Neben der unregelmäßigen endostalen Kortikaliskontur lässt sich häufig ein intramedullärer Sklerosesaum (Abbildung 7) um die Schaftspitze (Pedestal-Sign oder Sockel- beziehungsweise Konsolenbildung) nachweisen. Dieses Sockelzeichen kann sich bei distal verankerten Prothesen aufgrund der hohen mechanischen Beanspruchung des Knochens in eine (kolbige) Kortikalisverdickung fortsetzen und ist als Normalbefund zu werten. Eine Distanzbildung zwischen dem Sklerosesaum und der Schaftspitze ist demgegenüber nicht ein
Zeichen guter Osteointegration, sondern deutet auf ein häufig schmerzhaftes Schwingen der Schaftspitze beziehungsweise eine (beginnende) Lockerung hin (1, 11, 14, 18, 26).
Veränderungen der Schaftposition
Eindeutige Lockerungszeichen sind die zunehmende Varus- oder Valgusabweichung der Schaftprothese mit Dezentralisierung des Prothesenkopfes und Veränderungen der Schafttorsion, vorzugsweise in Richtung Retroversion. Periprothetische Femurfrakturen sind nicht selten erste Zeichen einer okkulten beziehungsweise nicht diagnostizierten Lockerung (13, 15, 16, 17, 19, 25).
Zementmantelqualität
Ein inkompletter beziehungsweise inhomogener Zementmantel, Zementmanteldicken < 2 mm jedweder Gruen- oder De Lee/Charney-Zone, frühe Saumbildungen an der Knochen-Zement-Grenze und die fehlende Zementummantelung der Schaftspitze sind prädiktiv für eine vorzeitige Lockerung zementverankerter Prothesen. Zementmantelbrüche weisen auf eine bereits eingetretene Schaft- oder Pfannenlockerung hin (6, 18, 20).
Pfannenmigration
Die Pfannenposition wird durch das Festlegen einer vertikalen (Köhlersche Linie: vom pelvinen Rand des Os ilium zum medialen Rand des Corpus ossis ischii) und einer horizontalen (Linie unterhalb der Köhlerschen Tränenfiguren oder der Sitzbeinhöcker) Bezugsebene im Anterior-posterior-Röntgenbild festgelegt. Die lotgerechte Distanz beider Linien zum Pfanneneingangszentrum in der postoperativen Aufnahme dient als Referenz, zu der eine Änderung der Entfernungsmaße als intraindividuelle Pfannenbewegung zu interpretieren ist. Die Korrektur etwaiger Projektionsfehler erfolgt am Prothesenkopf als Referenzmaß mittels Dreisatzrechnung. Lysesäume > 1–2 mm, Veränderungen der Pfannenposition (Medialisierung, Veränderung von Inklination und [Ante-]Version) sind ebenso sichere Zeichen einer Lockerung wie die Resorption eventuell eingebrachter lasttragender Knochentransplantate (7, 19, 25, 26).
Heterotope Ossifikationen
Heterotope Ossifikationen (Klassifikation: Brooker I–IV oder Arcq 0–III) können neben zahlreichen anderen Ursachen und individueller Disposition auf vermehrte Mikrobewegungen und periprothetische Infektionen als Lockerungsursache hinweisen (5, 23, 27).
Implantatschäden und Bruch zusätzlicher Verankerungsmaterialien
Ein Schaftprothesenbruch ist meist Folge einer proximal betonten Lockerung bei festem Sitz der distalen Schaftendoprothese. Zusätzlich eingebrachte Fixationsschrauben brechen häufig bei Lockerung zementfreier Pfannen beziehungsweise von Spezialimplantaten. Die Ausdünnung von Polyethyleninlays mit zunehmender Dezentrierung des Prothesenkopfes in der Pfanne weist auf exzessiven Abrieb als Lockerungsursache hin (18).

Manuskript eingereicht: 15. 1. 2002, revidierte Fassung angenommen: 9. 12. 2002

zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2003; 100: A 784–790 [Heft 12]

Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das beim Verfasser erhältlich oder im Internet unter www.aerzteblatt.de/lit1203 abrufbar ist.

Anschrift für die Verfasser:
Priv.-Doz. Dr. med. Alexander Katzer
ENDO-Klinik Hamburg
Holstenstraße 2
22767 Hamburg
E-Mail: Alexander.Katzer@damp.de
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