Acetabulumfrakturen: Ein schrittweiser Ansatz zur Identifizierung und Klassifizierung in der 2D-Computertomographie

Acetabulumfrakturen entstehen entweder durch ein Trauma mit hoher Energie, wie z. B. einen Autounfall, oder durch ein Trauma mit geringer Energie, wie z. B. einen Sturz, insbesondere bei älteren Menschen. Daten aus Metaanalysen zeigen, dass 80,5 % der Hüftgelenkpfannenfrakturen durch Kraftfahrzeugunfälle und 10,7 % durch Stürze verursacht werden.1-4

Das von Judet und Letournel entwickelte Frakturklassifizierungssystem ist das am weitesten akzeptierte System; es unterscheidet Frakturen in zehn Typen, fünf elementare Frakturen und fünf assoziierte Frakturen auf der Grundlage von Beobachtungen aus einfachen Röntgenbildern.5-7 Eine adäquate Behandlung von Acetabulumfrakturen erfordert eine genaue Definition des Frakturtyps, des Zerkleinerungsgrads und des Vorhandenseins von intraartikulären Trümmern.8 Die Klassifizierung von Acetabulumfrakturen ist eine Herausforderung, aber von entscheidender Bedeutung für die Wahl der besten chirurgischen Strategie und Vorgehensweise.9,10

In diesem Artikel stellen wir eine schrittweise Diagnosemethode vor, die sich ausschließlich auf axiale CT-Bilder stützt, um Verwechslungen bei der Bewertung verschiedener Frakturtypen zu vermeiden und die Genauigkeit der Diagnose des Frakturmusters zu verbessern, ohne auf 3D-Bilder angewiesen zu sein. Die aus diesem Ansatz gewonnenen Entscheidungsbäume sind für die tägliche Praxis gut geeignet. Da 3D-Rekonstruktionen jedoch in der präoperativen Planung und Klassifizierung weit verbreitet sind, empfehlen wir, die Rekonstruktionen durchzuführen und sie den Chirurgen zur Verfügung zu stellen, da diese Bilder in der Regel begleitende Anomalien wie intraartikuläre Frakturfragmente, Impaktierungen und den Grad der Zerkleinerung zeigen. Darüber hinaus werden 3D-Rekonstruktionen zunehmend bei der präoperativen Plattenherstellung, bei „virtuellen Repositionen“ und bei der intraoperativen Augmented Reality eingesetzt.

Acetabulumfrakturen: Standardverfahren

Frakturen des Acetabulums werden in der Regel durch konventionelle Röntgenaufnahmen, axiale CT und dreidimensionale CT (3D CT) diagnostiziert.11 Die Ganzkörper-MDCT ist die am häufigsten durchgeführte Technik zur Beurteilung von Patienten mit Polytrauma.12 Die hochwertigen axialen Dünnschnitt-CT-Daten, die bei der Erstuntersuchung gewonnen werden, können zur Erstellung koronaler und sagittaler multiplanarer rekonstruierter Bilder (MPR) und oberflächengerenderter dreidimensionaler (3D) Rekonstruktionen verwendet werden.

Die komplexe Anatomie der Hüftpfanne erschwert die genaue Darstellung des Frakturtyps und des tatsächlichen Ausmaßes der Fraktur durch herkömmliche Röntgenbilder und axiale CT-Bilder. Die axiale CT ist jedoch äußerst empfindlich bei der Erkennung von Frakturen, insbesondere von subtilen, nicht verschobenen Frakturen.11,13 Zur Identifizierung von Frakturmustern auf axialen CT-Bildern erfordert die komplexe dreidimensionale Anatomie der Hüftpfanne eine gründliche mentale Integration mehrerer axialer Bilder, um eine genaue Klassifizierung der komplexen Frakturmuster zu ermöglichen.14 Dennoch kommt es immer wieder zu Diagnosefehlern, insbesondere bei unerfahrenen Chirurgen und Radiologen, da Acetabulumfrakturen kompliziert sind und die komplexe Anatomie des Acetabulums in verschiedenen Richtungen durchqueren.15

Fortschritte in der Datenverarbeitung ermöglichen die schnelle Erstellung neu formatierter 3D-Bilder des Acetabulums, die eine genaue Charakterisierung komplexer Acetabulumfrakturen ermöglichen.11 Die Frakturen werden relativ zu ihrer Ausrichtung auf das Acetabulum beschrieben, wenn sie von der lateralen Seite aus betrachtet werden. Eine solche 3D-Anatomie der Hüftpfanne kann durch Subtraktion des Hüftkopfes von der Hüftpfanne dargestellt werden. Diese Rekonstruktionen, die an einer separaten Workstation durchgeführt werden, haben im Vergleich zu axialen CT-Bildern bei der Verwendung durch orthopädische Chirurgen eine Verbesserung der diagnostischen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit von Azetabulumfrakturen gezeigt, jedoch keine signifikante Verbesserung für Radiologen.16 Darüber hinaus erfordern 3D-Rekonstruktionen einen erheblichen Zeitaufwand, insbesondere wenn der Femurkopf vom Azetabulum subtrahiert werden muss. Dieser Zeitfaktor ist die größte Einschränkung der 3D-Rekonstruktion in stark frequentierten Trauma- oder Notfallabteilungen, obwohl sie eine genauere Klassifizierung von Frakturen ermöglicht. Solange axiale Dünnschnittbilder angefertigt werden, können später 3D-Volumenbilder angefertigt werden, um die chirurgische Planung zu unterstützen.

Normale Anatomie

Säulen und Wände

Die Hüftpfanne wird von einer großen vorderen und einer kleineren hinteren Säule gebildet (Abbildung 1). Die vordere Säule besteht aus dem Ramus pubicus superior, der vorderen Hälfte der Hüftpfanne (von vorne gesehen) und den vorderen zwei Dritteln des Darmbeinflügels, die bis zum Beckenkamm reichen. Die hintere Säule umfasst das Sitzbeinhöckerchen und die hintere Hälfte der Hüftpfanne und endet auf der Höhe der großen Ischiaskerbe. Die beiden Säulen vereinigen sich in der supra-acetabulären Region.17-19 Die vordere und die hintere Wand erstrecken sich seitlich von den jeweiligen Säulen und stabilisieren das Hüftgelenk in anteriorer und posteriorer Richtung (Abbildung 2). Im Gegensatz zur vorderen Wand ist die hintere Wand größer und häufiger gebrochen.

Ischiasstrebe

Die Ischiasstrebe ist eine rechteckige Verstrebung des Darmbeins, die die vordere und hintere Säule über das Iliosakralgelenk mit dem Achsenskelett verbindet (Abbildung 1). Er befindet sich oberhalb der großen Ischiaskerbe am oberen Zusammenfluss der Säulen.

Obturatoriumsring

Der Obturatoriumsring wird von den oberen und unteren Schambeinbögen und dem Ramus ischialis gebildet (Abbildung 1).

Quadrilaterale Platte

Die quadrilaterale Platte oder Fläche ist die relativ glatte mediale Fläche des Beckens am Zusammenfluss der Innominatknochen tief im Bereich des Musculus obturator internus; sie ist ein wesentlicher Teil der hinteren Säule. Frakturen, die die mediale Acetabulumwand betreffen, führen zu einer Unterbrechung der Platte.

Klassifikation der Frakturen

Acetabulumfrakturen umfassen 10 verschiedene Typen: fünf elementare Frakturen und fünf assoziierte Frakturen, wie sie von Judet und Letournel beschrieben wurden (Abbildung 3).5 Vier der elementaren Frakturen sind nach der Anatomie des Acetabulums benannt: Vorderwand-, Hinterwand-, vordere Säulen- und hintere Säulenfrakturen. Das fünfte elementare Frakturmuster ist die Transversalfraktur, die die vordere und hintere Säule halbiert und die Hüftpfanne in ein oberes iliakales und ein unteres ischiopubisches Segment teilt. Für die Frakturklassifikation kann es jedoch einfacher sein, alle zehn Frakturtypen nach Säulenfrakturen, Querfrakturen oder Wandfrakturen zu gliedern.

Sechs Schritte zur Beurteilung von Azetabulumfrakturen auf 2D-CT

Ein systematisches Vorgehen bei axialen CT-Bildern mit einer standardisierten Checkliste von aufeinander folgenden Fragen liefert genügend Informationen, um die meisten Azetabulumfrakturen zu klassifizieren. Unser Ansatz beginnt mit der Suche nach Frakturlinien und führt dann zu einer ersten Klassifizierung der Fraktur in eine der drei Hauptgruppen: Frakturen vom Säulentyp, Frakturen vom Quertyp und Frakturen vom Wandtyp. Die Fraktur wird dann anhand der Bildgebungsmerkmale in einen der 10 Typen eingeteilt.6,7,20 Komplizierte Fälle mit starker Zerkleinerung lassen sich möglicherweise nicht eindeutig einem Typ zuordnen; in diesen Fällen sollte die Fraktur mit entsprechenden Einschränkungen dem am besten passenden Typ zugeordnet werden. Diese Art von atypischen Frakturen ist nicht ungewöhnlich.

Wir beginnen mit dem Scrollen durch das Acetabulum, um das Vorhandensein einer Fraktur zu bestätigen. Nach der Bestätigung scrollen wir nach unten, um den Obturatorring auf Unterbrechungen zu untersuchen, und dann nach oben zur Gelenkfläche, um die Ausrichtung der Frakturlinien zu bestimmen, wobei wir besonders auf das Pfannendach, die Basis der Wände und die viereckige Platte achten, um sie in eine der drei Hauptgruppen einzuordnen.

Schritt 1. Abfrage der axialen Bilder auf Höhe des Acetabulum articularis, um die betroffene Gelenkfläche des Acetabulums zu bestätigen und den Ansatz zu beginnen. Stellen Sie fest, ob isolierte Wandfrakturen vorliegen. Isolierte einfache Wandfrakturen unterbrechen die Lippen des Acetabulums, ohne dass eine Säule oder eine andere acetabuläre Komponente gebrochen wird (Abbildung 4). Säulenfrakturen und Querfrakturen hingegen betreffen die Quadrilateralfläche, die flache mediale Oberfläche der Hüftpfanne (Abbildung 5). Die Linien der Wandfrakturen sind auf CT-Scans in der Regel schräg ausgerichtet, ohne dass die Viereckfläche betroffen ist (Abbildung 4). Frakturen der hinteren Wand sollten sorgfältiger auf den Grad der Zerkleinerung, die vorherrschende Fragmentgröße und die Ausdehnung in das Dach oder den oberen Rand des Acetabulums untersucht werden, was alles Auswirkungen auf das chirurgische Management hat.

Schritt 2. Bei Patienten mit viereckiger Oberflächenbeteiligung scrollen Sie nach unten, um festzustellen, ob sich die Fraktur durch den unteren Schambeinast oder das Sitzbeinhöckerchen erstreckt, um eine eventuelle Beteiligung des Obturatorrings festzustellen (Abbildung 5A, 6 ). In seltenen Fällen können Frakturen des Ramus pubicus superior auf eine Unterbrechung des Obturatorrings hinweisen. Eine Beteiligung des Obturatorrings grenzt die Differenzialdiagnose auf Säulen- oder T-Typ-Frakturen ein (Abbildung 6).

Schritt 3. Scrollen Sie nach oben und fragen Sie die Bilder an der Gelenkoberfläche ab, um die Ausrichtung der Frakturlinie durch die viereckige Oberfläche zu bestimmen und Säulenfrakturen von Querfrakturen zu unterscheiden (Abbildung 6). Bei Säulenfrakturen verläuft die dominante Fraktur durch die viereckige Platte von lateral nach medial in enger Annäherung an die anatomische Koronalebene (Abbildung 5). Bei einem Säulenmuster ist die Hüftpfanne durch eine mehr oder weniger vertikale Frakturlinie zerrissen und in ein vorderes und ein hinteres Stück zerlegt (Abbildung 5E).19,21 Dies steht im Gegensatz zur Querfraktur, die durch eine dominante Frakturlinie definiert ist, die durch die vordere und hintere Säule in enger Annäherung an die anatomische Sagittalebene verläuft (Abbildung 7). Es sei darauf hingewiesen, dass die klassische Beschreibung von Acetabulumfrakturen aus der Sicht des Chirurgen und nicht aus der des Radiologen erfolgt. So wird eine „transversale“ Frakturebene, wenn das Acetabulum von vorne betrachtet wird und die Acetabulumkerbe nach unten gerichtet ist, auf axialen Bildern zu einer nahezu sagittalen Frakturebene, wenn das Acetabulum in anatomischer Position liegt (Abbildung 7). Bei einer transversalen Fraktur mit Beteiligung des Obturatorrings handelt es sich um eine T-förmige Fraktur (Abbildung 6). Bei der T-förmigen Fraktur ist das obere Fragment oberhalb der Bruchlinie ähnlich wie bei einer elementaren Querfraktur.

Schritt 4. In diesem Schritt wird untersucht, ob sich die Fraktur in den Beckenflügel oberhalb der Hüftpfanne ausdehnt (Abbildung 5). Frakturen des Darmbeinflügels lassen sich leicht und zuverlässig anhand von Schnitten oberhalb der Kuppel der Hüftgelenkspfanne erkennen (Abbildung 6). Eine Iliakalflügelfraktur ist pathognomonisch für eine Fraktur der vorderen Säule. Erstreckt sich die Säulenfraktur jedoch nicht wie bei einer anterioren Säulenfraktur in den Iliakalflügel, sondern in die große Ischiaskerbe, ist dies ein Hinweis auf eine posteriore Säulenfraktur (Abbildungen 6, 8).

Schritt 5. Dieser Schritt besteht darin, die mit der vorderen Säulenfraktur verbundenen Frakturen zu unterscheiden. Die beiden assoziierten Frakturen mit Beteiligung der vorderen Säule sind die Zweisäulenfraktur und die anteriore Säulenfraktur mit posteriorer Hemitransversalfraktur. Die Bildbetrachtung sollte an der unteren Seite des Iliosakralgelenks beginnen und den Ischiaspfeiler identifizieren. Scrollen Sie nach unten und folgen Sie dem Ischiaspfeiler nach kaudal durch die hintere Säule bis zum Acetabulumdach. Fehlt die Kontinuität zwischen dem Ischiaspfeiler und der hinteren Säule, bevor sie die Oberfläche des Acetabulumgelenks erreicht, oder grenzt der Pfeiler an keine der Gelenkflächen an, sind beide Säulen gebrochen (Abbildung 9).

Wenn vorhanden, verjüngt sich der Ischiaspfeiler zu einer dreieckigen Knochenerweiterung, die inferior und lateral aus dem Iliosakralgelenk herausragt und nicht mit der Gelenkfläche verbunden ist – das so genannte „Spornzeichen“. (Abbildung 9) Wenn beide Säulen brechen, besteht keine Abstützung zwischen der gewichtstragenden Gelenkfläche des Acetabulums und dem Achsenskelett durch das Iliosakralgelenk. Ein Ischiaspfeiler, der sich ohne Unterbrechung durch die hintere Säule fortsetzt, um in der Gelenkfläche der Hüftpfanne zu enden, ist jedoch diagnostisch für eine Fraktur der vorderen Säule mit hinterer Hüftquerfraktur (Abbildung 10).

Schritt 6. Dieser letzte Schritt konzentriert sich auf zwei der zugehörigen Hinterwandfrakturen. Dabei handelt es sich um die Frakturen der hinteren Säule mit der hinteren Wand und die Fraktur der transversalen Wand mit der hinteren Wand (Abbildungen 7 und 8). Wir haben bereits gezeigt, wie isolierte Frakturen der hinteren Säule und isolierte Querfrakturen identifiziert werden können. Die zugehörigen Frakturen liegen vor, wenn die isolierten Frakturen eine Ablösung der Hinterwand beinhalten und separat als freies Fragment identifiziert werden können (Abbildungen 7 und 8). Es ist zu beachten, dass eine Querfraktur typischerweise die hintere Wand durchquert; damit die Fraktur jedoch die Kriterien für eine assoziierte Wandfraktur erfüllt, muss die hintere Wand als verschobenes, von der hinteren Säule getrenntes Fragment vorhanden sein.

Die Angabe zusätzlicher Daten

Die Angabe des Frakturtyps gemäß dem Klassifikationssystem von Judet und Letournel ist wichtig. Außerdem sollten zusätzliche Frakturfragmente, der Grad der Verschiebung und das Vorhandensein von intraartikulären Fragmenten angegeben werden. Schließlich sollten 3D-Bilder rekonstruiert und archiviert werden. Diese Bilder sind hilfreich für weniger erfahrene Chirurgen oder Radiologen und bei komplexeren Frakturmustern auch für erfahrene Beobachter. Zu den Techniken, die die Visualisierung von Frakturen verbessern, gehören die Exartikulation der ipsilateralen Hüfte (durch Subtraktion der Region-of-Interest) und die Rekonstruktion nur des gebrochenen Hemipelvis. Dies ermöglicht auch die Ansicht des Acetabulums von vorne, was bei der Planung des chirurgischen Eingriffs und der Festlegung des chirurgischen Ansatzes für die Reposition hilfreich ist.14,22-24

Schlussfolgerung

Die Klassifizierung von Acetabulumfrakturen nach Judet und Letournel ist mit Röntgenbildern oder axialen CT-Aufnahmen nicht einfach. Eine systematische Vorgehensweise, wie sie im Flussdiagramm (Abbildung 11) beschrieben ist, kann dem Radiologen jedoch helfen, die richtige Klassifizierung auf der Grundlage von axialen CT-Bildern vorzunehmen.

1. Matta JM. Frakturen des Acetabulums: Genauigkeit der Reposition und klinische Ergebnisse bei Patienten, die innerhalb von drei Wochen nach der Verletzung operiert werden. J Bone Joint Surg Am. 1996;78(11):1632-1645.
2. Dakin GJ, Eberhardt AW, Alonso JE, et al. Acetabular fracture patterns: associations with motor vehicle crash information. J Trauma. 1999;47(6):1063 – 1071.
3. Giannoudis PV, Grotz MR, Papakostidis C, et al. Operative Behandlung von verschobenen Frakturen des Acetabulums: eine Meta-Analyse. J Bone Joint Surg Br. 2005;87(1):2-9.
4. Scheinfeld MH, Dym AA, Spektor M, et al. Acetabular fractures: what radiologists should know and how 3D CT can aid classification. Radiographics. 2015;35(2):555-577.
5. Alton TB, Gee AO. Klassifikationen in Kürze: Letournel-Klassifikation für Acetabulumfrakturen. Clin Orthop Relat Res. 2014; 472(1): 35-38.
6. Judet R, Judet J, Letournel E. Fractures of the acetabulum: Klassifizierung und chirurgische Ansätze zur offenen Reposition Vorbericht. J Bone Joint Surg Am. 1964;46(8):1615-1675.
7. Letournel, E. 2007. Acetabulumfrakturen: Klassifizierung und Behandlung. Orthopedic Trauma Directions. 2007;5(5):27-33.
8. Vas WG, Wolverson MK, Sundaram M, et al. The role of computed tomography in pelvic fractures. J Comput Assist Tomogr. 1982;6(4): 796-801.
9. Kim JJ, Kim JW, Oh HK. Die submuskuläre Gleitplattentechnik für Acetabulumhinterwandfrakturen, die bis zum Acetabulumdach reichen. Orthop Traumatol Surge Res. 2014;100(8):967-970.
10. Elmadağ M, Güzel Y, Acar MA, et al. The Stoppa approach versus the ilioinguinal approach for anterior acetabular fractures: a case control study assessing blood loss complications and function outcomes. Orthop Traumatol Surge Res. 2014;100(6):675-80.
11. Fishman EK. Protokolle für die helikale CT des muskuloskelettalen Systems. Helical (spiral) computed tomography: a practical approach to clinical protocols. New York, NY: Lippincott-Raven; 1998:149-178.
12. Bodanapally UK, Shanmuganathan K, Issa G, et al. Dual-Energy CT in hemorrhagic progression of cerebral contusion: Überschätzung des Hämatomvolumens auf 120-kV-Standardbildern und Korrektur mit virtuellen monochromatischen Hochenergiebildern nach kontrastverstärkter Ganzkörperbildgebung. Am J Neuroradiol. 2018;39(4):658-662.
13. Norman A. The use of tomography in the diagnosis of skeletal disorders. Clin Orthop Relat Res. 1975;107:139-145.
14. Burk Jr DL, Mears DC, Kennedy WH, et al. Three-dimensional computed tomography of acetabular fractures. Radiology. 1985;155(1):183-186.
15. Jouffroy P, Sebaaly A, Aubert T, et al. Improved acetabular fracture diagnosis after training in a CT-based method. Orthop Traumatol Surg Res. 2017;103(3):325-329.
16. Kickuth R, Laufer U, Hartung G, et al. 3D CT versus axiale Helical CT versus konventionelle Tomographie in der Klassifikation von Azetabulumfrakturen: eine ROC-Analyse. Clinical Radiol. 2002;57(2):140-145.
17. Durkee NJ, Jacobson J, Jamadar D, et al. Classification of common acetabular fractures: radiographic and CT appearances. AJR Am J Roentgenol. 2006;187(4):915-925.
18. Hunter JC, Brandser EA, Tran KA. Pelvic and acetabular trauma. Radiol Clin North Am. 1997;35(3):559-590.
19. Martinez CR, Di Pasquale TG, Helfet DL, et al. Evaluation of acetabular fractures with two-and three-dimensional CT. Radiographics. 1992;12(2):227-242.
20. Brandser E, Marsh JL. Acetabulumfrakturen: einfachere Klassifizierung mit einem systematischen Ansatz. AJR Am J Roentgenol. 1998;171(5):1217-1228.
21. Mack LA, Harley JD, Winquist RA. CT von Azetabulumfrakturen: Analyse der Frakturmuster. AJR Am J Roentgenol. 1982;138(3):407-412.
22. Scott Jr WW, Fishman EK, Magid D. Acetabular fractures: optimal imaging. Radiology. 1987;165(2):537-539.
23. Fishman EK, Drebin B, Magid D, et al. Volumetric rendering techniques: applications for three-dimensional imaging of the hip. Radiology. 1987;163(3):737-738.
24. Matta JM. Operative Behandlung von Azetabulumfrakturen durch den ilioinguinalen Zugang: eine 10-jährige Perspektive. J Orthop Trauma. 2006;20(1):S20-29.

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