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Sonographische Frakturdiagnostik Leitgeb , N .. A . Bodenteicli , F. S chweigho fer ". M . Fellinger " Abteilung fiir Kra nke nha ustec hnik ( Leiter : Univ- Prof Dr. N. Lcitgcb ) a m Institul filr Elektro- und bio mediz inische Tec hnik der Tcchni sch en Univcrsitat Graz .. Universitatsklinik fur Chirurgie. Universitat Graz

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For the firs t time , so nog ra ph ic ca llus d iagnos is co nce ntrates not on th e fracture ga p but on the co nversio n p ro cess wi th in the surro und ing ca llus region to d etermine he a lin g an d re lo ad ability of fractu res. O n I eva lua tion of ca llus te xture in relat ion to th e adjacent mu scl e tissu e a se ns itive di agn ost ic pa ram eter can be d et ermined from B-scan im ages eve n in a cli nica l routin e sit ua tio n w hic h is s uitab le fo r the moni toring of heali ng as we ll a s determi natio n of the frac tu re sta tus. The resul ts of a clinical study a re presented and a paramete r ra nge is d eterm ined which can be used as a cri teri um fo r tib ia fractu re stab ility a nd rel oad ab ility. Prin cipal agreeme nt o f pa ram eter d ep en d ence o n hea ling tim e is sho wn by fibula fra ctu re di agn o sis, too.

Z usammenfassung_ _

M it Hi lfe de r sonogra phischen Kall usd ia g nos tik w ird ers trna ls ni cht der Fraktu rsp alt a n sich, sondern d er U mba uprozell im ihn um gebenden Kallusbcre ich z ur Erfas su ng d es H eilungsverl aufes und de r Wiederbela stbarkeit vo n Frak turen heran gezo gen . Durch Au swertung d er Kallu stextur in Re lati on zum ben achb arte n Musk e lgeweb e ste ht ein a ussagekniftiger Di agn oseparamet er zur Verfu gung, d er du rch A uswert u ng d es U ltrascha ll- B-Bildes a uc h im klinischen Ro ut inebet rieb e rhoben we rden ka n n und so wo h l fiir Verlaufskontrolle n al s auch zu r Statusbe stimmung geeignet ist. Es wi rd tib er d ie Erge bnisse einer klin ische n Studi e berichtet und ein Wertebereich a ngegebe n, dc r a ls Krit erium fii r d ie Sta bi litat un d Wied erbela stbarkeit vo n T ibia fra ktu ren hera ngezogen we rde n kann , D ie g rundsa tzliche Ube reinstimmun g d er Pa ram ete re nt wick lung in Abh iingigk eit d er He ilu ngsdau e r wird au ch a n Fibulafrakturen bestiitigt. Sc hlusse lworte r

Key words

_ Fra kt ur - Kall us - Gewebsc ha rak terisicrung

Fractu re - Ca llus - Ti ssue characterization

Probl emstellung

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Di e gege nw iirtige Di agn o sti k vo n Kn oc hc nhriic hc n stutzt sich vo r ullem au f die Ro ntge ntec hn ik lin d au t' d en subje ktiven klinisc he n Ilefun d . Be ide Ileu rtei lun gsgr und iugc n crfo rde rn viel Erfahr ung de s Unters uchers und gcstauc n dcn noch nicht , daB a ile Fraktu ren e indeutig beurteilt werden konnen , So we rde n z. B. im R6 ntgenbi ld nur die a no rganische n Teile de r festigke itsbestim me nd en Substa nze n abgebi lde t, wah rend d ie orga nisc hen An tei le. d ie wesent lich fii r di e St abil itat der Fra ktur vc ra ntwo rtlich sind , nicht sichtba r sind. D ie Dauer der Fra kturhe ilung ist indi vidue ll seh r ve rschiede n. Di e Fo lgen, d ie sich au s e ine r un genuge nde n Beurteilu ng ergebcn, sind eine rseits cine zu la nge Ruhigstell ung, die zu cine r verla nge rte n Kr ankh eitsd au er und beso nders be i a lte ren Patie nten zu ei ne m e rhohte n Ko rnplikationsri siko Fii hrt . Andererseit s ka nn cine zu frii he \ Vied erbelastu ng z u Pse uda rt hrosen u nd zu einer neuerliche n Fraktur fiihren .

- - - - - -- Ultrasc halll l ( 19l)0) 206 - 209 © Ge o rg T hieme Verlag Stuttgart . New Yor k

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'" Abb. 1 In Trerversucnen an Kanmchentrbiae in VIVO errmttelter Verlaul oer Schallqesc hwtndiqkeitim Kallus In Abhilnglgkell der Heilunqsdauer.

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So nog ra phic Fracture Diagnosi_s

Abb.2a

1. woche nachdem Unfall, Kallusindex

=

Abb. 2b 7woc hennachdemUnlall,Kallusmdex der Scnallqeschwinrnqkeuszunahme reduztert.

0,029

Abb. 2 unrascteu.g.guo des Frakturkallus

Aufgrund der Hiiuligkeit d es Auftretens vo n Frakt uren ist eine Moglichk eit zur ob jektive n und n icht -invasiven Kont rolle de s Heilungsve rla ufes und d es Zusta ndcs von Frak turc n vo n beson d erer Bed e utung. Eine primiire Knochenheilung, bei d er d ie Frakt urenden a na to misch exakt repo niert un d ab so lut mecha nisch ruhiggesrellt werd e n m ussen , ist n ur na ch ope rativer Verso rgu ng mittel s Platten osteosynth ese gegebe n. Bei d e r ubcr wiegend en Meh rheit de r Fra kturen ko mmt es zur sekunduren Knochenheilung : Durch da s Traum a bilde t sich U111 d e n Fra kturs pa lt ein Harnatom . 1m Verla uf d er Frukturhcilun g kommt es dan n zur Kall usb ild ung, d ie einen cha ra kte ristische n Verlauf a u fwe isi : Das Frak turhiirnato rn wird zuniichst bind egew eb ig umgewa ndc lt, es fol gt meist di e Zwisch enstufe d es hyaline n Knorpelka llus und sch liel.\lich di e Au sbildung d es knoche rnen Kallus, d er bis zur vo lligen Wiederh erstellun g d es Kn och en s di e Stabi litat d er Frak tu r hestim mt.

So nograp hische Kallusdiag'-"_o_st_i_k

_

1m Gege nsa tz zu de n bisherige n e rfo lglosen Vcrsu ch en . Ultrasc ha ll zur Heu rteilun g vo n Frakturen einzusctzen (1, 3. 5) wird mit der neu en Met hod e der sonographisch en Kallusdiagn ostik nicht der Frakturspalt selbs t un tc rsucht, so ndern die Umba uprozessc de s Kall us zu eine r Beu rteilun g des Heilu ngsvc rla ufes un d der Stabilitat vo n Frak turen heran gezogcn. In Tic rversu ch en ko nnt e gczeigt werde n, daB di e Umbau prozesse im Ka llus mit einc r dcut lichen And cru ng der so nogra ph ischen Parameter cinherge he n,

=

0,45Ausdehnungweqen

d ie mit d em Heilun gsver lau f e ng vcrknupft sind (4). So e rho ht sic h z. B. di e Sc hal lgesc hwind igkeit von dem fur Hamat orne typ ischcn We rt vo n ca . 1540 m / s um meh r als d as Do p pclte. a uf iibe r 3300 rn/ s, der ber eits je ne rn fur Kno chen e ntspr icht. Einc Verzogerung de s Heilungsvcrluu fe s ist mit eine r verringerten od er a usb leihen de n Schallgesch windi gkeitszuna hme verkniipft. Die ind ividu ellen Schwa nkungen der Heil ungsd a uer sind d a ra n erke nnba r, d a B d ie fur Knoche n typ ische n We rte ve rschiede n schnell e rreicht werden. Die Ergeb nisse der Versu che a n 20 Kuninche nti biae sind in Abb . I d a rgestellt.

Klinischc Erprobung Die Erp rob ung di eser Methode in der Klinik e rga b. daB d ie Sch allgesch windi gk eit a ls Diagn oseparam et er zwa r gee igne t ist. jed och cine n zu groBe n melstcch nisc hen Aufwand er fo rde rt. Es konnte je doc h a uch gezeigt we rd e n, dall d ie Umba uprozesse im Ultrascha ll-Il-Ilild zu d eutliche n Verand erungen der Textu r des Kal lusbcreich es fu hr e n, di e d urch Rea l-T irne-Ve rfahre n schnell un d siche r e rfu lit werde n konnen (2) . Vom u rsprii ngliche n. fiir Hiimatome cha ra kte ristische n ec hoa rme n Erschein ungshild e rho ht sich d ie Ech ogenitiit im me r rneh r, bis sich schliefllich dcr Kall usbereich a ls ec ho reiche re Zo ne vom urngebenden M uskelgewebe a bhebt. Durch qu anti tat ive Au swe rt ung der Echoa mpl itudc n ko nne n di ese Tc xtur untersch ied e qu antitat iv erfafst und gena uer beurteilt werd en, a ls di es durch visuclle Iletrachtung moglich ist. Wcgcn der vo rgegebcne n Gerateko nfig uratio n erfo lgtc d ie An swertun g nach de r Dokume ntat ion de r Ultraschallbilde r a uf Rontge nfi lm (Abb, 2).

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Ultrascholl in Md ." (/ 990) 207

So nographisctie Iruktnrdiagnostik

N. Leitgeb , A . Bodent eich, F. S chweighofer. M . Fellinger

Ultmschotl in Med. I I (1990)

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" Herlunq normal

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Pseudarthrose

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Abb. 3 1m klinischen Houtmebetneb erhobener Kallusindex als MaB fur die Kallusechoqenitat in Abhangigkeit der Heilunqsdauer von Tibiatrakturen.

Abb.4 1m kliruscnenHcutmebetneb erhobener Kallusmdex als Maf3 lur die Katlusechoqenitat in Abhanqiqkeit oer Heilunqsdauer von Fibulalrakturen

Z ur Eliminie rung der geratebedin gten Einflu fdfaktoren wurde di e Echo gen itat des Ka llus im Verg leich zum urngeb enden Musk e lgewebe be wert et und a ls Frakturparam eter d er Ka llu sindex I mit fol gender D efin iti on au sgewa hlt:

Di e Festste llung d er Stabilitat e rfo lgte a ussch lie fllich durch d ie ub liche Vorgan gs we ise d er beh and elnden C h iru rge n. D ie Fest legung eine s bestimmten Wertes d es Ka llu si ndex, a b d em eine Fraktur sicher a ls sta bil anzusehen ist, la llt sich a u fgrund d er beschriinkte n An zah l d er untersu chten Pat ient en noch nicht endgultig durchflihren. Di e Ergebn isse d er b ish eri gen Vers uche sind in Abb , 2 z us a m m engefa fst. J ene Werte, b ei de nen eine Verlaufsko ntroll e d er Pati enten mo glich wa r, sind d arin durch Lin ien verb unde n. Es liiIlt sich feststell en , dall klini sch e Stabi litat bei In dexwe rten be i T ibi afrakturen im Ber e ich zw ischen 0,7 bis 1,0 z u erwa rte n ist . D er Ka llu swert vo n 1,23, der in Abb. 2 a ls noch insta bil a usgewiese n ist, ist d adurch zu erk liiren , d all eine Unte rschc nkclfra kt u r na ch Swo chige r Hei lun gsdauer d erzeit klinisch gr undsat zlich nicht a ls sta bil a nge se hen wird .

I ~ m ittl ere Kallu sh e lligk eit - Hintergrundh elligk eit mittl ere Mu skel he lligkeit - Hint e rgru ndh elli g keit 1m Gege nsatz zu d en Ti erversuchen , in d en en die Fraktur mit eine rn Markn agel ve rso rgt wo rd en ist und cine sta nd ige Kontroll e des Heilungsverl aufes rno glich war, konnten im Rahm en d er klinisch en E rpro b ung Zu stands werte nur in g r6 Bere n In terva llen e rho be n werde n, wo be i in manchen Hi llen a us o rga nisa to rischcn G ru nden cine Ve rlaufsk ontro lle h is zu m Z eitpu nkt d er St ab ilitiit nicht mo g lich war. Die Fra kturv e rso rgu ng d er Pati ente n erfo lgte durch Fixa teu r ex te rn e . FOr di e U nte rsuc h ung wurde ein RealTim e-S cann er So no line SL·J mit einem 5-M Hz -Linea rsc ha llko pf mit Vorlaufstreck e ve rwe nd et. Di e A rbeit cn konze ntri crt cn sich a u f di e U nte rs uc h ung der haufigeren T ibiufrakture n. in e in ige n Fall ert wa r es a uch mo g lich . Fibulufrak turen e inzu beziehen.

In eine r Reihe vo n Fal len wa r a uch di e U nte rs uc h u ng vo n Fibula frakturen mo glich . Di e Ergeb nisse e rla u ben zwa r ke ine Au ssage ub er di e Sta bilitiit. Bei norma lem Hei lungsverlauf liiIlt sich der A nstcig d es Ka llusind ex mit fortschreit ender D au er jedoch ebe nfalls eind eutig belegen . Es fa llt jed oc h a uf, daB d ie In d exwe rte bei gle icher Hei lun gsd auer durch schnitt lich etwas hoher liegen a ls b ei Ti biafrakt ur en (Abb . 4).

Ergeb nisse Es konnt e gezeigt we rd en, d a ll d ie so nog ra p hische Ka llu sdi agn ostik unter He ra nzie h ung c ines T extu rparam et ers a ls Di agnosckriterium nicht ou r unter La borbed in gungen durch gefiihrt we rde n kann , so nde rn au ch fu r di e Randbedingun gen eines klini schen Routin ee insat zes gee ig net ist . Ahnl ich wie d ie Scha llgesch windi gk eit steigt d er Ka llusindex mit zune hme nd er Hei lu ngsdauer a n bzw. s p iege lt Kompl ikat ion en wie z . B. Pseud a rt hro se n durch eine n fehlenden o d er ve rzoge rtc n An st ieg w id er (Abb. 3).

Fur d ie Bereit stellung des 5-M Hz-Sch all kopfes fu r di e gesa m te mehrmon at ige Proj ektda ucr so il a n di eser Ste lle der Firm a Siem en s geda nkt werde n.

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Fraktu rd iagnosf ik

Uttraschall in Met!. 11( I W O)

Literatur Brha n J., S. SillKh: Ultr....onic p ropag a uon in in \'ivo ho ne . Uh rusonies II.J ( II.JXI ) X7-I.JU Hmln " l'id l, A., N. u ·il l{t'h. .\'. Sdmy et " I.: Son og raphie Iruct ure d iugn o ...i.. uvin g ti..... ue ...ign a tures. Proc. BME-Au ...trin ' XX, Gral 1I.Jl

[Ultrasonic diagnosis of fractures].

For the first time, sonographic callus diagnosis concentrates not on the fracture gap but on the conversion process within the surrounding callus regi...
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