1.2.2 Morphologie und Biomechanik des Ellenbogens
Werbung
Expertise Orthopädie und Unfallchirurgie Ellenbogen Herausgegeben von Lars Peter Müller Boris Hollinger Klaus Burkhart Unter Mitarbeit von Bettina Baeßler Gert-Peter Brüggemann Ulrich Brunner Julian Dexel Alexander Ellwein Kenneth John Faber Francisco F. Fernandez Stephanie Franke Thomas Gausepohl Christian Gerhardt Michael Geyer Michael Glanzmann Stefan Greiner Michael Hackl Peter Hahn Reinhard Hoffmann Philip Kasten Graham J. W. King Andreas Lenich Sven Lichtenberg Helmut Lill Christoph H. Lohmann Konrad Mader David C. Maintz Ingo Marzi Rainer H. Meffert Fabrizio Moro Dirk Müller 1206 Abbildungen Empfohlen von der DVSE und der AGA Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York Marc Prud’homme-Foster Christian Ries Martin Röpke Margit Rudolf Markus Scheibel Kay Schmidt-Horlohé Christian Schoch Sebastian Siebenlist Ulrich Stöckle Daniela Ulrich Frank Unglaub Christine Voigt Kilian Wegmann Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Wichtiger Hinweis: Wie jede Wissenschaft ist die Medizin ständigen Entwicklungen unterworfen. Forschung und klinische Erfahrung erweitern unsere Erkenntnisse, insbesondere was Behandlung und medikamentöse Therapie anbelangt. Soweit in diesem Werk eine Dosierung oder eine Applikation erwähnt wird, darf der Leser zwar darauf vertrauen, dass Autoren, Herausgeber und Verlag große Sorgfalt darauf verwandt haben, dass diese Angabe dem Wissensstand bei Fertigstellung des Werkes entspricht. Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag jedoch keine Gewähr übernommen werden. Jeder Benutzer ist angehalten, durch sorgfältige Prüfung der Beipackzettel der verwendeten Präparate und gegebenenfalls nach Konsultation eines Spezialisten festzustellen, ob die dort gegebene Empfehlung für Dosierungen oder die Beachtung von Kontraindikationen gegenüber der Angabe in diesem Buch abweicht. Eine solche Prüfung ist besonders wichtig bei selten verwendeten Präparaten oder solchen, die neu auf den Markt gebracht worden sind. Jede Dosierung oder Applikation erfolgt auf eigene Gefahr des Benutzers. Autoren und Verlag appellieren an jeden Benutzer, ihm etwa auffallende Ungenauigkeiten dem Verlag mitzuteilen. © 2016 Georg Thieme Verlag KG Rüdigerstr. 14 70469 Stuttgart Deutschland www.thieme.de Geschützte Warennamen (Warenzeichen®) werden nicht besonders kenntlich gemacht. Aus dem Fehlen eines solchen Hinweises kann also nicht geschlossen werden, dass es sich um einen freien Warennamen handelt. Das Werk, einschließlich aller seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwendung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen oder die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die abgebildeten Personen haben in keiner Weise etwas mit der Krankheit zu tun. Printed in Germany Zeichnungen: Gay & Rothenburger, Sternenfels Umschlaggestaltung: Thieme Verlagsgruppe Umschlagfoto: © Wild Orchid – Fotolia.com Redaktion: Michaela Mallwitz, Mühlhausen Satz: Ziegler und Müller, Kirchentellinsfurt Druck: Aumüller Druck, Regensburg DOI 10.1055/b-004-129 686 ISBN 978-3-13-174981-9 Auch erhältlich als E-Book: eISBN (PDF) 978-3-13-174991-8 eISBN (epub) 978-3-13-202011-5 1 2 3 4 5 6 Vorwort Die deutschsprachigen Expertengruppen der DVSE (Deutsche Vereinigung für Schulter- und Ellenbogenchirurgie) und der AGA (Gesellschaft für Arthroskopie und Gelenkchirurgie) führen intensive Diskussionen zu geeigneten Indikationsverfahren und Operationstechniken: Da aber nur wenige evidenzrelevante Daten existieren, besteht eine vergleichsweise inhomogene Situation bezüglich der eingeleiteten Therapien. Dennoch haben wir mittlerweile standardisierte Diagnostikund Therapieziele erarbeitet, mit daraus resultierenden vorhersehbaren Ergebnissen. Es gilt nicht mehr, dass wir unkalkulierbare Resultate bei spezifischen Verletzungen und Pathologien des Ellenbogengelenks akzeptieren müssen, wenn Diagnostik, Indikationsstellung und Therapie entsprechend dem aktuellen Wissensstandard durchgeführt werden. Die Autoren stehen trotz teilweise heftiger Diskussionen um diese potenziellen Standards untereinander in freundschaftlicher, kontinuierlicher Kommunikation. Die Frage, wann die Selbstheilungskräfte auf Dauer die jeweilige Problematik eventuell beheben oder eben nicht, wird häufig kontrovers beantwortet. Unter diesem Aspekt werden insbesondere die potenziellen Stolpersteine der Behandlung dargestellt und die in vielen Sitzungen besprochenen Algorithmen zu Diagnostik, Indikationsstellung und Therapie von Ellenbogengelenkspathologien beschrieben. Die umfassende konservative und operative Behandlung der Pathologien am Ellenbogengelenk stellt eine große Herausforderung dar, und alle Autorinnen und Autoren haben mit Begeisterung die Verantwortung für ihre Themen übernommen, um dem Leser die bestmögliche Sicherheit zur Wahl der geeigneten Therapie für den individuellen Patienten zu vermitteln. Köln, Pforzheim, im Sommer 2016 L. P. Müller B. Hollinger K. J. Burkhart 5 Abkürzungen ACPA CCP-Antikörper (CCP = zyklisches citrulliniertes Peptid) DASH-Score The Disability of the Arm, Shoulder and Hand Score ACR American College of Rheumatology DGRh Deutsche Gesellschaft für Rheumatologie AdL Activities of daily Living DIP distales Interphalangealgelenk ADORE-Prozedur arthroskopisches Débridement + offene Refixation DJD Dynamic Joint Distractor AHB Anschlussheilbehandlung DMARD Disease modifying antirheumatic Drug AL Lig. anulare DOUN Delayed Onset ulnar Neurits ALCL akzessorisches Bündel des Lig. collaterale laterale EBTEP Ellenbogentotalendoprothese AMCL Anterior medial collateral Ligament (anteriores Bündel des medialen Kollateralbandkomplexes) EBV Ebstein-Barr-Virus ECMES Centro-medullary elastic Stabilising Wiring AML anteriores Bündel des medialen Kollateralbandes ECRB M. extensor carpi radialis brevis AO Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen ECRL M. extensor carpi radialis longus aOCA arthroskopische osteokapsuläre Arthroplastik EHR Epicondylus humeri radialis ASES-Score American Shoulder and Elbow Surgeons Score EHU Epicondylus humeri ulnaris ASK Arthroskopie EKST extrakorporale Stoßwellentherapie BK Berufserkrankung EMG Elektromyelografie BMI Body-Mass-Index ENT Elektroneurografie BoNT Botulinumneurotoxin ESIN elastisch-stabile intramedulläre Nagelung BSG Blutsenkungsgeschwindigkeit ESWT extrakorporale Stoßwellentherapie BV Bildwandler EULAR European League Against Rheumatism CCP zyklisches citrulliniertes Peptid FABS Elbow flexed, Shoulder abducted, Forearm supine CEO Common Extensor Origin FBL Funktionelle Bewegungslehre CMS Centers for Medi-Services FCU M. flexor carpi ulnaris Co-Cr-Mo Zimaloy-Legierung (Kobalt/Chrom/Molybdenum) FDG Fluorodoxyglukose CPM Continuous passive Motion FDP M. flexor digitorum profundus CRAP Chronic radial arthrogenic Pain FDS M. flexor digitorum superficialis CRP C-reaktives Protein FEA Flexions-Extensions-Achse CRPS Chronic regional-Pain Syndrome FOV Field of View CTA CT-Arthrografie FPL M. flexor pollicis longus D Digitus 6 Abkürzungen HEP Hemiprothese MUCL Lig. collaterale ulnare mediale HIV humanes Immundefizienzvirus NLG Nervenleitungsgeschwindigkeit HLA Human Leucocyte Antigen NSAID Non-steroidal anti-inflammatory Drug (nichtsteroidales Antiphlogistikum) HMPAO Hexamethylpropyleneamine-Oxime OATS osteochondrales autologes Transplantationssystem HO heterotope Ossifikation OCL osteochondrale Läsion HRG Humeroradialgelenk OD Osteochondrosis dissecans HUG Humeroulnargelenk OPS Operationen- und Prozedurenschlüssel HWS Halswirbelsäule ORIF offene Reposition und interne Fixierung Hz Hertz iBP Instrumented Bone Preserving PD FSE FS/PD-FS-Sequenz Proton-Density fast Spin-Echo Fat saturated/ protonengewichtete Fast-Spin-Sequenz ICRS International Cartilage Repair Society PDS Polydioxanon IGeL Individuelle Gesundheitsleistung PEEK Polyetheretherketon IP Interphalangealgelenk PET Positronen-Emissionstomografie ITN Intubationsnarkose PIP proximales Interphalangealgelenk K-Draht Kirschner-Draht PIR postisometrische Relaxation LC-DCP Limited Contact Dynamic Compression Plate PLRI posteroradiale Rotationsinstabilität LCL Lig. collaterale laterale PMCL Posterior medial collateral Ligament (posteriores anteriores Bündel des medialen Kollateralbandkomplexes) LCP Locking Compression Plate PNF Propriozeptive neuromuskuläre Fazilitation LUCL Lig. ulnare collaterale laterale PRP plättchenreiches Plasma MCL mediales (ulnares) Kollateralband PRUG proximales Radioulnargelenk MCP Metakarpalgelenk PT M. pronator teres MCV mutiertes citrulliniertes Vimentin RA rheumatoide Arthritis MDCT Multidetektor-Computertomografie RCA Radius-Kapitulum-Achse MEPS bzw. MEP-Score Mayo Elbow Performance Score RCL radiales Kollateralband MHz Mega-Hertz RF Rheumafaktor MI Membrana interossea RIAP Resektions-Interpositions-Arthroplastik MRA MR-Arthrografie ROI Region of Interest MTP Metatarsalgelenk ROM Range of Motion MTX Metothrexat RSO Radiosynoviorthese 7 Abkürzungen RUG Radioulnargelenk Ti-6Al-4V Tivanium-Legierung SE Spin-Echo TNF-α Tumornekrosefaktor α SNUS Sulcus-nervi-ulnaris-Syndrom TRAP Triceps reflecting Anconeus Pedicle Approach SPECT Single Proton Emission computed Tomography VHL vordere Humeruslängsachse STIR Short Tau Inversion Recovery VKB vorderes Kreuzband TBW Tension Band Wire VRT Volumen-Rendering-Technik Tc Technetium WHO World Health Organization TENS transkutane elektrische Nervenstimulation WHR Waist-to-Hip-Ratio TEP Totalendoprothese TGF-β1 transforming Growth Factor beta 8 Inhaltsverzeichnis 1 Anatomie und Biomechanik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.1 Chirurgische Anatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. Wegmann, K. J. Burkhart, L. P. Müller 16 1.2 Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . G.-P. Brüggemann 40 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Knöcherne Struktur und Artikulation . . . . . . . . . . . . . Kapsel-Band-Apparat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Neuroanatomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arterielle Gefäßversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Muskulatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 16 23 27 33 35 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Morphologie und Biomechanik des Ellenbogens . . . Kinematik und Bewegungsumfang . . . . . . . . . . . . . . . . Kinetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 41 44 46 2 Diagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.1 Klinische Untersuchung des Ellenbogengelenks . . . . M. Glanzmann 55 2.2 Bildgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B. Baeßler, D. C. Maintz, D. Müller 63 2.1.1 2.1.2 2.1.3 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anamnese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klinisches Bild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 55 55 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 Konventionelles Röntgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Computertomografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Magnetresonanztomografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arthrografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Charakteristische Befunde der wichtigsten MRT-Diagnosen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 66 66 66 68 3 Zugänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.1 Offene Zugänge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. Wegmann, K. J. Burkhart, L. P. Müller 74 3.2 Arthroskopie des Ellenbogengelenks . . . . . . . . . . . . . . C. Ries, K. J. Burkhart, L. P. Müller, B. Hollinger 93 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Laterale Zugänge zum Ellenbogengelenk . . . . . . . . . . Mediale Zugänge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Dorsale Zugänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ventrale Zugänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 74 79 82 89 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Indikationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Präoperative Vorbereitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Operatives Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachbehandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 93 93 94 103 104 4 Pathologien im Kindesalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.1 Frakturen und Luxationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D. Ulrich, I. Marzi 107 Suprakondyläre Humerusfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . Epikondyläre Humerusfrakturen und Ellenbogenluxationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transkondyläre Humerusfrakturen. . . . . . . . . . . . . . . . Proximale Radiusfrakturen und -luxationen . . . . . . . Intraartikuläre Olekranonfraktur und extraartikuläre proximale Ulnafraktur . . . . . . . . . . . . 107 Osteochondrosis dissecans und Osteonekrosen . . . . A. Lenich, S. Greiner 140 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie und Begriffsbestimmung . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 140 140 140 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 116 122 127 135 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.2.8 Chirurgische und funktionelle Anatomie und Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klassifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 141 141 143 143 4.3 Posttraumatische Pathologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F. F. Fernandez, K. Mader 151 4.3.1 4.3.2 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Veraltete Monteggia-Läsionen – chronische Radiuskopfluxationen . . . . . . . . . . . . . . . . . Cubitus varus – Cubitus valgus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posttraumatische Ellenbogensteife beim Kind und Adoleszenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chronisch instabiler Ellenbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 4.3.3 4.3.4 4.3.5 151 157 159 166 9 Inhaltsverzeichnis 5 Trauma des Erwachsenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 5.1 Frakturen des distalen Humerus . . . . . . . . . . . . . . . . . . A. Ellwein, C. Voigt, H. Lill 172 5.5 Ellenbogenluxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B. Hollinger, A. Lenich 256 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.1.7 5.1.8 Epidemiologie und Unfallmechanismus . . . . . . . . . . . Frakturklassifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begleitverletzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Versorgung des alten Patienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Postoperative Komplikationen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Postoperative Nachbehandlung nach Osteosynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 172 172 175 175 184 185 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stabilitätsmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 257 258 258 262 5.6 Chronische Instabilität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. Geyer, B. Hollinger, C. Schoch 274 187 5.2 Radiuskopffraktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. J. Burkhart, K. Wegmann, M. Hackl, L. P. Müller 189 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klassifikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begleitverletzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen und Ergebnisse . . . . . . . . Komplikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 190 191 192 194 202 5.6.1 5.6.2 5.6.3 5.6.4 5.6.5 5.6.6 Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische funktionelle Anatomie . . . . . . . . . . . . . . Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 274 274 274 275 280 5.7 Ellenbogensteife. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . U. Brunner, S. Lichtenberg, T. Gausepohl, K. Mader 289 Proximale Ulnafraktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . R. H. Meffert 204 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 Epidemiologie und Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische Anatomie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klassifikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 204 204 205 205 207 211 Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beweglichkeit und Steife des Ellenbogens (Definition und Bedeutung für den Einzelnen). . . . . Inzidenz, Pathophysiologie und Ursachen . . . . . . . . . Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 5.3 5.7.1 5.7.2 5.4 Luxationsfrakturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . S. Siebenlist, U. Stöckle 231 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 231 232 233 5.4.5 5.4.6 5.4.7 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stabilisatoren des Ellenbogengelenks . . . . . . . . . . . . . Pathomechanismen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reposition des Ellenbogengelenks und diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Klassifikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Sport und Overuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 6.1 Läsionen des medialen Kollateralbandes des Sportlerellenbogens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. J. Burkhart, B. Hollinger 359 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathophysiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 360 360 362 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 10 235 238 239 256 5.7.3 5.7.4 5.7.5 5.7.6 289 290 291 292 294 5.8 Distale Bizepssehnen- und Trizepssehnenruptur . . . C. Gerhardt, M. Scheibel 318 5.8.1 5.8.2 Distale Bizepssehnenruptur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trizepsrupturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 329 5.9 Bewegungsfixateur – akut. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. Schmidt-Horlohé, R. Hoffmann 334 5.9.1 5.9.2 5.9.3 5.9.4 5.9.5 5.9.6 5.9.7 5.9.8 Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische und funktionelle Anatomie . . . . . . . . . . Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fixateurmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen, operative Therapie . . . . Zusammenfassung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 335 335 335 337 338 341 348 6.2 Mediale Epikondylitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . J. Dexel, P. Kasten 370 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 6.2.8 Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Begriffsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische und funktionelle Anatomie . . . . . . . . . . Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 370 370 371 371 374 374 375 Inhaltsverzeichnis 6.3 Laterale Epikondylitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. Geyer, C. Schoch 382 6.4 Plica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . S. Franke, B. Hollinger 393 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische funktionelle Anatomie . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 382 382 382 383 386 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.4.6 6.4.7 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Anatomie und Biomechanik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 393 393 393 394 394 395 7 Endoprothetik des Ellenbogengelenks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 7.1 Indikation und Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 7.1.1 Hemi- und Totalendoprothese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C. Ries, K. Wegmann, K. J. Burkhart, L. P. Müller 399 7.1.2 Radiuskopfendoprothetik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. Hackl, K. J. Burkhart, K. Wegmann, L. P. Müller 417 Revisionsendoprothetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . F. Moro 425 7.2.1 7.2.2 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Präoperative Diagnostik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 425 8 Septic and Non-traumatic Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 8.1 Osteoarthrose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . S. Greiner, A. Lenich 463 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.1.5 8.1.6 8.1.7 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese und Biomechanik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische und funktionelle Anatomie . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 463 463 463 465 465 465 8.2 Rheumatoide Arthritis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. Röpke, M. Rudolf, C.H. Lohmann 470 8.2.1 8.2.2 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 470 7.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 Indikationsstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spezifische Gefahren und Komplikationen. . . . . . . . . Besondere technische Punkte bei der OP . . . . . . . . . . Postoperative Nachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 434 436 444 7.3 Alternativen zur Endoprothetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. Prud’homme-Foster, G. J. W. King, M. Hackl, K. J. Faber 445 7.3.1 7.3.2 7.3.3 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interpositionsarthroplastik des Ellenbogens . . . . . . . Ellenbogenarthrodese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 445 453 8.2.3 8.2.4 8.2.5 8.2.6 Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diagnostisches Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Therapeutisches Vorgehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 471 471 476 8.3 Nervenengpässe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P. Hahn, F. Unglaub 490 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5 8.3.6 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Epidemiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ätiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pathogenese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chirurgische und funktionelle Anatomie . . . . . . . . . . Untergliederung nach Kompressionen. . . . . . . . . . . . . 490 490 490 490 491 492 Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508 11 Anschriften Herausgeber Univ.-Prof. Dr. med. Lars Peter Müller Klinikum der Universität zu Köln Schwerpunkt Unfall-, Hand- und Ellenbogenchirurgie Kerpener Str. 62 50937 Köln Dr. med. Boris Hollinger Arcus Sportklinik Orthopädie Rastatter Str. 17–19 75179 Pforzheim PD Dr. med. Klaus J. Burkhart Arcus Sportklinik Orthopädie Rastatter Str. 17–19 75179 Pforzheim Mitarbeiter Dr. med. Bettina Baeßler Universitätsklinikum Köln Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie Kerpener Str. 62 50937 Köln Univ.-Prof. Dr. Gert-Peter Brüggemann Institut für Biomechanik und Orthopädie Deutsche Sporthochschule Köln Am Sportpark Müngersdorf 6 50933 Köln Prof. Dr. med. Ulrich Brunner Krankenhaus Agatharied GmbH Norbert-Kerkel-Platz 83734 Hausham Dr. med. Julian Dexel Forum Gesundheit Dresden MVZ Leipziger Str. 40 01127 Dresden Dr. med. Alexander Ellwein Diakoniekrankenhaus Friederikenstift gGmbH Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie Humboldtstr. 5 30169 Hannover Prof. Kenneth John Faber Western University St. Josephs Health Centre Roth McFarlane Hand and Upper Limb Centre 268 Grosvenor St. London ON N6A 4L6 Kanada 12 PD Dr. med. Francisco F. Fernandez Olgahospital Orthopädische Klinik Kriegsbergstr. 62 70174 Stuttgart Dr. med. Stephanie Franke Arcus Sportklinik Orthopädie Schulter- und Ellenbogenchirurgie Rastatter Str. 17–19 75179 Pforzheim PD Dr. med. Thomas Gausepohl Lahn-Dill Kliniken Zentrum für Unfallchirurgie und Orthopädie Forsthausstr. 1 35578 Wetzlar Dr. med. Christian Gerhardt Charité – Universitätsmedizin Berlin Centrum für Musculoskeletale Chirurgie (CMSC) Schulter- und Ellenbogenchirurgie Augustenburger Platz 1 13353 Berlin Dr. med. Michael Geyer St. Vinzenz Klinik GmbH Orthopädische Chirurgie Kirchenweg 15 87459 Pfronten Dr. med. Michael Glanzmann Schulthess Klinik Muskulo-Skelettal Zentrum Orthopädie Obere Extremitäten Lengghalde 2 8008 Zürich Schweiz PD Dr. med. Stefan Greiner sporthopaedicum Regensburg Hildegard-von-Bingen-Str. 1 93053 Regensburg Dr. med. Michael Hackl Universitätsklinikum Köln Schwerpunkt Unfall-, Hand- und Ellenbogenchirurgie Kerpener Str. 62 50937 Köln Prof. Dr. med. Peter Hahn Vulpius-Klinik GmbH Klinik für Handchirurgie Vulpiusstr. 29 74906 Bad Rappenau Anschriften Prof. Dr. med. Reinhard Hoffmann Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Zentrum für Unfallchirurgie und Orthopädische Chirurgie Friedberger Landstr. 430 60389 Frankfurt Prof. Dr. med. Philip Kasten Orthopädisch Chirurgisches Centrum Tübingen Wilhelmstr. 134 72074 Tübingen Prof. Graham J. W. King Western University St. Joseph’s Health Centre Roth McFarlane Hand and Upper Limb Centre 268 Grosvenor St. London ON N6A 4L6 Kanada PD Dr. med. Andreas Lenich Egenhofenstr. 33 82152 Planegg Dr. med. Sven Lichtenberg Deutsches Gelenkzentrum Heidelberg in der ATOS-Klinik Bismarckstr. 9–15 69115 Heidelberg Prof. Dr. med. Helmut Lill Diakoniekrankenhaus Friederikenstift gGmbH Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie Humboldtstr. 5 30169 Hannover Prof. Dr. med. Christoph H. Lohmann Universitätsklinikum Magdeburg AöR Orthopädische Universitätsklinik Leipziger Str. 44 39120 Magdeburg PD Dr. med. Konrad Mader Sektion Obere Extremität Zentrum für Orthopädie, Unfall- und Wirbelsäulenchirurgie Asklepios Klinik Altona Paul-Ehrlich-Str. 1 22763 Hamburg Univ.-Prof. Dr. med. David C. Maintz Universitätsklinikum Köln Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie Kerpener Str. 62 50937 Köln Univ.-Prof. Dr. med. Ingo Marzi Klinikum der J. W. Goethe-Universität Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie Theodor-Stern-Kai 7 60590 Frankfurt am Main Univ.-Prof. Dr. med. Rainer H. Meffert Universitätsklinik Würzburg Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie Oberdürrbacher Str. 6 97080 Würzburg Dr. med. Fabrizio Moro Schulthess Klinik Muskulo-Skelettal Zentrum Orthopädie Obere Extremitäten Lengghalde 2 8008 Zürich Schweiz Dr. med. Dirk Müller Universitätsklinikum Köln Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie Kerpener Str. 62 50937 Köln Dr. Marc Prud’homme-Foster University of Ottawa Hôpital Montfort 202-595 ch. Montréal Road ON K1K 4L2 Ottawa Kanada Dr. med. Christian Ries Klinikum der Universität zu Köln Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie Kerpener Str. 62 50937 Köln Dr. med. Martin Röpke Universitätsklinikum Magdeburg AöR Orthopädische Universitätsklinik Leipziger Str. 44 39120 Magdeburg Dr. med. Margit Rudolf Universitätsklinikum Magdeburg AöR Orthopädische Universitätsklinik Leipziger Str. 44 39120 Magdeburg Univ.-Prof. Dr. med. Markus Scheibel Charité – Universitätsmedizin Berlin Centrum für Musculoskeletale Chirurgie (CMSC) Augustenburger Platz 1 13353 Berlin Dr. med. Kay Schmidt-Horlohé Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Zentrum für Unfallchirurgie und Orthopädische Chirurgie Friedberger Landstr. 430 60389 Frankfurt am Main 13 Anschriften Dr. med. Christian Schoch St. Vinzenz Klinik GmbH Orthopädische Chirurgie Kirchenweg 15 87459 Pfronten Prof. Dr. med. Frank Unglaub Vulpius-Klinik GmbH Klinik für Handchirurgie Vulpiusstr. 29 74906 Bad Rappenau PD Dr. med. Sebastian Siebenlist Klinikum rechts der Isar Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie Ismaninger Str. 22 81675 München Prof. Dr. med. Christine Voigt Diakoniekrankenhaus Friederikenstift gGmbH Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie Humboldtstr. 5 30169 Hannover Univ.-Prof. Dr. med. Ulrich Stöckle Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Tübingen Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie Schnarrenbergstr. 95 72076 Tübingen PD Dr. med. Kilian Wegmann Klinikum der Universität zu Köln Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie Kerpener Str. 62 50937 Köln Dr. med. Daniela Ulrich Klinikum der J. W. Goethe-Universität Klinik für Unfall-, Hand- Wiederherstellungschirurgie Theodor-Stern-Kai 7 60596 Frankfurt am Main 14 Kapitel 1 Anatomie und Biomechanik 1.1 Chirurgische Anatomie 16 1.2 Biomechanik 40 Anatomie und Biomechanik 1 Anatomie und Biomechanik 1.1 Chirurgische Anatomie K. Wegmann, K. J. Burkhart, L. P. Müller 1.1.1 Einleitung Die obere Extremität des Menschen stellt ein hoch effektives Instrument dar. Eine wichtige Voraussetzung für diese Funktionalität war im Rahmen der Evolution die Entwicklung der Rotationsfähigkeit im Unterarm. Die gelenkige Verbindung des Unterarms mit der Schulter durch den Ellenbogen ermöglicht der Hand einen Aktionsradius von annähernd 360°. Die komplexe Anatomie des Ellenbogens ist Ausdruck dieser hohen Effektivität, stellt den Chirurgen jedoch wiederholt vor große Herausforderungen bei der Therapie der erworbenen und traumatischen Pathologien. Die genaue Kenntnis der knöchernen und weichteiligen Strukturen ist unerlässlich, um den Ellenbogen erfolgreich behandeln zu können. Anderenfalls besteht ein großes Risiko von iatrogener Schädigung der neurovaskulären Strukturen sowie von Gelenkinstabilität und ausbleibender Knochenheilung. Grundsätzlich sollte der Ellenbogen nicht als isolierte gelenkige Struktur angesehen werden. Die funktionelle Zusammengehörigkeit mit dem Unterarm sollte in den Begrifflichkeiten und vor allem in der Therapie widergespiegelt werden. So sind in englischsprachigen Ländern Begriffe wie „forearm joint“ und „triarticular complex“ in Verwendung, die dieser Zusammengehörigkeit Tribut zollen. In Kap. 1.1 werden die chirurgisch relevanten Aspekte der Anatomie am Ellenbogen erläutert. Die biomechanischen Zusammenhänge werden im Folgekapitel (s. Kap. 1.2) behandelt. Zwar begegnet der Chirurg dem Ellenbogen beginnend mit dem Hautschnitt und somit erst den Weichteilen wie Haut und Muskulatur, wir sind jedoch der Meinung, dass das Verständnis für die Funktionalität des Gelenks auf dem grundlegenden Wissen der knöchernen Struktur und Artikulation basiert. Das Kapitel zur Anatomie ist entsprechend aufgebaut. 1.1.2 Knöcherne Struktur und Artikulation Das Relief des Ellenbogens wird durch die markante knöcherne Konfiguration des distalen Humerus geprägt, dessen Schaft sich im Verlauf nach distal weitet, um über die Cristae supracondylares medialis et lateralis auf Höhe der medialen und lateralen Kondylen seinen breitesten Durchmesser zu haben (▶ Abb. 1.1). Die Prominenz der Epikondylen ist einer Optimierung des Hebelarms der entspringenden Streck- und Beugemuskulatur geschuldet. Des Weiteren bewirkt die in der Frontalebene dreieckige Form des distalen Humerus eine Verstärkung der knöchernen Struktur bei der Aufnahme axialer Lasten. Die Epikondylen dienen dem lateralen und medialen Kollateralband als Ursprung. Ein Processus supracondylaris kann 5–6 cm proximal des medialen Epikondylus in etwa 2 % der Bevölkerung gefunden werden (▶ Abb. 1.2). Von der Spitze des Processus supracondylaris entspringt das sogenannte Struthers-Ligament, das zum medialen 16 Epikondylus zieht [106]. Durch das so geformte Foramen ziehen der N. medianus, die A. brachialis, aber auch – im Fall einer hohen Trennung – die A. ulnaris. Beim Durchtritt der Strukturen kann es zu deren Kompression mit entsprechender Symptomatik kommen. Der Processus supracondylaris stellt ein Rudiment des Foramen supracondylaris dar, das in verschiedenen vierbeinigen und kletternden Tierarten das neurovaskuläre Bündel vor Kompression durch die Muskulatur schützt. Praxistipp Z ● Die subkutan tastbare laterale und mediale Begrenzung der Epikondylen kann mittels einer gedachten Linie verbunden werden und zur Orientierung, z. B. beim Anbringen chirurgischer Zugänge, verwendet werden. Zwei cm kaudal dieser Linie befindet sich der Gelenkspalt (▶ Abb. 1.3). Die Epikondylen und die darüber liegenden Cristae dienen als Ursprünge für die Extensoren und Flexoren des Unterarms. Bei Pathologien des Muskel-SehnenÜbergangs wie den Epikondylitiden zeigt sich bei der Palpation hier eine lokale Druckschmerzhaftigkeit. Der gesamte Gelenkblock des distalen Humerus steht etwa 6° valgisch zur Humerusschaftachse und ist etwa 5° innenrotiert (▶ Abb. 1.4). Posterior am distalen Humerus findet sich eine Vertiefung, die das Olekranon bei der endgradigen Streckung aufnimmt, die Fossa olecrani. Nach anterior wird sie durch eine dünne knöcherne Membran von den Fossae radialis und coronoidea getrennt. Bei etwa 7 % der Menschen fehlt diese Unterteilung jedoch, und die Räume kommunizieren miteinander (▶ Abb. 1.5). Cave G ● Bei der Ellenbogenarthroskopie muss die Möglichkeit einer fehlenden knöchernen Unterteilung zwischen den anterioren Fossae und der Fossa olecrani bedacht werden. So kann es im Rahmen des Débridements der Fossa olecrani unbeabsichtigt zum Vordringen des Instrumentariums nach ventral kommen und eine Verletzung der ventralen neurovaskulären Strukturen resultieren. Die Fossae radialis, coronidea und olecrani sind beim gesunden Gelenk jeweils mit Fettgewebe ausgefüllt. Im Fall einer intraartikulären Blutung wie bei einer Fraktur werden die Fettpolster jeweils vom Knochen abgehoben und werden so im Röntgenbild als sogenanntes Fat Pad Sign sichtbar und in der Sonografie als hypodense Struktur darstellbar und gewinnen diagnostische Relevanz (▶ Abb. 1.6). Distal der Epikondylen findet sich lateral das konvexe Capitulum (lat. „Köpfchen“) humeri. Das Kapitulum weist anterior eine knorpelige Gelenkfläche auf, über welche es die gelenkige Verbindung mit der konkaven Fovea des Caput (lat. „Kopf“) radii bildet. 1.1 Chirurgische Anatomie Tuberculum Sulcus intermajus tubercularis Tuberculum majus Tuberculum minus Caput humeri Abb. 1.1 Rechter Humerus (links: Ansicht von ventral, rechts: Ansicht von dorsal). (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 1 Collum anatomicum Collum chirurgicum Crista tuberculi minoris Crista tuberculi majoris Tuberositas deltoidea Corpus humeri, Facies posterior Crista supracondylaris lateralis Sulcus nervi radialis Facies Margo anteromedialis medialis Margo lateralis Facies anterolateralis Crista supracondylaris lateralis Crista supracondylaris medialis Fossa radialis Fossa coronoidea Epicondylus medialis Epicondylus Capitulum Trochlea humeri humeri lateralis Condylus humeri Sulcus nervi ulnaris Fossa Trochlea olecrani humeri Epicondylus lateralis 17 Anatomie und Biomechanik Proc. supracondylaris Abb. 1.2 Processus supracondylaris. Am distalen Humerus oberhalb des Epicondylus medialis kommt gelegentlich ein knöcherner Fortsatz vor, ein sog. Processus supracondylaris. Diese beim Menschen seltene atavistische Bildung entspricht dem bei einigen Wirbeltieren regelmäßig vorkommenden Canalis supracondylaris. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) Abb. 1.3 Eine Verbindungslinie zwischen dem lateralen und medialen Epikondylus kann als Orientierungshilfe dienen, um die Gelenklinie zu identifizieren. Etwa 2 cm tiefer findet sich der Gelenkspalt. a Röntgen mit Markierung. b Klinisches korrelat zur Gelenklinie etwa 2 cm kaudal der Markierungslinie. Abb. 1.4 Anteriore Flexion der Kondylen im Verhältnis zur Schaftachse. a Valgusstellung des distalen Humerus im Verhältnis zur Schaftachse. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) b Ansicht von lateral mit Darstellung der anterioren Rotation der Kondylen um 30° im Verhältnis zur Schaftachse. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) c Innenrotation der Gelenkkondylen im Verhältnis zur Transversalachse. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) 8° a b 5° c 18 30° 1.1 Chirurgische Anatomie 1 Foramen supratrochleare Abb. 1.7 Enge Artikulation des Radiuskopfes in der Incisura radialis der proximalen Ulna. Abb. 1.5 Foramen supratrochleare. Ein Foramen supratrochleare ist ebenfalls eine seltene Variante, bei der die beiden einander gegenüber liegenden Fossae olecrani und coronoidea durch eine Öffnung miteinander verbunden sind. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) Humerus hinteres Fettpolster vorderes Fettpolster abgehobenes hinteres Fettpolster Ulna Abb. 1.6 Fat Pad Sign (links: normale Situation; rechts: Fat Pad Sign). Merke H ● Das Kapitulum ist in der Sagittalebene etwa 30°–37° von der Längsachse des Humerus nach ventral flektiert (▶ Abb. 1.4) Dies muss bei der Reposition von Frakturen des distalen Humerus – insbesondere bei den kindlichen Frakturen – unbedingt beachtet werden. Der Radiuskopf taucht bei endgradiger Flexion mit seinem ventralen Anteil in die Fossa radialis ein, welche sich knapp proximal des Kapitulum befindet. Die strukturelle Integrität im radiokapitellaren Gelenk wird zum einen durch die ligamentären Strukturen gewährleistet, der knöcherne Kontakt zwischen Radius und Kapitulum trägt aber auch insbesondere zur translatorischen Stabilität bei. Aufgrund der Kugelform des Kapitulums kann der konkave Radiuskopf auf ihm sowohl rotieren als auch bei Streckung und Beugung in anteroposteriorer Richtung gleiten. Abb. 1.8 Anatomisches formalinfixiertes Präparat eines sphärischen Radiuskopfes. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) Der Radiuskopf weist eine entsprechende Konkavität von im Schnitt 2,4 mm auf. Er artikuliert zusätzlich mit der lateralen Kante der Trochlea humeri und der incisura radialis der proximalen Ulna, um das proximale Radioulnargelenk zu bilden (▶ Abb. 1.7). Cave G ● Die meisten der gängigen Radiuskopfprothesen weisen keine entsprechende Konkavität wie beim nativen Radiuskopf auf. Dies kann theoretisch einen negativen Einfluss auf die Stabilität des ersetzten Gelenks haben. Der Radiuskopf weist eine ellipsoide Form auf [2] und artikuliert mit seinem Rand in der proximalen Ulna (▶ Abb. 1.8) Hierfür sind 240° des Kopfes knorpelig überzogen. Die restlichen 120° sind nur spärlich bzw. nicht mit Knorpel überzogen. Diese 120° bilden somit eine Safe-Zone, in der Implantate angebracht werden können, die dann nicht mit der Incisura radialis in Konflikt geraten (▶ Abb. 1.9). 19 Anatomie und Biomechanik neutral Abb. 1.9 Radiuskopf mit breiter knorpeliger Kontaktfläche, die im proximalen Radioulnargelenk artikuliert (A), und schmaler, oft knorpelfreier Zone (B), die nicht artikuliert und somit die unproblematische Applikation von Implantaten erlaubt. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) Praxistipp Z ● Die Safe-Zone muss intraoperativ präzise bestimmt werden, um keine fehlerhafte Materialpositionierung zu erlauben. Liegt der Arm in Neutralstellung auf dem OP-Tisch, findet man die SafeZone streng lateral am Radiuskopf. Die verwendeten Schrauben dürfen jedoch nicht die Gegenkortikalis bzw. die dort befindliche Knorpelschicht durchdringen, um eine Schädigung der Incisura radialis zu vermeiden (▶ Abb. 1.10). Merke ● ● H ● Der Radiushals weist eine typische Angulation von etwa 7°–15° auf [62], [112]. Dieser Winkel wird durch die gängigen Radiuskopfprothesen wiederhergestellt. Bei Rekonstruktionen des proximalen Radius müssen diese Werte geläufig sein. Der durchschnittliche Durchmesser des Radiuskopfs beträgt ca. 22 mm. Dies gilt es bei der Schraubenwahl bei osteosynthetischer Versorgung zu beachten. Die untere Grenze des Radiushalses wird durch die Tuberositas radii markiert, die etwa 2,5 cm unterhalb der proximalen Begrenzung des Radiuskopfs beginnt [62]. Der ulnare Anteil der Tuberositas dient als Ansatz für die Bizepssehne, während der radiale Anteil von einer Bursa bedeckt wird, die in voller Pronation die Sehne gegen Knochenkontakt schützt. Die Trochlea humeri stellt den medialen artikulierenden Pfeiler des distalen Humerus dar. Sie befindet sich distal des Epicondylus medialis und weist eine komplexe geschwungene Konfiguration auf und gleicht mit ihrer Form am ehesten einer Spule. Die knorpelige Gelenkfläche überzieht die Trochlea anterior, inferior und posterior und artikuliert über diese Strecke mit dem Olekranon. Aufgrund der diffizilen Passform und damit engen knöchernen 20 Supination Pronation Abb. 1.10 Die Safe-Zone befindet sich am Radiuskopf streng lateral, bei Lagerung des Arms in Neutralposition (links). Osteosynthesematerial, das in der Safe-Zone eingebracht wird, kommt bei Pro- und Supination nicht in Konflikt mit dem proximalen radioulnaren Gelenk. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) Führung ist eine hohe primäre Stabilität gegeben. Durch den Zug der Mm. triceps brachii und brachialis wird der Humerus in das Olekranon gepresst. Im ulnohumeralen Gelenk sind vornehmlich Extension und Flexion möglich. In biomechanischen Arbeiten werden auch geringe Rotationsbewegungen beschrieben [111]. Direkt proximal der Trochlea findet sich ventral die Fossa coronoidea im Sinne einer knöchernen Vertiefung am distalen Humerus, in die der Processus coronoideus bei maximaler Flexion eintaucht. Das Olekranon artikuliert mit dem distalen Humerus und dem Radiuskopf und fungiert somit als Gelenkpartner sowohl in einem Scharniergelenk als auch in einem Drehgelenk. Dies ist eine anatomische Besonderheit und unterstreicht die Wichtigkeit einer intakten knöchernen Struktur der proximalen Ulna. Durch die hakenfömige Konfiguration des Processus coronoideus und des Olekranons stabilisiert die proximale Ulna die anteroposteriore Dislokation des Humerus. Die Facies semilunaris der Ulna weist eine physiologische Unterbrechung der Knorpelfläche auf (sogenannte Bare-Area), die im Durchschnitt eine Breite von 5 mm hat (▶ Abb. 1.11) Dieses zentrale Areal ist im Vergleich zur restlichen anterioren und posterioren Gelenkfläche nur geringer Druckspannung ausgesetzt, wodurch das fehlende Knorpelwachstum resultiert. Die BareArea unterteilt die Facies semilunaris ulnae in einen anterioren und einen posterioren Anteil und trennt damit das Olekranon vom Processus coronoideus. Der Processus coronoideus agiert als Stabilisator gegen axiale und posteriore Subluxation der Ulna. Er dient verschiedenen stabilisierenden Bändern, aber auch den Mm. supinator et brachialis als Ansatz (s. u.). Der M. brachialis inseriert etwa 11 mm distal der Koronoidspitze auf einer Strecke von etwa 26 mm. Der Muskel zeigt am Ansatz eine Dreigliederung. Medial inserieren die mediale Aponeurose des Muskels am Koronoid und zentral freie Muskelfasern. Lateral wiederum inseriert die laterale Aponeurose 1.1 Chirurgische Anatomie Spitze 1 anteromediale Facette Basis Abb. 1.12 Klassifikation der Koronoidfrakturen nach O’Driscoll et al. (Burkhart KJ, Hollinger B, Wegmann K et al. Luxationen und Bandverletzungen am Ellenbogen und Unterarm. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 435–462) a Abb. 1.11 Proximale Ulna (Kreis = Olekranonspitze, Stern = Processus coronoideus). Die rote Linie markiert die sogenannte Bare-Area, eine physiologischerweise knorpelfreie Zone in der Artikulationsfläche der proximalen Ulna. am Koronoid [58]. Die Gelenkkapsel inseriert zwischen 2 und 6 mm distal der Koronoidspitze [19]. Am Koronoid werden die Spitze, die anteromediale Facette und das Tuberculum subliminus unterschieden (▶ Abb. 1.12) Verletzungen der jeweiligen Strukturen werden hinsichtlich Fixationsmethode und Zugangswahl individuell angegangen. Cave Im Fall von Gelenkfrakturen der proximalen Ulna darf die Bare-Area nicht fehlinterpretiert werden. b G ● richtig Sollte die Gelenkfläche des Olekranons mit bündigem Knorpelabschluss rekonstruiert werden, führt dies zu einer kompromittierten Artikulation bei einer zu schmalen Aufnahmefläche der Ulna für den distalen Humerus (▶ Abb. 1.13). Merke zu eng H ● Ziel muss das Alignement der posterioren Ulnakortikalis sein, um möglichst physiologische Verhältnisse intraartikulär zu erreichen. Bei der Olekranonosteotomie empfiehlt es sich, den Sägeschnitt in diese knorpelfreie Zone auslaufen zu lassen, um nicht unnötig Knorpelfläche zu schädigen. Der Ulnaschaft weist einen nach radial geschlossenen Winkel – den sogenannten Radial Bow – von etwa 17°–18° und eine dorsale Angulation von etwa 6° auf [91], [120] (▶ Abb. 1.14). Eine zunehmende dorsale Angulation korreliert negativ mit der Extensionsfähigkeit im Ellenbogen. c Abb. 1.13 Alignement der dorsalen Kortikalis des Olekranons. a Präoperativ. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) b Bei falschem Alignement der dorsalen Kortikalis kommt es zur Einengung der Incisura semilunaris ulnae. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) c Das Alignement der dorsalen Kortikalis ist entscheidend für die anatomische Reposition. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) 21 Anatomie und Biomechanik Abb. 1.14 Radial Bow der Ulna. Die Ulna weist physiologischerweise eine nach radial konvexe Krümmung auf, die individuell variiert. Die Passgenauigkeit gerader Osteosynteseplatten kann hierdurch kompromittiert werden. Praxistipp Z ● Im Rahmen der Frakturversorgung der proximalen Ulna müssen die genannten Winkel möglichst wiederhergestellt werden. Es ist wichtig zu wissen, dass diese Winkel einer hohen interindividuellen Varianz unterliegen. Anatomisch vorgeformte Platten orientieren sich aber nur an den Mittelwerten und spiegeln nicht selten eben nicht die individuelle Anatomie wider. Die kontralaterale Extremität kann zur radiologischen Vermessung der entsprechenden Winkel herangezogen werden, falls die traumatischen Veränderungen der verletzten Seite dies verhindern. Die proximale Ulna spielt eine zentrale Rolle für die Gelenkstabilität. Nicht nur die enge knöcherne Führung im humeroulnaren Gelenk unterstreicht diese Funktion, sondern darüber hinaus setzen wichtige ligamentäre Strukturen der proximalen Ulna an: ● Lig. anulare, ● ulnarer Schenkel des lateralen Kollateralbandes, ● mediales Kollateralband. Als knöcherner Ansatzpunkt dient für den ulnaren Schenkel des lateralen Kollateralbandes und für das Lig. anulare das Tuberkulum der Crista supinatoria, etwa 1 cm unterhalb der Incisura radialis ulnae (▶ Abb. 1.15). Die Crista stellt die kaudale Verlängerung der dorsolateralen Begrenzung der Incisura radialis ulnae dar. Sie fungiert ebenso als Ansatz für den namensgebenden M. supinator. In seltenen Fällen kann man an der Crista ein Foramen für die A. interossea recurrens finden. 22 Abb. 1.15 Mazeriertes Präparat einer linken Ulna. Die Crista supinatoria (Stern, der K-Draht markiert den kaudalen Rand) ist die kaudale knöcherne Ausziehung der dorsalen Kante der Incisura radialis der proximalen Ulna. An ihr inserieren der M. supinator sowie das Ligamentum ulnare collaterale laterale (LUCL). a Ansicht von lateral. b Ansicht von dorsolateral. c Ansicht von ventral. 1.1 Chirurgische Anatomie 1 Abb. 1.16 Fraktur der Crista supinatoria. a Man beachte, dass die Verletzung auf der nativen Röntgenaufnahme nicht gut zu erkennen ist. b Die Fraktur der Crista supinatoria ist in der 3D-Rekonstruktion jedoch gut zu sehen (Stern). Praxistipp Z ● Die Crista supinatoria kann bei Frakturen der proximalen Ulna im Sinne eines knöchernen Bandausrisses des Lig. anulare oder des ulnaren Schenkels des lateralen Kollateralbandes betroffen sein und sollte bei der Therapieplanung miteinbezogen werden [99] (▶ Abb. 1.16). Das Tuberculum subliminus fungiert am medialen Aspekt des Processus coronoideus als knöcherner Ansatzpunkt für das anteriore Bündel des medialen Kollateralbandes (▶ Abb. 1.17). Es kann ebenfalls bei Frakturen der proximalen Ulna betroffen sein. Merke H ● Insbesondere bei chronischer Valgusbelastung wie beim Überkopfsport und Wurfsport können sich neben der reinen Bandverletzung auch Avulsionsverletzungen des Tuberculum subliminus finden lassen. Abb. 1.17 Das Tuberculum subliminus stellt die mediale, kaudale knöcherne Ausziehung des Processus coronoideus dar. An ihr inseriert das anteriore Bündel des medialen Kollateralbandes. Die Ausprägung ist individuell hoch variabel. a Ansicht von ventral. b Ansicht von medial. c Ansicht von posteromedial. 1.1.3 Kapsel-Band-Apparat Gelenkkapsel Die Gelenkkapsel des Ellenbogens spielt eine wichtige Rolle sowohl beim nativen Gelenk als auch bei den pathologischen Veränderungen wie z. B. der Ellenbogensteife. Die Gelenkkapsel umschließt alle 3 Teilgelenke des Ellenbogens und ist gelenkseitig von einer synovialen Schicht überzogen. Auf der Rückseite des Gelenks beginnt die Kapsel proximal der Fossa olecrani und reicht bis auf Höhe des Lig. anulare radii, mit dem es fusioniert. Die Kapsel hat keine unmittelbare strukturelle Verbindung mit dem Radius, sondern liegt dem Hals lediglich an. Ventral werden die Fossae coronoidea und radii von der Kapsel überdeckt, die dann bis zur Basis des Processus coronoideus reicht. Wie alle Gelenkkapseln des menschlichen Körpers besteht auch die Kapsel des Ellenbogens aus 2 Schichten: ● einer inneren Schicht aus lockerem Bindegewebe, die die synoviale Schleimhaut enthält, und ● einer äußeren Schicht, die aus einem dichten Geflecht von Kollagenfasern besteht. Aufgrund der Rigidität der Gelenkskapsel führt eine intraartikuläre Flüssigkeitsansammlung zur Bewegungseinschränkung. Da das Ellenbogengelenk bei einer Flexionsstellung von etwa 80°das größte Volumen aufweist (beim Gesunden sind dies etwa 20 ml), wird diese Stellung nach einem Trauma häufig als Schonhaltung eingenommen [84]. Beim erkrankten Gelenk kann das intraartikuläre Volumen jedoch deutlich herabgesetzt (z. B. Ellenbogensteife) oder auch erhöht sein. So weisen z. B. Rheumatiker häufig eine weite Gelenkkapsel auf. 23 Anatomie und Biomechanik Merke H ● Dieser Umstand wird z. B. bei Verletzungen mit intraartikulärem Frakturhämatom im klinischen Alltag beobachtet. Die schmerzbedingte Schonhaltung – und im Verlauf dann auch die Einsteifung – erfolgt somit häufig in einer Flexionsstellung um 80°. Praxistipp Z ● Bei der Auffüllung des Ellenbogengelenks vor der Arthroskopie können beim gesunden Gelenk zwischen 20 und 25 ml injiziert werden, bevor ein Einreißen der Kapsel provoziert wird. Beim Gelenk mit Ellenbogensteife kann dies jedoch schon bei 6–10 ml der Fall sein [39]. Die Gelenkkapsel des Ellenbogens übt in Streckung eine stabiliserende Funktion auf das Gelenk aus. Insbesondere der ventrale Kapselanteil übernimmt dann eine stabilisierende Funktion gegen Varus- und Valgusbelastungen. Merke Bei Frakturen des Koronoids kann das Tuberculum subliminus betroffen und von der proximalen Ulna gelöst sein. Insbesondere ein sagittaler Frakturverlauf am Koronoid sollte auf diese potenzielle Ursache für eine Valgusinstabilität aufmerksam machen (▶ Abb. 1.20). Der Ansatzbereich beginnt etwa 18 mm dorsal zur Koronoidspitze [19]. Das Ligament liegt der Koronoidbasis in seinem Verlauf eng an [110]. Praxistipp Z ● Bei der MRT-Diagnostik von Verletzungen des anterioren Bündels des medialen Kollateralbandes sollte kein Erguss/Kontrastmittel zwischen das Band und das Koronoid gelangen. Anderenfalls spricht dies für eine strukturelle Schädigung des Bandes. Chorda obliqua Posteriores Bündel Die Chorda obliqua stellt ein kräftiges Band am Ellenbogen dar, dem eine relevante Rolle im Rahmen der longitudinalen Stabilität des Unterarms zugeschrieben wird. Es zieht von der lateralen Basis des Processus coronoideus zum medialen Aspekt des proximalen Radius und setzt knapp distal der Tuberositas radii an. Es hat eine durchschnittliche Breite von 3,7 mm (▶ Abb. 1.18). Das posteriore Bündel ist im Vergleich zum anterioren Bündel weniger gut von den umliegenden Strukturen abzugrenzen. Es ist in seinem Verlauf fächerförmig konfiguriert und inseriert am mittleren Drittel der Incisura semilunaris, wobei es im Ansatzbereich eine Breite von etwa 7–8 mm aufweist. Merke Mediales Kollateralband Das mediale Kollateralband (MCL) gliedert sich anatomisch in 3 Bestandteile (▶ Abb. 1.19): ● anteriores Bündel, ● posteriores Bündel, ● Lig. transversum. Anteriores Bündel Das anteriore Bündel stellt einen primären Stabilisator gegen Valguskräfte dar und wird weiter in 3 Untereinheiten (anteriore, zentrale und posteriore Fasern) unterteilt, die sich funktionell unterscheiden [64], [20]. Das anteriore Bündel entspringt am medialen Epikondylus breitflächig knapp posterior des Drehzentrums, etwas kranial der Gelenkkapsel und inferior des Flexorenursprungs. Am Ursprung und im mittleren Bereich hat das Band eine Breite von etwa 6–7 mm, am Ansatzbereich verbreitert es sich im Durchschnitt auf 9 mm [31]. Es zieht als gut definierbare Struktur oberflächlich des anteromedialen Teils der Gelenkkapsel nach distal, um über einen länglichen Bereich von etwa 2 cm am Tuberculum subliminus und der nach dem Ligament benannten Crista zu inserieren [36] (▶ Abb. 1.19). 24 H ● H ● Aufgrund des breiten Ursprungs des medialen Kollateralbandes am inferioren medialen Epikondylus ist die Osteotomie desselben nur im Bereich der medialen 20 % möglich, ohne Bandstrukturen zu verletzen [83], [87]. Transverses Bündel Das transverse Bündel verbindet die distalen Anteile des anterioren und posterioren Bündels zwischen den knöchernen Ansätzen. Ihm konnte bislang keine relevante Funktion nachgewiesen werden. 1.1 Chirurgische Anatomie Olecranon Pro-/ Supinationsachse Incisura trochlearis Lig. collaterale radiale Olecranon 1 Lig. collaterale radiale Proc. coronoideus Fovea articularis (Fovea capitis radii) Lig. collaterale ulnare Lig. anulare radii Art. radioulnaris proximalis Collum radii Lig. anulare radii Tuberositas ulnae Tuberositas radii Tuberositas radii Tuberositas ulnae Chorda obliqua Pro-/Supinationsachse Margo anterior Corpus ulnae Margo interosseus Margo interosseus Margo interosseus Margo interosseus Membrana interossea antebrachii Membrana interossea antebrachii Facies lateralis Margo posterior Facies posterior Lig. radioulnare dorsale Caput ulnae a Proc. styloideus radii Lig. radioulnare palmare Caput ulnae Proc. styloideus ulnae Proc. styloideus ulnae b Art. radioulnaris distalis Tuberculum dorsale Proc. styloideus radii Abb. 1.18 Bandapparat und Bewegungsachse für die Pro- und Supinationsbewegung im proximalen und distalen Radioulnargelenk. Zusammen mit der A. radioulnaris distalis gestattet das proximale Radioulnargelenk eine Umwendbewegung der Hand (Pro- und Supination). Die Bewegungen beider Gelenke sind durch die Membrana interossea funktionell miteinander gekoppelt und daher zwangsläufig miteinander kombiniert. Die Bewegungsachse für die Pro- und Supination verläuft vom Zentrum des Capitulum humeri (nicht dargestellt) durch die Mitte der Fovea capitis radii schräg nach distal zum Griffelfortsatz der Ulna (Processus styloideus ulnae). a Supinationsstellung (Radius und Ulna stehen parallel zueinander). (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) b Pronationsstellung (der Radius überkreuzt die Ulna). (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 25 Anatomie und Biomechanik Humerus Humerus Crista supracondylaris lateralis Radius Tuberositas radii Ulna Lig. anulare radii Proc. coronoideus Olecranon Epicondylus lateralis Lig. collaterale ulnare, Pars anterior Epicondylus medialis Lig. collaterale ulnare, Pars posterior Lig. collaterale ulnare, Pars transversa Abb. 1.19 Medialer Kollateralbandapparat des Ellenbogens. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) Recessus sacciformis Olecranon Lig. collaterale radiale Lig. anulare radii Radius Collum radii Ulna Abb. 1.21 Lateraler Kollateralbandapparat des Ellenbogens. (Wegmann K, Burkhart KJ, Müller LP. Knöcherne Verletzungen des Ellenbogens. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 339–364) anteriores Bündel des MCL LCL Ligamentum anulare a b Abb. 1.20 Hinter einem Spitzenfragment kann sich eine harmlose Spitzenfraktur, aber auch eine instabile Ausrissfraktur des AML (= anteriores Bündel des medialen Kollateralbandes) von der anteromedialen Facette verbergen. a Spitzenfraktur. (Burkhart KJ, Hollinger B, Wegmann K et al. Luxationen und Bandverletzungen am Ellenbogen und Unterarm. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 435–462) b Ausrissfraktur des AML von der anteromedialen Facette. (Burkhart KJ, Hollinger B, Wegmann K et al. Luxationen und Bandverletzungen am Ellenbogen und Unterarm. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 435–462) Lateraler Kollateralbandkomplex Der laterale Kollateral-Band-Komplex besteht aus 4 Anteilen, die sich zu einer Y-Form vereinen, wobei die beiden Schenkel den Radiuskopf umschließen (▶ Abb. 1.21). Die einzelnen Bestandteile sind: ● das Lig. anulare, ● das radiale Kollateralband (RCL), ● das laterale ulnare Kollateralband (LUCL), ● das akzessorische radiale Kollateralband. Das Lig. anulare sichert die Artikulation im proximalen radioulnaren Gelenk. Es inseriert jeweils an der vorderen und hinteren Kante der Incisura radialis, wo sein kranialer Anteil in den fibrokartilaginären Anteil der Incisura radialis übergeht (▶ Abb. 1.18 u. ▶ Abb. 1.21). Cave G ● Der posteriore Ansatz des Lig. anulare an der Ulna kann als Normvariante 2 Schenkel aufweisen, was in der MR-Bildgebung nicht als Pathologie interpretiert werden sollte. Das Lig. anulare umspannt den Radiuskopf, indem es von der anterioren zur posterioren Begrenzung der Incisura radialis ulnae verläuft. Das Band ist lediglich durch eine dünne membranartige Schicht strukturell mit dem proximalen Radius verbunden, um die freie Rotation im proximalen Radioulnargelenk zu erlauben. Radiales Kollateralband Das radiale Kollateralband (RCL) entspringt am lateralen Epikondylus im Bereich des Drehzentrums und zieht nach distal über die laterale Kante des Radiuskopfs und verbindet sich dann mit den Fasern des Lig. anulare. Laterales ulnares Kollateralband Das laterale ulnare Kollateralband (LUCL) ist in seiner Ausprägung inkonstant und im Bereich des Ursprungs nur sehr schwer vom umgebenden Gewebe zu differenzieren. 26 1.1 Chirurgische Anatomie Es zieht vom Drehzentrum am lateralen Epikondylus leicht geschwungen über die posterolaterale Hälfte des Radiuskopfs nach distal und inseriert am Tuberkulum der Crista supinatoria, distal des Lig. anulare. Im Ansatzbereich ist das Band vom umgebenden Weichgewebe wiederum gut zu differenzieren. Akzessorisches radiales Kollateralband Das akzessorische radiale Kollateralband zieht über den lateralen Abschnitt des Radiuskopfs und inseriert knapp distal an der posterioren Kante der Incisura radialis ulnae [16]. M. scalenus anterior 1 Fasciculus lateralis Fasciculus medialis A. axillaris Medianusgabel, Radix lateralis Medianusgabel, Radix medialis 1.1.4 Neuroanatomie Im Rahmen der Diagnostik und Therapie von Ellenbogenpathologien ist die präzise Kenntnis der lokalen neuralen Strukturen notwendig. In diesem Abschnitt werden die wichtigen sensomotorischen Nervenäste des Plexus brachialis besprochen, die die obere Extremität versorgen. Des Weiteren wird auf die relevanten subkutanen sensiblen Nerven eingegangen. Die einzelnen Nervenkompressionssyndrome werden in den entsprechenden Kapiteln abgehandelt (s. Kap. 8.3). Nervus medianus Epicondylus humeri R. articularis M. pronator teres, Caput humerale M. flexor carpi radialis M. pronator teres, Caput ulnare Der N. medianus wird von den Segmenten C 5–Th 1 gespeist. Er entspringt aus den Fasciculi medialis und lateralis der pars infraclavicularis des Plexus brachialis, die sich ventral der A. axillaris zur Medianusgabel zusammenschließen (▶ Abb. 1.22). Aus der Medianusgabel zieht der Nerv von der Achselhöhle in den medialen Oberarm im Sulcus bicipitalis medialis ventral des Septum intermusculare mediale. Eine Faszie, die aus der Brachialis- und Bizepsfaszie hervorgeht, umschließt den Nerv bis etwa 3 cm proximal des Lacertus fibrosus. Der Nerv läuft ab der Höhe des Lacertus medial der Bizepssehne und der A. brachialis und gibt sensible Rami articulares an das Ellenbogengelenk ab. Distal des Lacertus durchbohrt der N. medianus den M. pronator teres, nachdem er an diesen seinen ersten motorischen Ast abgegeben hat, und verläuft dann zwischen dem M. flexor digitorum superficialis und dem M. flexor digitorum profundus [41]. Praxistipp N. medianus Z ● Da der N. medianus seine Seitenäste nach medial abgibt, ist es empfehlenswert, den Nerv beim Anlegen von offenen chirurgischen Zugängen nach medial wegzuhalten. Im weiteren Verlauf gibt der N. medianus sensible Äste für die dorsale und palmare Hand ab. Auf Höhe des Gelenks liegt der N. medianus beim gestreckten Ellenbogen etwa 4–7 mm ventral der Trochlea. In Beugung nimmt dieser Wert auf etwa 12–18 mm zu [63] (▶ Abb. 1.23). N. interosseus antebrachii anterior M. flexor pollicis longus Thenarmuskulatur M. palmaris longus M. flexor digitorum superficialis M. flexor digitorum profundus M. pronator quadratus R. palmaris n. mediani Retinaculum mm. flexorum R. muscularis thenaris Nn. digitales palmares communes Mm. lumbricales I und II Nn. digitales palmares proprii Abb. 1.22 Verlauf des N. medianus nach Vereinigung seiner Radix medialis aus dem Fasciculus medialis und seiner Radix lateralis aus dem Fasciculus lateralis. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 27 Anatomie und Biomechanik Abb. 1.23 Der N. medianus (markiert im Schnittbild mittels Draht) unterliegt Lageveränderungen im Rahmen der Extension und Flexion. Wie zu erkennen ist, nimmt der Abstand des Nervs zur Gelenkkapsel bzw. der Coronoidspitze in Extension im Vergleich zur Flexion ab. a Extension. b Flexion. c Der Füllungszustand der Gelenkkapsel beeinflusst ebenfalls die Lage der Nerven am Ellenbogengelenk. Eine Injektion von steriler Kochsalzlösung in das Gelenk führt zu einer Distension der Gelenkkapsel und somit zu einer Zunahme des Abstandes des N. medianus zu den knöchernen Strukturen. Jedoch kommt es durch die Dehnung zu einer Kompression der Weichteile zwischen der Kapsel und den Nerven. Somit resultieren eine Zunahme des Abstandes der Nerven zu den knöchernen Strukturen und eine Abnahme des Abstandes der Nerven zur Gelenkkapsel. Cave G ● Wird bei der Ellenbogenarthroskopie das Gelenk mit steriler Kochsalzlösung aufgefüllt, erhöht sich der Abstand der umgebenden Nerven zu den knöchernen Landmarken. Jedoch nimmt der Abstand der Gelenkkapsel zu den Nerven ab (▶ Abb. 1.23c) Bei der arthroskopischen Resektion der Gelenkkapsel muss man sich dieses Umstandes bewusst sein, um nicht in fälschlicher Erwartung eines Sicherheitsabstandes iatrogene Nervenschäden zu verursachen. Merke ● H Beim Anlegen der Arthroskopieportale befinden sich die kritischen neurovaskulären Strukturen in unmittelbarer Umgebung der Instrumente. Nach dem Eindringen in das Gelenk durch das anteromediale Portal befindet sich der N. medianus nur etwa 4–7 mm ventral des Trokars. Der N. medianus versorgt sämtliche Pronatoren und die meisten Flexoren des Unterarms. Des Weiteren innerviert er den Großteil des Thenars und die Mm. lumbricales I und II. Der rein motorische N. interosseus anterior gliedert sich auf Höhe des M. pronator teres oder aber auch schon weiter proximal vom N. medianus ab und verläuft in Begleitung der gleichnamigen Arterie ventral der Membrana interossea nach distal und innerviert den M. flexor pollicis longus, M. pronator quadratus und den lateralen Anteil des M. flexor digitorum profundus. Merke Wird der N. interosseus anterior komprimiert oder strukturell, z. B. durch ein Trauma oder iatrogen, geschädigt, kommt es zum gleichnamigen Ausfallssyndrom. Typisch ist die Schwäche des M. flexor pollicis longus, der Beugung im distalen Interphalangealgelenk des Zeigefingers (selten auch des Mittelfingers) und des M. pronator quadratus. Der Spitzgriff ist den Patienten nicht mehr möglich, sensible Ausfälle bestehen jedoch nicht. Die sensiblen Fasern des N. medianus versorgen die radialen ⅔ der Handfläche und D I–III sowie die radiale Hälfte des D IV. Des Weiteren versorgt er die dorsalen Endglieder D II und III sowie die radiale Hälfte des Endgliedes D IV (▶ Abb. 1.24). Merke H ● Bei Läsionen des N. medianus auf Höhe des Ellenbogens kommt es zur Ausprägung eines komplexen Ausfallssyndroms. ● Die Greiffunktion ist gestört, ebenso die Pronation des Unterarms. ● Aufgrund es Ausfalls des M. abductor pollicis ist es nicht mehr möglich, voluminöse Gegenstände wie z. B. eine Flasche zu umgreifen. ● Der Daumen kann ebenso nicht mehr adäquat opponiert werden. ● Bei chronischem Zustand fällt die Thenaratrophie auf. ● Die radiale Handfläche weist eine Hypästhesie auf. Im Vollbild zeigt sich das klassische Bild einer „Schwurhand“ (▶ Abb. 1.25). 28 H ● 1.1 Chirurgische Anatomie Nn. supraclaviculares Nn. supraclaviculares N. axillaris N. axillaris N. radialis N. musculocutaneus N. cutaneus brachii medialis N. cutaneus antebrachii medialis N. cutaneus brachii medialis N. radialis N. cutaneus antebrachii medialis Abb. 1.24 Sensibles Innervationsgebiet des N. medianus. a Ansicht von ventral. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) b Ansicht von dorsal. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 1 N. musculocutaneus N. radialis R. palmaris n. mediani a N.ulnaris N. radialis N. ulnaris Nn. digitales palmares communes u. proprii (N. medianus) Nn. digitales palmares proprii (N. medianus) „Schwurhand“ b des Ellenbogens, um das laterale intermuskuläre Septum zu durchbrechen und auf die ventrale Seite des Humerus zu treten. Dort zieht er zwischen dem M. brachialis und dem M. brachioradialis durch den Radialistunnel in die Fossa cubitalis. Auf Gelenkniveau befindet sich der Nerv etwa vor der medialen Hälfte des Kapitulums. Auf dieser Höhe wird er noch durch den M. brachialis von der Gelenkkapsel separiert. Unterhalb der Gelenklinie kann der Nerv der Gelenkkapsel bereits unmittelbar aufliegen, ggf. nur noch durch eine schmale Schicht von Fettgewebe getrennt [86]. Cave Abb. 1.25 Schwurhand nach proximaler N.-medianus-Läsion. Beim Versuch, eine Faust zu machen, können lediglich die ulnaren Finger gebeugt werden. Dadurch entsteht das Bild einer Schwurhand. Gleichzeitig können Sensibilitätsstörungen, insbesondere in dem Autonomgebiet (Fingerkuppen der radialen 3½ Finger) des Nervs auftreten. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) Nervus radialis Der N. radialis wird ebenfalls aus den Segmenten C 5–Th 1 gespeist. Er geht aus dem Fasciculus posterior hervor und schwingt nach posterior um den Humerus, um dort etwa 18 cm proximal des Ellenbogens in den Sulcus n. radialis an der posterioren Kortikalis des Humerus unterhalb des M. triceps brachii einzutauchen (▶ Abb. 1.26). Er folgt dem Sulkus liegend in seinem geschwungenen Verlauf und verlässt diesen etwa 13 cm proximal G ● Bei der Anlage des anterolateralen Arthroskopieportals ist der N. radialis gefährdet. An dem Punkt, an dem der Trokar im Rahmen eines regulären Zugangs das Gelenk perforiert, ist der Nerv nur etwa 5–7 mm entfernt. Etwa 3,6 cm proximal des Oberrandes des M. supinator bzw. auf Höhe des Epicondylus lateralis teilt sich der N. radialis in einen oberflächlichen und einen tiefen Ast (▶ Abb. 1.27). Der oberflächliche Ast zieht unterhalb bzw. medial des M. brachioradialis nach distal und schwingt dann etwa 9,0 cm proximal des Processus styloideus radii nach dorsal, um dort den radialen Handrücken und die Finger D I und II sowie D III radial bis auf Höhe des DIP sensibel zu versorgen [1] (s. u.). Der tiefe Ast zieht zwischen dem oberflächlichen und tiefen Anteil des M. supinator nach distal. Der oberflächliche Supinatoranteil bildet die sogenannte Frohse-Arkade, durch die der Nerv in den Supinator eintritt und nach etwa 4–5 cm wieder hervortritt (▶ Abb. 1.28). Die A. recurrens radialis gibt an den Ramus profundus ein Netz von Kollateralgefäßen (Leash of Henry) ab, die den Nerv am Eintritt in die Frohse-Arkade begleiten. 29 Anatomie und Biomechanik Abb. 1.26 Verlauf des N. radialis nach Verlassen des Fascikulus posterior des Plexus brachialis. Rechter Arm, Ansicht von ventral; Unterarm in Pronationsstellung. Der N. radialis stellt die unmittelbare Fortsetzung des Fasciculus posterior dar und verläuft in Begleitung der A. profunda brachii im Sulcus n. radialis schraubig um die Rückseite des Humerus. Nach seinem Durchtritt durch das Septum intermusculare laterale (hier nicht dargestellt) etwa 10 cm proximal des Epicondylus humeri radialis zieht der N. radialis zwischen dem M. brachioradialis und dem M. brachialis (Radialistunnel) nach distal in die Ellenbeuge, wo er sich in den Ramus profundus und den Ramus superficialis aufteilt. Der Ramus profundus durchdringt den M. supinator zwischen seinem oberflächlichen und seinem tiefen Teil (Supinatorkanal) und zieht als dünner N. interosseus (antebrachii) posterior weiter zum Handgelenk. Der Ramus superficialis verläuft weiter am Unterarm zusammen mit der A. radialis entlang des M. brachioradialis, gelangt im unteren Drittel zwischen Radius und M. brachioradialis auf die Streckseite und endet als sensibler Hautast auf dem radialen Handrücken sowie den dorsalen Rändern der radialen 2½ Finger (= Daumen, Zeigefinger und radiale Hälfte des Mittelfingers). (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) N. phrenicus M. scalenus anterior Fasciculus posterior A. axillaris N. radialis N. cutaneus brachii posterior N. radialis im Sulcus n. radialis N. cutaneus brachii lateralis inferior M. triceps brachii Radialistunnel Epicondylus medialis N. cutaneus antebrachii posterior M. supinator N. interosseus posterior Radialisgruppe M. brachialis R. profundus im Supinatorkanal M. brachioradialis R. superficialis M. abductor pollicis longus M. extensor digitorum M. extensor pollicis brevis M. extensor pollicis longus Nn. digitales dorsales Cave G ● Die Leash of Henry kann Ursache für kräftige Blutungen sein, wenn sie im Rahmen von operativen Eingriffen an der FrohseArkade verletzt wird. Merke H ● Die Rotationsstellung des Unterarmes hat entscheidenden Einfluss auf die Lage des tiefen Astes des N. radialis. Da der Nerv in Supination in einem Winkel von etwa 45° von proximal nach distal lateral läuft, kreuzt er den proximalen Radius bereits auf Höhe des Kollums. Er liegt mit 2,2 cm unterhalb des radiokapitellaren Gelenks im Arbeitsbereich der anterioren und anterolateralen 30 Zugänge und ist somit gefährdet. Wird der Unterarm komplett proniert, rotiert der Nerv mit dem M. supinator nach medial und liegt somit in einem Winkel von nur noch 25° über dem proximalen Radius. Hierdurch erhöht sich der Abstand des Nervs auf dem Radius zum Gelenk auf etwa 3,6 cm [29]. Der N. radialis ist der einzige motorische Nerv, der sowohl am Ober- wie auch am Unterarm die Streckmuskulatur versorgt. Sensibel werden von ihm der laterale Oberarm, die Rückseite des Oberarms und die Rückseite des Unterarms versorgt (▶ Abb. 1.29). 1.1 Chirurgische Anatomie 1 Abb. 1.27 Aufspaltung des N. radialis in die beiden Äste Ramus superficialis (rechts) und profundus (links). N. axillaris Abb. 1.28 Der Ramus profundus (Stern) zieht in die Tiefe der Ellenbeuge und durch die Frohse-Arkade in den M. supinator (Pfeil). Nn. supraclaviculares Nn. supraclaviculares N. axillaris N. cutaneus brachii lateralis inferior (N. radialis) N. musculocutaneus R. superficialis n. radialis N. medianus N. cutaneus brachii posterior (N. radialis) N. cutaneus brachii medialis N. cutaneus antebrachii medialis N. cutaneus brachii lateralis inferior (N. radialis) N. cutaneus brachii medialis N. cutaneus antebrachii posterior (N. radialis) Abb. 1.29 Sensibles Innervationsgebiet des N. radialis. a Ansicht von ventral. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) b Ansicht von dorsal. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) N. musculocutaneus N. cutaneus antebrachii medialis R. superficialis n. radialis N.ulnaris N. ulnaris a b N. medianus 31 Anatomie und Biomechanik Praxistipp Z ● Die Klinik der N.-radialis-Schädigung variiert je nach Lokalisationshöhe. Bei einer Läsion des N. radialis oberhalb des Ellenbogens zeigt sich das typische Bild einer Fallhand. Die Hand kann nicht gegen die Schwerkraft gehoben werden, begleitend zeigen sich entsprechende sensible Ausfallserscheinungen. Proc. Fasciculus coracoideus lateralis M. scalenus anterior Sulcus intertubercularis A. axillaris N. musculocutaneus M. biceps brachii, Caput breve Nervus cutaneus antebrachii posterior Der Nerv geht etwa 17 cm proximal des lateralen Epikondylus aus dem N. radialis hervor und zieht posterior des lateralen intermuskulären Septums nach distal (▶ Abb. 1.30). Der Nerv durchbricht das Septum nicht, sondern tritt etwa 7 cm proximal des lateralen Epikondylus nach subkutan, um dann etwa 2 cm ventral des lateralen Epikondylus in den lateralen Unterarm einzustrahlen. Der N. cutaneus antebrachii posterior gibt im Verlauf mehrere Äste nach ventral und posterior ab und versorgt somit ein relevantes Hautgebiet am lateralen und posterolateralen Unterarm sensibel (▶ Abb. 1.31). Cave G ● Bei der subkutanen Präparation am lateralen Gelenkabschnitt kann der N. cutaneus antebrachii posterior verletzt werden. Schmerzhafte Neurome resultierend aus der mechanischen Verletzung des Nervs wurden beschrieben [23], [30]. Nervus musculocutaneus H ● Der N. cutaneus antebrachii lateralis liegt unmittelbar epifaszial am antero-lateralen Ellenbogen und Unterarm und sollte beim Anbringen lateraler Zugänge geschont werden (▶ Abb. 1.32). 32 M. coracobrachialis M. brachialis Schnittrand des M. biceps brachii N. musculocutaneus M. brachialis N. cutaneus antebrachii lateralis Ulna Der N. musculocutaneus entspringt dem Fasciculus lateralis und trägt Fasern aus den Segmenten C 5–7 (▶ Abb. 1.30) Sein Leitmuskel ist der M. coracobrachialis, den er versorgt und etwa 5– 7 cm distal des Processus coracoideus durchbricht [37]. Von dort läuft der N. musculocutaneus dorsal des M. biceps brachii auf dem M. brachialis nach distal. Der motorische Teil des N. musculocutaneus versorgt die Beuger des Oberarms. Lateral der Bizepssehne grenzt sich der sensible Ast ab und zieht als N. cutaneus antebrachii lateralis in den Unterarm (▶ Abb. 1.30 und ▶ Abb. 1.31). Merke M. biceps brachii, Caput longum Radius Abb. 1.30 Verlauf des N. musculocutaneus nach Verlassen des Fasciculus lateralis des Plexus brachialis. Rechte obere Extremität, Ansicht von ventral. Der N. musculocutaneus verlässt als gemischter Nerv (= mit motorischen und sensiblen Ästen) den Fasciculus lateralis in Höhe des lateralen Randes des M. pectoralis minor (hier nicht dargestellt) und tritt nach kurzem Verlauf durch den M. coracobrachialis hindurch. Danach verläuft der Nerv zwischen dem M. biceps brachii und dem M. brachialis bis zur Ellenbeuge und versorgt mit seinem sensiblen Endast die Haut an der Radialseite des Unterarms. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 1.1 Chirurgische Anatomie Nervus ulnaris N. axillaris N. radialis N. cutaneus antebrachii lateralis (N. musculocutaneus) N. radialis N. medianus Nn. supraclaviculares N. cutaneus brachii medialis N. cutaneus antebrachii medialis N. ulnaris Abb. 1.31 Sensibles Innervationsgebiet des N. cutaneus antebrachii lateralis (Ansicht von ventral). (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 1 Der N. ulnaris entspringt den Segmenten C 8–TH1 über den Fasciculus medialis (▶ Abb. 1.33). Der Nerv zieht im Sulcus bicipitalis medialis oberhalb des Septum intermusculare mediale. Am Übergang des mittleren zum distalen Drittel des Oberarms – etwa 10 cm proximal des medialen Epkondylus – tritt der Nerv durch das Septum hindurch und läuft dort ventral des M. triceps brachii unmittelbar unterhalb des Septums [25] und zieht in den Sulcus ulnaris, inferior des Epicondylus medialis (▶ Abb. 1.34). Im Sulkus ist der Nerv mechanisch exponiert. Oberhalb der Gelenklinie gibt der Nerv keine motorischen Äste ab. Merke H ● Bei einem Großteil der Individuen findet sich eine Verstärkung des Septum intermusculare mediale, das sich zum medialen Trizepskopf ausspannt. Die so gebildete Arkade wurde nach dem schottischen Wal-Anatomen Sir John Struthers benannt, der diese jedoch nicht konkret beschrieben hatte. Struthers beschrieb lediglich einen suprakondylären Prozessus, von dem das „Struthers ligament“ entspringt. Die nach Struthers benannte Arkade kann die Ursache eines Kompressionssyndroms des N. ulnaris sein. Nach dem Austritt aus dem Sulkus verläuft der N. ulnaris zwischen dem humeralen und ulnaren Kopf des M. flexor carpi ulnaris. An diese gibt er seine ersten motorischen Äste ab. Auf der Rückseite des M. flexor carpi ulnaris verläuft der N. ulnaris zum Handgelenk. Praxistipp Z ● Bei der Neurolyse und Transposition des N. ulnaris sollte stets versucht werden diese motorischen Äste zur Versorgung des M. flexor carpi ulnaris zu erhalten. 1.1.5 Arterielle Gefäßversorgung Abb. 1.32 Der N. cutaneus antebrachii lateralis (markiert durch Pinzettenspitze) stellt den funktionellen Endast des N. musculocutaneus dar. Er verläuft auf dem M. brachialis (Pfeil), lateral des Biceps brachii (Stern), nachdem er diesen von medial kommend unterkreuzt hat. Die obere Extremität wird über die A. brachialis versorgt, die zunächst im Sulcus bicipitalis medialis verläuft und dann nach anterior in die Fossa cubitalis kreuzt. Die Arterie wird über den gesamten Verlauf von Venenplexus begleitet. Von dort läuft sie medial der Bizepssehne und teilt sich dann auf Höhe der radiokapitellaren Gelenklinie mit den A. radialis und ulnaris in ihre funktionellen Endäste. Der Humerus wird vornehmlich durch einen Seitenast der A. brachialis versorgt, der durch das Foramen nutricium im oberen Drittel der Humerusdiaphyse in den Schaft eindringt und nach distal zieht. Die laterale und mediale Säule des distalen Humerus werden durch ein komplexes Netz von Kollateralgefäßen versorgt, die über die Epikondylen in den Knochen eindringen. Somit entsteht 3–4 cm proximal der Fossa olecrani und zentral zwischen den Epikondylen eine Wasserscheide [53]. Es kommt somit zu einer relativen Unterversorgung mit arteriellen Gefäßen [116]. 33 Anatomie und Biomechanik Fasciculus medialis A. axillaris N. ulnaris Epicondylus medialis Sulcus n. ulnaris M. flexor digitorum profundus Retinaculum musculorum flexorum Abb. 1.34 Verlauf des N. ulnaris. a Der N. ulnaris in seinem Verlauf aus der nach Struthers benannten Arkade (Stern). b Der N. ulnaris tritt in die Osbourne Arkade zwischen die Köpfe des M. flexor carpi ulnaris (Stern) ein. M. flexor carpi ulnaris R. dorsalis n. ulnaris R. palmaris n. ulnaris R. superficialis R. profundus N. digitalis palmaris communis IV Mm. interossei Nn. digitales palmares proprii Abb. 1.33 Verlauf des N. ulnaris als direkte Fortsetzung des Fasciculus medialis. Rechter Arm, Ansicht von ventral. Nach Verlassen der Achselhöhle folgt der N. ulnaris zunächst dem Sulcus bicipitalis medialis, um in der Mitte des Oberarms durch das Septum intermusculare mediale auf die Streckseite zu ziehen. Zwischen Septum und medialem Trizepskopf erreicht er das Ellenbogengelenk, das er auf der medialen Seite, eingebettet in einer Knochenrinne, dem Sulcus n. ulnaris, unterhalb des Epicondylus medialis überquert. Der Nerv tritt dann zwischen den beiden Köpfen des M. flexor carpi ulnaris auf die Beugeseite des Unterarms und verläuft unter diesem Muskel bis zum Handgelenk. Im weiteren Verlauf zieht der N. ulnaris auf dem Retinaculum musculorum flexorum radial vom Os pisiforme durch die Guyon-Loge zur Palmarfläche der Hand, wo er sich in einen Ramus superficialis und einen rein motorischen Ramus profundus aufteilt. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 34 Abb. 1.35 Das Kapitulum artikuliert mit dem Radiuskopf (Pfeil). Am Kapitulum (Stern) treten die arteriellen Blutgefäße vornehmlich von dorsal in den Knochen ein. Am lateralen Epikondylus dringen Gefäße vornehmlich von posterior ein, die im Rahmen der chirurgischen Präparation und beim Anbringen von Osteosynthesematerial möglichst geschont werden sollten (▶ Abb. 1.35). Praxistipp Z ● Nach Möglichkeit sollte die subperiostale Präparation des lateralen Epikondylus vermieden werden, um die prekäre Durchblutungssituation am distalen Humerus in der Fraktursituation nicht zu verkomplizieren. 1.1 Chirurgische Anatomie Die A. radialis überkreuzt die Bizepssehne nach lateral und verläuft dann unter dem M. brachioradialis nach distal. Die A. ulnaris zieht unterhalb des M. flexor digtorum superficialis in Richtung Handgelenk. Beide Gefäße geben proximal Kollateralen an das Gelenk ab. 1.1.6 Muskulatur Streckapparat des Ellenbogengelenks Musculus triceps brachii sprünge haben, jedoch gemeinsam an der proximalen Ulna ansetzen (▶ Abb. 1.36). Die Insertion ist nicht auf die knöcherne Spitze des Olekranons beschränkt, sondern setzt vielmehr flächig am Olekranon an und strahlt in die Unterarmfaszie ein. Die knöcherne Spitze des Olekranons ist durch eine Bursa von der Sehne getrennt. Medial geht die Trizepssehne unmittelbar am Olekranon in die bindegewebige Verankerung über. Lateral steht die Sehne in Verbindung mit der oberflächlichen Faszie des M. brachioradialis und geht nach distal in die Faszie des M. anconeus und in die Unterarmfaszie über [52]. 1 Das posteriore Relief des Oberarms wird gänzlich durch den M. triceps brachii gebildet, der vom N. radialis innerviert wird. Der Muskel ist in 3 Köpfe untergliedert, die unterschiedliche Ur- M. rhomboideus minor M. levator M. suprascapulae spinatus M. trapezius M. rhomboideus minor M. levator M. suprascapulae spinatus M. trapezius M. deltoideus, Pars clavicularis M. deltoideus M. deltoideus, Pars acromialis M. deltoideus, Pars spinalis M. teres minor M. infraspinatus M. teres minor M. infraspinatus M. triceps brachii, Caput mediale M. teres major M. latissimus dorsi, Pars scapularis M. rhomboideus major M. teres major M. triceps brachii, Caput laterale M. latissimus dorsi, Pars scapularis M. rhomboideus major M. triceps brachii, Caput longum M. triceps brachii, Caput longum M. brachioradialis M. extensor carpi radialis brevis M. extensor carpi radialis longus M. extensor carpi radialis brevis Olecranon M. anconeus M. flexor carpi ulnaris a M. extensor carpi ulnaris M. extensor digitorum M. triceps brachii, Caput laterale Caput commune der Extensoren Caput commune der Flexoren M. anconeus M. flexor carpi ulnaris M. supinator M. flexor digitorum profundus b Abb. 1.36 Muskeln der rechten Schulter und des rechten Oberarms in der Ansicht von dorsal. Ursprungs- und Ansatzflächen sind farblich hervorgehoben: Ursprung rot, Ansatz blau. a Ansicht nach Entfernung des M. trapezius. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) b Ansicht nach Entfernung des M. deltoideus sowie der Unterarmmuskeln. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) 35 Anatomie und Biomechanik Praxistipp Z ● Die Trizepssehne stellt den Chirurgen insbesondere beim posterioren Zugang zum Gelenk vor multiple Herausforderungen. Durch den flächigen Ansatz der Sehne ist es möglich, den Trizeps in seiner longitudinalen Integrität zu erhalten und den Ansatz an der proximalen Ulna knochennah abzulösen und so den Muskel nach medial bzw. radial umzuschlagen, um Zugang zum Ellenbogengelenk zu erhalten [74]. Dies ist als rein „subperiostale Präparation“ möglich oder kann durch das Abheben von Knochen-Chips erreicht werden. Es ist darüber hinaus auch möglich, durch die Osteotomie des Olekranons den Trizeps distal zu mobilisieren und nach proximal umzuschlagen. Cave ● G Der mediale Trizepskopf kann Ursache von Schnappphänomenen an der Innenseite des Ellenbogens sein, die entsprechend den Symptomen als N.-ulnaris-Syndrom fehlinterpretiert werden können. Strecknah streckt der M. anconeus, bei zunehmender Beugung fungiert er als Beuger. Musculus anconeus epitrochlearis Der M. anconeus epitrochlearis stellt einen akzessorischen Muskel dar, der vom distalen Humerus zur proximalen medialen Olekranonkante oberhalb des Retinaculum n. ulnaris zieht. Er verläuft in paralleler Faserrichtung zum Retinakulum und kann Ursache eines N.-ulnaris-Kompressionssyndroms sein. Der Muskel kommt in bis zu 11 % der Individuen vor [28]. Beuger Musculus biceps brachii Das ventrale Relief des distalen Oberarms wird vornehmlich vom M. biceps brachii gebildet. Der kräftige Muskelbauch verjüngt sich nach distal, wo die Sehne in die Fossa cubitalis taucht und an der Tuberositas radii inseriert (▶ Abb. 1.38 u. ▶ Abb. 1.39). Über den Lacertus fibrosus inseriert der Muskel in der Unterarmfaszie (▶ Abb. 1.39a). Die Innervation erfolgt über den N. musculocutaneus. Praxistipp Musculus anconeus Der M. anconeus ist ein dreieckförmiger Muskel, der untypischerweise mit einem sehnigen Anteil dorsal des Epicondylus lateralis ansetzt. Somit entspringt er distal und inseriert an der posterolateralen Fläche der proximalen Ulna, auf einer Strecke von etwa einem Drittel der Gesamtlänge der Ulna [47] (▶ Abb. 1.37). Der anteriore Rand des Muskels verläuft in Faserrichtung des lateralen Kollateralbandes. In Streckung verlaufen die Muskelfasern darüber hinaus parallel zu den Fasern des lateralen Trizepskopfs. Der inferiore Seitenast des N. radialis, der den medialen Bauch des Trizeps versorgt, innerviert über einen Endast den M. anconeus. Z ● Bei Verdacht auf Ruptur der distalen Bizepssehne sollte deren Integrität durch direkten Zug mit dem untersuchenden Finger überprüft werden. Der Zug sollte von lateral angebracht werden, damit man nicht durch den intakten Lacertus fibrosus zu einem falsch-negativen Untersuchungsergebnis verleitet wird. Medial und lateral des M. biceps brachii bildet sich ein Sulkus, in dem die neurovaskulären Bündel geschützt liegen. Der posterolaterale Anteil der Tuberositas radii wird durch die Sehne besetzt, während weiter anterior eine Bursa die Sehne vom Knochen separiert. Hierdurch wird ein knöcherner Kontakt mit möglicher mechanischer Reizung des Sehnenansatzes reduziert, wenn sich die Sehne in voller Pronation um den Radiushals schlingt. Merke H ● Die distale Sehne des M. biceps brachii dient insbesondere beim ventralen Zugehen auf das Ellenbogengelenk als anatomische Orientierungshilfe. Lateral der Sehne und medial des M. brachioradialis findet sich der N. radialis. Unmittelbar lateral der Sehne, ventral des M. brachialis tritt der N. cutaneus antebrachii lateralis hervor, der aus dem M. musculocutaneus hervorgeht. Medial der Sehne verläuft die A. brachialis nach distal, die sich auf Höhe des Gelenks in die A. ulnaris und die A. radialis aufteilt. Die A. radialis wiederum überkreuzt dann die Bizepssehne und zieht nach radial in den Unterarm (▶ Abb. 1.40). Abb. 1.37 Der M. anconeus (Stern) verläuft dorsal zum M. extensor carpi ulnaris (Kreis). Zwischen den beiden Muskeln liegt eine fettgewebige Trennschicht (Viereck). Diese Trennschicht markiert das Intervall, das beim Zugehen auf das Ellenbogengelenk verwendet werden kann. 36 1.1 Chirurgische Anatomie M. deltoideus M. subclavius M. trapezius M. supraspinatus M. deltoideus M. serratus anterior M. pectoralis minor M. coracobrachialis M. pectoralis major M. pectoralis major M. latissimus dorsi M. latissimus dorsi M. biceps brachii, Caput breve M. biceps brachii, Caput breve M. biceps brachii, Ansatzsehne 1 M. pectoralis minor M. coracobrachialis M. biceps brachii, Caput longum M. subclavius M. supra- M. serratus M. trapezius spinatus anterior M. teres M. submajor scapularis M. biceps brachii, Caput longum M. teres major M. subscapularis M. pronator teres M. pronator teres Caput commune der Flexoren Caput commune der Flexoren M. brachialis M. brachialis Aponeurosis musculi bicipitis brachii, Lacertus fibrosus a M. biceps brachii, Ansatzsehne Aponeurosis musculi bicipitis brachii, Lacertus fibrosus b Abb. 1.38 Muskeln der rechten Schulter und des rechten Oberarms in der Ansicht von ventral. Ursprungs- und Ansatzflächen sind farblich hervorgehoben: Ursprung rot, Ansatz blau. a Ansicht nach Entfernung des knöchernen Brustkorbs. Die Mm. latissimus dorsi und serratus anterior sind bis auf ihre Ansätze entfernt. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) b Ansicht nach vollständiger Entfernung der Mm. latissimus dorsi und serratus anterior. (Schünke M, Schulte E, Schumacher U. Prometheus LernAtlas der Anatomie. Band Allgemeine Anatomie und Bewegungssystem, 3. Aufl. Stuttgart: Thieme; 2012) Musculus brachioradialis Der M. brachioradialis liegt als oberflächlichster Muskel am radialen distalen Oberarm sowie am radialen Unterarm. Er bildet das Relief der lateralen Begrenzung der Fossa cubitalis. Er dient dem N. radialis als Leitmuskel und wird von diesem auch innerviert. Der Muskel entspringt etwa 9 cm proximal des Ellenbogengelenks von der Crista supracondylaris lateralis und zu Teilen vom Septum intermusculare laterale [96]. Von dort zieht er zum distalen Radius, um über eine breitflächige Sehne am Processus styloideus radii zu inserieren. Er fungiert als eingelenkiger Muskel vornehmlich als Beuger im Ellenbogengelenk. Zudem kann er aber bei supiniertem Unterarm pronierend wirken. Er dient dem N. radialis als Leitmuskel, der zwischen M. brachioradialis und brachialis nach distal zieht (▶ Abb. 1.41). Praxistipp Z ● Aufgrund seiner Blutversorgung durch mehrere Äste der A. recurrens radialis, die etagenweise in den Muskel abgegeben werden, ist es möglich, den M. brachioradialis zu mobilisieren und ihn zur Deckung von Weichteildefekten nach posterolateral zu schwenken. 37 Anatomie und Biomechanik Abb. 1.39 M. biceps brachii. a Der Bizeps brachii (Stern) zieht zentral durch den ventralen Aspekt des Ellenbogengelenks. Bei Verdacht auf Ruptur der distalen Bizepssehne sollte deren Integrität durch direkten Zug mit dem untersuchenden Finger überprüft werden. Der Zug sollte von lateral angebracht werden, damit man nicht durch den intakten Lacertus fibrosus (Pfeil) zu einem falsch-negativen Untersuchungsergebnis verleitet wird. b Die Bizepssehne (Stern) liegt dem M. brachialis (Kreis) unmittelbar auf. Musculus brachialis Der M. brachialis entspringt breitflächig an den anterioren unteren zwei Dritteln des Humerus und Teilen des medialen und lateralen Septum intermusculare. Der M. brachialis wirkt als Beuger im Ellenbogengelenk. Die Innervation erfolgt über den N. musculocutaneus. Auf der Vorderfläche des Muskels verläuft der funktionelle Endast des N. musculocuatenus nach distal in die Fossa cubitalis, der N. cutaneus lateralis, der den lateralen Unterarm sensibel versorgt. Lateral des M. brachialis und medial des M. brachioradialis verläuft der N. radialis in Richtung Unterarm. Unmittelbar medial des M. brachialis finden sich die A. brachialis und der N. medianus im Sulcus bicipitalis medialis (▶ Abb. 1.39). Cave G ● Der M. brachialis ist nach dem M. quadriceps femoris der zweithäufigste Muskel, der im Verlauf nach stumpfen Traumata droht, eine Myositis ossificans zu entwickeln [27]. Weitere Muskeln mit Funktion am Ellenbogen Musculi extensor carpi radialis longus et brevis Die beiden zweigelenkigen Muskeln entspringen am distalen radialen Humerus. ▶ M. extensor carpi radialis longus. Der M. extensor carpi radialis longus hat seinen Ursprung etwas distal und anterior des M. brachioradialis an der Crista supracondylaris lateralis. Er inseriert streckseitig an der Basis des Os metacarpale II, nachdem die Sehne durch das 2. Strecksehnenfach gelaufen ist. Im Handgelenk fungiert er als Extensor, im Ellenbogen hingegen wirkt er als Beuger, da der von ihm ausgeübte Kraftvektor ventral der Extensions-Flexions-Achse liegt. Der Muskel wird durch einen motorischen Ast des N. radialis innerviert, dessen superfizieller Ast zwischen den M. extensor carpi radialis longus und dem M. brachioradialis nach distal verläuft. ▶ M. extensor carpi radialis brevis. Der M. extensor carpi radialis brevis entspringt ebenfalls am lateralen Humerus, jedoch weiter distal als der M. extensor carpi radialis longus, am Epicondylus humeri lateralis, als der ventralste Muskel des common Ex- 38 1.1 Chirurgische Anatomie 1 Abb. 1.40 Überblick über den ventralen Gelenkaspekt nach Präparation des subkutanen Fettgewebes (Pfeil: N. cutaneus antebrachii lateralis, Stern: distale Bizepssehne, Kreis: A. brachialis und Begleitvenen, Blitz: N. medianus). tensor Origin. Der Ursprung wird durch den Muskelbauch der Mm. brachioradialis und extensor carpi radialis longus überdeckt. Unmittelbar dorsal entspringt der M. extensor digitorum. Unterhalb des M. extensor carpi radialis brevis findet sich der M. supinator bzw. auf Gelenkniveau die Gelenkkapsel. Der anteriore Anteil des Ursprunges des M. extensor carpi radialis brevis unterhält sehnige Faserverbindungen zur darunter liegenden Gelenkkapsel [78]. Abb. 1.41 Der N. radialis (Kreis) befindet sich zwischen dem M. brachioradialis (Stern) und dem M. brachialis (Viereck) in der Tiefe. Musculus extensor carpi ulnaris Der zweiköpfige Muskel entspringt mit einem Anteil vom lateralen Epikondylus des Humerus und mit dem zweiten von der dorsalen Ulnakante. Dorsal des M. extensor ulnaris grenzt unmittelbar der M. anconeus an. Der M. extensor carpi ulnaris führt die Hand nach ulnar. Die Innervation erfolgt durch den N. radialis. Praxistipp Musculus supinator Der Supinator ist verglichen mit dem M. biceps brachii ein untergeordneter Rotator des Unterarms. Der Muskel weist eine Zweiteilung auf. Es finden sich ein superfizieller und ein profunder Anteil. Der Muskel entspringt an der lateralen Ulnakante, dem lateralen Epikondylus des Humerus und dem lateralen Kollateralband. Die Insertion erfolgt am Radiushals. Merke H ● Der proximale Rand des superfiziellen Anteils des M. supinator kann Ursache eines Nervenkompressionssyndroms sein. In dieser sogenannten Frohse-Arkade kommt es gelegentlich zur Kompression des Ramus profundus des N. radialis. Es kann jedoch auch am distalen Rand des Muskels beim Austritt des Nervs aus der Loge zur Irritation kommen. Z ● Das Intervall zwischen dem M. extensor carpis ulnaris und dem M. anconeus kann im Rahmen des posterolateralen Zugangs zum Ellenbogengelenk verwendet werden, das sogenannte KocherIntervall. Auf den Punkt gebracht Anatomie des Ellenbogens X ● Knöcherne Anatomie ● 3 Teilgelenke: ○ radiokapitellar, ○ radiohumeral, ○ ulnohumeral. ● Die knöcherne Kongruenz ist wichtig für Gelenkstabilität. 39 Anatomie und Biomechanik ● ● ● ● ● Der Radiuskopf ist ellipsoid geformt, die lateralen 120° können als Safe-Zone bezeichnet werden. Der Processus coronoideus agiert als wichtiger Stabilisator gegen axiale und posteriore Subluxation der Ulna, aber auch gegen Varusbelastung. Der Ulnaschaft weist eine hohe individuelle anatomische Varianz auf. Die Crista supinatoris dient als knöcherner Ansatz für das LUCL (→ wichtig bei der Frakturbeurteilung). Das Tuberculum subliminus fungiert als knöcherner Ansatzpunkt für AML (→ ebenfalls wichtig bei Frakturbeurteilung). 1.2 Biomechanik G.-P. Brüggemann 1.2.1 Einleitung Die obere Extremität besteht aus einer kinematischen Kette von gelenkig verbundenen Segmenten und stellt sich als ein verbundenes System zwischen Schulter, Ellenbogen, Handgelenk und Hand dar. Merke Kapsel-Band-Apparat ● AML: primärer Valgusstabilisator. ● LUCL: nichtisometrisches Band. ● Lig. anulare: nach Möglichkeit immer refixieren/rekonstruieren. Neuroanatomie Die präzise Kenntnis ist bei der chirurgischen Therapie von Ellenbogenpathologien essenziell. ● Der N. medianus läuft medial der Bizepssehne und medial sowie tief zur A. brachialis. ● Auf Gelenkniveau befindet sich der Nerv vor der medialen Hälfte der Trochlea. ● Durch Instillation von Kochsalz in das Ellenbogengelenk bei der Arthroskopie steigt der Abstand der Nerven zum Knochen, der Abstand der Nerven zur Gelenkkapsel nimmt aber ab. ● Der M. brachialis trennt die Nn. medianus et radialis auf Gelenkniveau von der Gelenkkapsel. ● Der Ramus profundus n. radialis verläuft zwischen dem tiefen und oberflächlichen Anteil des M. supinator um den proximalen Radius. ● Die Rotationsstellung des Unterarms hat Einfluss auf die Lagerverhältnisse des R. profundus. ● Der 1. motorische Ast des N. ulnaris sollte nach Möglickeit bei Neurolyse bzw. Transposition erhalten bleiben. ● Muskulatur ● Medial geht die Trizepssehne unmittelbar am Olekranon in die bindegewebige Verankerung über. Lateral steht die Sehne in Verbindung mit der oberflächlichen Faszie des M. brachioradialis und geht nach distal in die Faszie des M. anconeus und in die Unterarmfaszie über. ● Der mediale Trizepskopf kann Ursache von Schnappphänomenen an der Innenseite des Ellenbogens sein, die entsprechend den Symptomen als N.-ulnaris-Syndrom fehlinterpretiert werden können. ● Der M. anconeus verläuft dorsal zum M. extensor carpi ulnaris. Zwischen den beiden Muskeln liegt eine fettgewebige Trennschicht. Diese Trennschicht markiert das Intervall, das beim Zugehen auf das Ellenbogengelenk verwendet werden kann. 40 H ● Innerhalb der gesamten kinematischen Kette der oberen Extremität bildet der Ellenbogen die gelenkige Verbindung zwischen Oberarm und Unterarm und ist biomechanisch das kritische Element für die Funktionalität der oberen Extremität. Anatomisch ist das Ellenbogengelenk ein Gelenk mit nur einer Gelenkhöhle. Funktionell dagegen sind 2 Bewegungsmechanismen zu unterscheiden: Pronation und Supination im proximalen Gelenk von Radius und Ulna sowie Flexion und Extension in den Gelenken von Humerus und Ulna sowie Humerus und Radius. Als gelenkiges Verbindungsglied koppelt der Ellenbogen 3 Knochen und besteht folglich aus 3 Einzelgelenken: ● dem Humeroulnargelenk (HUG), ● dem Humeroradialgelenk (HRG) und ● dem proximalen Radioulnargelenk (RUG). Die primären Funktionen dieser 3 Gelenke bestehen in der Positionierung der Hand im Raum, ● der Bildung eines Drehpols für den Unterarm, ● dem Gestatten eines kraftvollen Griffs und ● der Eröffnung feindosierter Bewegungen für Hand und Handgelenk. ● Damit ist das Ellenbogengelenk in seiner Gesamtheit das Gelenk für das Heran- und Wegführen der Hand und hat eine zentrale Bedeutung für die biomechanische Funktionalität der oberen Extremität. Eine intakte Mobilität bei gleichzeitiger Stabilität des Ellenbogengelenks stellt eine unbedingte Notwendigkeit für Bewegungsabläufe nicht nur des Alltags, sondern insbesondere bei Arbeit, körperlicher Aktivität und Sport dar. Der Verlust des Ellenbogens kann eine signifikante Behinderung verursachen, beeinflusst Aktivitäten des täglichen Lebens, beeinträchtigt Arbeitstätigkeiten und Freizeitaktivitäten und führt zu einer erheblichen Einschränkung der individuellen Unabhängigkeit [109]. Ein verbessertes Verständnis der Biomechanik des Ellenbogengelenks wird helfen, das operative und konservative Management von Defiziten, funktionellen Einschränkungen und Verletzungen zu verbessern. In dem 1. Teil dieses Kapitels wird knapp auf die Morphologie und grundlegende Biomechanik des Ellenbogengelenks mit seinen passiven und aktiven Stabilisatoren eingegangen, um im 2. Teil die Biomechanik des Ellenbogens mit seiner Kinematik, der Ellenbogenstabilität und der Kraftübertragung durch das Ellenbogengelenk mit seinen 3 Teilgelenken zu diskutieren. Dabei werden auch Überlegungen und Abschätzungen zu den Gelenk- 1.2 Biomechanik reaktionskräften, die am Ellenbogengelenk in statischen, aber auch dynamischen Situationen wirken, angestellt. Letztlich sollen biomechanische Überbeanspruchungen und mögliche Versagensmechanismen aufbereitet werden. 1.2.2 Morphologie und Biomechanik des Ellenbogens Zum Ellenbogen (Cubitus) gehören das distale Ende des Oberarms und das proximale Drittel des Unterarms. Der Komplex des Ellenbogengelenks umfasst 3 separate Synovialgelenke. ▶ Proximales Radioulnargelenk. Das proximale Radioulnargelenk (PRUG) stellt sich als Radgelenk oder besser als Zapfengelenk mit zylindrischen Gelenkflächen und 1 Freiheitsgrad dar [50] und wird durch den Radiuskopf mit einer zylindrischen, knorpelbedeckten Zirkumferenz, der konkaven Fovea articularis radii, die mit dem Capitulum humeri artikuliert, der Incisura ulnae und dem Lig. anulare radii gebildet. Biomechanisch ist dem PRUG 1 Freiheitsgrad zuzuordnen. Passive Strukturen Distaler Humerus ▶ Humeroulnargelenk. Das humeroulnare Gelenk (HUG) koppelt die Trochlea humeri und die reziprok geformte Incisura trochlearis der proximalen Ulna. Das HUG stellt ein modifiziertes Scharniergelenk mit 1 Freiheitsgrad dar. Der distale Humerus zeigt 2 Kondylen (▶ Abb. 1.42b): ● das lateral angeordneten Capitulum humeri als kugelige Fläche lateral von der Trochlea und ● die medial anstehende Trochlea humeri. ▶ Humeroradialgelenk. Im Humeroradialgelenk (HRG) artikulieren das Capitulum humeri des distalen Humerus und die Fovea articularis radii als proximale Fläche des Radiuskopfs. Das HRG ist biomechanisch ein Kugelgelenk zwischen Humerus und Radius mit 3 Freiheitsgraden. Das Capitulum humeri und die Trochlea humeri formen mit ihrer spulenartigen Gestalt die Gelenkoberflächen für den Radius und die Ulna. Die eher zentral gelegene Trochlea hat eine hyperbolische, sanduhrförmige Oberfläche, die mit der halbmondförmigen Incisura trochlearis der Ulna das HUG bildet. Trochlea humeri Humerus Epicondylus medialis Epicondylus lateralis Capitulum humeri 1 Olekranon HUG HRG Caput radii Trochlea humeri RUG Processus coronoideus Radius 6° Capitulum humeri Fossa coronoideus b Ulna Olekranon a Incisura trochlearis Incisura radialis Humerus Crista supracondylaris Collum radii Processus coronoideus Processus coronoideus Tuberositas ulnae Radius HRG Tuberositas radii HUG Radius c Olekranon Ulna d 15° Abb. 1.42 Die knöchernen Strukturen des Ellenbogens. a Das Ellenbogengelenk von ventral. b Der distale Aspekt des Humerus mit knöchernen Landmarken und Gleitflächen. c Das Ellenbogengelenk von lateral. d Der proximale Aspekt von Radius und Ulna mit knöchernen Landmarken und Gleitflächen. 41 Anatomie und Biomechanik Die Inciscura trochlearis ist über einen Kreisabschnitt von ca. 300° mit hyalinem Knorpel bedeckt. Das Capitulum humeri ist kugelartig ausgeformt und nur anterior mit einer dünnen Knorpelschicht abgedeckt [65]. Das Kapitulum ist in der Sagittalebene um 30° nach ventral gekippt (distaler lateraler Humeruswinkel), in der Transversalebene um ca. 5° einwärts rotiert und in der Frontalebene etwa 6° valgisch geneigt (humeroulnare Gelenkachse) [98]. Der etwas prominentere Epicondylus medialis ist ein Ankerpunkt für die ulnaren Kollateralbänder sowie die Flexions- und Pronationsmuskeln. Der weniger prominente laterale Epicondylus ist Befestigungspunkt für die lateralen Kollateralbänder und die Extensoren-Muskelgruppe. Die prominente Crista supracondylaris lateralis ist dorsalseitig Ansatz des M. brachioradialis sowie des M. extensor carpi radialis und dorsal des M. triceps brachii. Ventralseitig nimmt die Fossa coronoidea den Processus coronoideus und lateral die Fossa radialis den Radiuskopf bei Ellenbogenbeugung auf. In Streckung führt die Fossa olecrani die Spitze des Olekranons der Ulna. H ● Merke Damit stellen Einlagerungen oder Rückstände in den anterioren und posterioren Fossae eine nachhaltige Einschränkung der freien Beweglichkeit des Gelenks dar. Proximaler Radius Der proximale Radius besteht aus dem walzenartigen Caput radii, welches mit seiner mittleren Vertiefung mit dem Capitulum humeri artikuliert und mit der Circumferentia articularis in der Incisura radialis der Ulna rotiert. Distal schließt das Collum radii an, das mit dem Radiusschaft einen Winkel von ca. 15° bildet [35]. Die Tuberositas radii am distalen Ende der Collum radii ist Ansatz der Sehne des M. biceps brachii. Proximale Ulna Die proximale Ulna stellt die Hauptgelenkfläche des Ellenbogens dar; dies ist für seine Primärstabilität maßgeblich [70]. Die Ulna artikuliert mit dem distalen Humerus. Dabei umfasst die Incisura trochlearis die Trochlea zangenartig mit einem elliptischen Bogen c 42 Gelenkkapsel und Bänder Alle 3 Einzelgelenke (HUG, HRG, RUG) des Ellenbogens sind von einer gemeinsamen Gelenkkapsel umschlossen und besitzen damit eine gemeinsame Gelenkhöhle. Die Synovialhaut entspringt am Humerus entlang der Knorpel-Knochen-Grenze an der Trochlea und dem Kapitulum. Sie liegt in der Fossa olecrani eng am Knochen an und ist in der Fossa coronoidea von Bindegewebe unterfüttert. Ab dem Ursprung der Capsula fibrosa bildet sie deren Innenauskleidung. Am Humerus entspringt die dünne fibröse Kapsel proximal der beiden Fossae. Die beiden Epikondylen liegen außerhalb der Kapsel. Das Ellenbogengelenk wird durch 3 straffe Bänder gesichert: ● Lig. collaterale ulnare, ● Lig. collaterale radiale, ● Lig. anulare. Dabei haben die Kollateralbänder insbesondere die Aufgabe, den Gelenkflächenkontakt aufrecht zu erhalten. Merke H ● Die Kollateralbänder stellen biomechanisch ein Gurtsystem an den Seiten des Ellenbogengelenks dar. Die Bänder sind fächerartig ausgebildet und proximal an den Epikondylen etwa in Höhe der Gelenkdrehachse verankert. Distal inserieren sie an den Kanten der Incisura trochlearis (▶ Abb. 1.44). Abb. 1.43 Geometrie des Ellenbogengelenks in der Ansicht von hinten (hier: linker Ellenbogen). a In Streckstellung liegen Olekranon, Epicondylus medialis und Epicondylus lateralis auf einer Geraden. b In Beugestellung bilden die 3 Knochen ein gleichschenkliges Dreieck, dessen Basis auf der Verbindungslinie der beiden Epikondylen liegt. c In der Übersicht von medial liegen bei 90° Beugung der Epicondylus medialis und das Olekranon auf einer Geraden. b a von etwa 190° [103]. In der Transversalebene ist die Incisura trochlearis zur Ulnalängenachse um 30° nach posterior geöffnet. Ventral ist die Ulnazange durch den Processus coronoideus und dorsal durch das Olekranon limitiert. Dieses bietet zudem den Ansatz für den M. triceps brachii. Während bei Ellenbogenstreckung das Olekranon und beide Epikondylen auf einer Geraden liegen, bilden die 3 Knochen in Ellenbogenbeugestellung ein gleichschenkliges Dreieck (▶ Abb. 1.43). Lateral an den Processus coronoideus schließt sich die Incisura radialis als Gelenkfläche für die Drehung des Radius an. Die in Verlängerung der Incisura radialis befindliche Crista supinatoris ist Ansatz des lateralen ulnaren Kollateralbandes, welches schon aufgrund seiner anatomischen Positionierung gegen Varusstress im Humeroulnargelenk wirksam ist. 1.2 Biomechanik Das ulnare Kollateralband (Lig. collaterale mediale) zeigt ein ventrales Hauptband sowie eine dorsale und eine zusätzliche quer laufende Komponente. Das Band entspringt am Unterrand des Epicondylus medialis des Oberarmknochens, verbreitet sich fächerartig nach distal und strahlt am Processus coronoideus in die Ulna ein. Das transversale Band hat seinen Ansatz und seinen Ursprung am medialen Rand der Ulna, ist damit nicht gelenkübergreifend und kann keine stabilisierende Funktion haben. H ● Merke Die Stabilisierung des Ellenbogengelenks erfolgt in maximaler Beugung oder bei Valgusstress durch das ventrale und posteriore Band, in Streckung ausschließlich durch die ventralen Anteile des Ligamentes. Nach Thomson et al. [109] können unterschiedliche Faseranordnungen zu Zugspannungen des Bandes und damit zu erhöhten Kompressionskräften im Gelenk führen. Das laterale Kollateralband (Lig. collaterale laterale) beinhaltet ● das radiale Seitenband, ● das Lig. anulare und ● das laterale ulnare Seitenband. Das radiale Seitenband verbindet den Epicondylus lateralis und das Lig. anulare radii. Es gestattet die Drehung des Radius und hat kaum einen mechanischen Stabilisierungseffekt. Das Lig. anulare radii zieht nach ventral ringförmig um den Radiuskopf und setzt dorsal der Incisura trochlearis wieder an. Damit wird der Radiuskopf in der Incisura radialis der Ulna stabilisiert. Das laterale ulnare Seitenband zieht vom Epicondylus radialis zur Ulna und inseriert dort mit breiter Basis gemeinsam mit Fasern des Lig. anulare radii. Das radiale Kollateralband stabilisiert den Ellenbogen gegen Varusstress und Rotation. Die passiven Stabilisatoren des Ellenbogens sind in ▶ Abb. 1.44 dargestellt. Muskeln des Ellenbogengelenks 1 Das Ellenbogengelenk wird von 2 Muskelgruppen (Oberarm- und Unterarmmuskeln) überspannt. Die Oberarmmuskeln entspringen weit proximal am Humerus oder am Schultergürtel und setzen nahe dem Ellenbogengelenk am Unterarmskelett an. Die gelenküberspannenden Unterarmmuskeln haben ihren Ursprung in Gelenknähe am Humerus und ziehen bis zum distalen Unterarm oder zur Hand. Zu den das Ellenbogengelenk bewegenden Oberarmmuskeln gehören der M. biceps brachii und der M. brachialis als Beuger sowie der M. triceps brachii als Strecker. Letzterer wird vom M. anconeus in seiner Ellenbogenstreckfunktion unterstützt. Von den Beugern ist der M. brachialis ausschließlicher Ellenbogenbeuger, während der M. biceps brachii zusätzlich zur Beugung die Supination des Unterarmskeletts unterstützt. Eingelenkige Unterarmmuskeln, die eine Bewegung im Ellenbogengelenk generieren, sind der M. brachioradialis und der M. pronator teres. Letzterer verursacht neben der Ellenbogenbeugung eine Umwendbewegung des Unterarmskeletts. An der Dorsalseite des Epicondylus lateralis humeri entspringt auch ein Teil des M. supinator. Er setzt proximal am Radius an, hat aber nahezu keine mechanische Wirkung auf das Ellenbogengelenk. Zusätzlich zu den eingelenkigen Unterarmmuskeln sind die zweigelenkigen Muskeln aufzuführen, die im Ellenbogengelenk beugen und dazu Bewegungen der Hand bewirken. Ihre biomechanische Wirksamkeit für das Ellenbogengelenk ist allerdings begrenzt. lateral medial Humerus Lig. collaterale ulnare anterior Lig. anulare radii Humerus Lig. anulare radii Radius Radius Lig. collaterale ulnare posterior Olekranon a Lig. collaterale radii Olekranon Ulna Ulna b Lig. collaterale ulnare transversus Abb. 1.44 Passive Stabilisatoren des Ellenbogens (hier: rechter Ellenbogen). a Ansicht von lateral. b Ansicht von medial. 43 Anatomie und Biomechanik 1.2.3 Kinematik und Bewegungsumfang Merke Das Ellenbogengelenk erlaubt grundsätzliche Bewegungen mit 2 Freiheitsgraden: ● die Flexion-Extension und ● die Pronation-Supination. Merke H ● Die humeroulnaren (HUG) und humeroradialen (HRG) Gelenke gestatten gemeinsam die Flexion und Extension und machen den Ellenbogen zu einem uniaxialen Scharniergelenk. Dieses Scharniergelenk folgt jedoch keiner festen Drehachse, wobei die humeroulnare Gelenkachse mit zunehmender Beugestellung nach ventral wandert. Die Rotationsachse verläuft durch das Zentrum eines Bogens, der von Capitulum humeri und Incisura humeri gebildet wird [70]. Das proximale radioulnare Gelenk erlaubt ausschließlich die Unterarmrotation (Pronation und Supination) und ist als ein trochoidales Gelenk zu klassifizieren. Merke H ● Damit stellt der Ellenbogen biomechanisch ein zusammengesetztes trochoidales Scharniergelenk dar. Das humeroradiale Gelenk (HRG) ist anatomisch ein Kugelgelenk wie etwa das Glenohumeralgelenk der Schulter. Es erlaubt aber nicht die von dieser Konfiguration erwartete globale Bewegung; durch die enge Verbindung mit den humeroulnaren und radioulnaren Gelenken ist die Bewegung auf Drehungen um 2 Achsen und damit 2 Freiheitsgrade beschränkt. Flexion und Extension Flexion und Extension des Ellenbogens werden durch das humeroulnare (HUG) und das humeroradiale (HRG) Gelenk erreicht. Der maximal mögliche Bewegungsumfang von Flexion und Extension kann über die geometrischen Charakteristika der beteiligten knöchernen Strukturen und den Anteil der Überdeckung der Gelenkfläche abgeschätzt werden. Der Winkelbereich der Gelenkfläche der Trochlea des Humerus beträgt 330°, während der der Incisura trochlearis der Ulna ca. 190° ausmacht. Die Differenz von 140° bestimmt das Bewegungsausmaß des Ellenbogens für die Flexion-Extension. Gleichzeitig finden sich 140° Differenz zwischen dem Kreisabschnitt der Gelenkfläche des Capitulum humeri (180°) und dem des proximalen Radiuskopfes (40°). Biomechanische Untersuchungen bestätigen diese Abschätzung des Bewegungsumfangs und berichten ein normales -Bewegungsausmaß für Flexion-Extension des Ellenbogens von 140°– 146° [55]. 44 H ● Das normale Bewegungsausmaß des Ellenbogens reicht danach von 0° bei Extension bzw. leichter Überstreckung bis zu nahezu 150° Flexion, wobei für den alltäglichen Gebrauch ein Bewegungsausmaß zwischen 30° und 130° Flexion ausreichend ist. Morrey [59] leitete daraus die sog. 100°-Regel des funktionellen Bewegungsumfangs des Ellenbogengelenks ab. Die Limitation des passiven Bewegungsausmaßes ist primär durch den knöchernen Kontakt des Radiuskopfs in der Fossa radialis, den Processus coronoideus in der Fossa coronoidea, das Olecranon in der Fossa olecrani sowie die Gelenkkapsel und den M. triceps bachii gegeben. Die aktive Flexion des Ellenbogens kann im Mittel mit einem Bewegungsumfang von 0°–142° beschrieben werden. West [108] demonstrierte an 517 Ellenbogen, dass 25 % der untersuchten Gelenke eine Hyperextension von 5° und mehr zeigen und mehr als 90 % eine maximale aktive Beugung zwischen 140 und 150° aufweisen. Die passive Ellenbogenbeugung vergrößert den Bewegungsumfang auf bis zu 146° [22]. Die aktive Bewegung wird durch die Weichteile zwischen Humerus und Unterarm eingeschränkt, wodurch der Bewegungsumfang bei relaxierter Muskulatur größer zu erwarten ist. Praxistipp Z ● In verschieden Studien konnte kein systematischer und signifikanter Unterschied im Bewegungsumfang im Seitenvergleich festgestellt werden, sodass Einschränkungen des Bewegungsumfangs des verletzen Ellenbogens im Vergleich zum nicht verletzten Arm bestimmt werden können. Der Körperbau dagegen scheint einen Einfluss auf den Bewegungsumfang zu haben, wobei schlanke Personen einen um etwa 10° größeren Beugewinkel aufweisen als muskuläre oder auch eher adipöse Individuen. Übereinstimmend wird berichtet, dass der Bewegungsumfang des Ellenbogengelenks mit zunehmendem Alter abnimmt, wobei Kinder im Mittel eine Hyperextension von 5° zeigen. Nach der 4. Lebensdekade findet sich eine Reduktion der Ellenbogenbeugung um mehrere Grade; deutlich größere Einschränkungen der Extension werden nach der 6. Lebensdekade beschrieben. Schließlich hat das Geschlecht einen Einfluss auf die Beweglichkeit des Ellenbogens. Frauen weisen eine um 5°–8° vergrößerte Hyperextension in Relation zu einem männlichen Vergleichskollektiv auf [7]. Die Lage der Rotationsachse für die Flexion-Extension des Ellenbogens wurde von verschiedenen Gruppen mit unterschiedlichen methodischen Zugängen untersucht. Morrey und Chao [76] berichten, dass die Drehachse durch die Mitte der Trochlea verläuft und den Winkel, der durch die Längenachsen von Humerus und Ulna gebildet wird, halbiert. Weiterhin wird eine Variation der momentanen Drehachse bei Flexion und Extension von 2–3 mm beschrieben. London [56] beschreibt, dass die Flexions-Extensions-Achse des Ellenbogens das Zentrum von konzentrischen Kreisen passiert, die durch den Boden bzw. die Basis des Sulcus trochlearis und die Peripherie des 1.2 Biomechanik Flexion–Extension und Tragewinkel Merke H ● Bei Erwachsenen beträgt der Tragewinkel 10°–15° bei Extension und ist im Mittel bei Frauen um 4°–5° größer als bei Männern. Die valgische Gelenkausrichtung ergibt sich durch die distale Extension der Trochlea. Diese geometrische Besonderheit wird beim Capitulum humeri nicht beobachtet. Zudem ist die Trochlea asymmetrisch mit einer nach distal ausgedehnten Außenlippe und einer unauffälligen inneren Lippe. Morrey u. Chao [73] demonstrierten, dass sich als Resultat dieser Asymmetrie der Tragewinkel von 11° Valgus zu 6° Varus bei der Beugung des Ellenbogens von 0° auf 120° verändert. Der Tragewinkel ist maximal bei Ellenbogenextension und zeigt durch die in Bezug zum Humerus schräg angeordnete Drehachse des Humeroulnargelenks (HUG) etwa eine Halbierung von Extension zur maximalen Beugung. Van Roy et al. [113] finden eine strenge Abhängigkeit des Tragewinkels vom Flexionsausmaß mit bis zu einer 8-fachen Erhöhung des Tragewinkels von 120° Beugung bis maximaler Extension. Auch wird von signifikant größeren Tragewinkeln bei Extension bei Frauen berichtet (▶ Abb. 1.45). Merke 15° Frauen Männer 10° 5° H ● Mit voll gestrecktem Ellenbogengelenk und vollständig supiniertem Unterarm schneiden sich die Längsachsen von Humerus und Ulna im Normalfall mit einem Valguswinkel, der auch als Tragewinkel bezeichnet wird. Merke 1 Tragewinkel Capitulum humeri beschrieben werden. London bemerkt weiterhin, dass die Bewegung der Gelenkoberfläche bei Flexion-Extension prinzipiell eine Gleitbewegung darstellt; erst in den finalen 5°–10° wird sowohl bei Extension als auch bei Flexion das Gleiten zum Rollen. Das Rollen am Ende der Flexion tritt auf, wenn der Processus coronoideus der Ulna mit dem Boden der Fossa coronoidalis des Humerus in Kontakt kommt. Im finalen Stadium der Extension findet das Olekranon der Ulna unmittelbaren Kontakt mit dem Boden der Fossa olecrani des Humerus. H ● Bemerkenswerterweise konnte gezeigt werden, dass der Tragewinkel am dominanten Arm um 10°–15° größer sein kann als am nicht dominanten Arm und dass sich der Tragewinkel beim Tragen schwerer Lasten vergrößert. Weiterhin scheint der Tragewinkel vom allgemeinen Körperbau abzuhängen, wobei schwere Menschen einen vergrößerten Tragewinkel aufweisen. Eine Zu- oder Abnahme des Tragewinkels über das genannte physiologische Maß hinaus kann mit einer zunehmenden Instabilität in Verbindung gebracht werden [88]. Unter Verwendung der sogenannten momentanen Schraubenachse (instanteneous Screw Axis) zeigten Ericson et al. [34], dass die momentanen Achsen von Humerus und Ulna nahezu parallel 0° – 5° 30° 60° 90° 120° Ellenbogen Flexion Abb. 1.45 Tragewinkel als Funktion der Beugung. sind und sich in einer kleinen Zone im Zentrum der Trochlea schneiden. Aus diesem Grunde kann aus pragmatischen Gründen (etwa bei der Prothesenversorgung) angenommen werden, dass das Ellenbogengelenk als Scharniergelenk unter definierten Lasten agiert. Die Orientierung der Gelenkachse ist jedoch nicht senkrecht zur Sagittalebene des Humerus; sie ist im Mittel um etwa die Hälfte des Tragewinkels abduziert [6]. Pronation und Supination Bei Pronation und Supination rotiert der Unterarm um seine Längenachse, die durch das Zentrum des Radiuskopfs und dem Mittelpunkt der distalen ulnaren Gelenkfläche verläuft. Damit liegt diese Achse schräg zu der Längenachse von Radius und Ulna. Pronation und Supination beziehen das humeroradiale Gelenk (HRG) und das proximale radioulnare Gelenk (PRUG) mit ein. ● Bei Pronation zeigt die Handfläche nach posterior, wenn der Ellenbogen ausgestreckt ist, und abwärts, wenn der Ellenbogen auf 90° gebeugt wird. ● In Supination zeigt die Handfläche nach anterior, wenn der Ellenbogen gestreckt ist, und aufwärts, wenn der Ellenbogen eine Beugung von 90° aufweist. Carret et al. [22] untersuchten das Rotationszentrum an den proximalen und distalen Radioulnargelenken bei unterschiedlichen Pronations- und Supinationsstellungen des Unterarms. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Individualität des momentanen proximalen Drehzentrums bei großen Differenzen in der geometrischen Form des Radiuskopfs. Arbeiten zum Bewegungsumfang für Pronation und Supination bei normalen Kontrollen finden extrem unterschiedliche Ergebnisse: ● Steindler [105] berichtet von einem Bewegungsumfang von 120°–140°. ● Wagner [114] spricht für die Supination von einer mittleren Ausprägung von 88° und für die Pronation von 71°. ● Morrey et al. [76] konnten bei gesunden Normalpersonen die Pronation im Mittel mit 68° und die Supination mit 74° messen. 45 Anatomie und Biomechanik Funktionelle Bewegungsumfänge des Ellenbogengelenks Praxistipp Merke Z ● Die meisten Aktivitäten des täglichen Lebens können mit einem deutlich begrenzteren Umfang der Ellenbogenbewegung als 140°–146° für die Flexion–Extension und 142° Bewegungsumfang für die Pronation–Supination absolviert werden. Verschiedene Autoren berichten Gelenkwinkelbewegungen und Bewegungsumfänge des Ellenbogengelenks bei Tätigkeiten des täglichen Lebens. Die meisten Aktivitäten des täglichen Lebens, wie etwa „das Ausgießen aus einer Kanne“, „das Schneiden mit einem Messer“, „das Zum-Mund-Führen einer Gabel“, „die Benutzung des Telefons“ oder „das Öffnen einer Tür“ [72], zeigen Unterarmrotationen von < 100° (bei einem Bewegungsumfang von 50° Pronation bis 50° Supination) und etwa 100° Ellenbogenbeugung (mit einem Bewegungsausmaß von 30°–130°). Praxistipp Z ● Patienten mit eingeschränkter Ellenbogenbewegung nutzen kompensatorisch die Schulterabduktion und Rotation sowie die Rumpfflexion und -drehung oder auch die Bewegungsmöglichkeiten des Kopfes [24], [48]. Im Sport, wie etwa bei Wurfbewegungen, können z. T. erheblich vergrößerte Bewegungsausmaße beobachtet werden. Bei speziellen Formen des Werfens und des Schlagens mit einem Racket (z. B. bei der Vorhand im Tennis) findet sich ein extremer Valgus des Ellenbogens verbunden mit externen varisierenden Drehmomenten von bis zu 50 Nm [38]. Bei manchen Aktivitäten ist ein extremes Bewegungsausmaß für die Rotation von bis zu 180° (z. B. bei Riesenfelgen im Ellgriff beim Reckturnen) zur Bewegungsdurchführung zwingend notwendig. Stabilisierung des Ellenbogens Knöcherne Strukturen Im Unterschied zur Schulter zeigt der Ellenbogenkomplex schon an sich eine deutliche Stabilität aufgrund des Ineinandergreifens der artikulierenden Gelenkpartner. Den größten Anteil der knöchernen Gelenkführung gestattet das Gelenk von Humerus und der Incisura trochlearis der Ulna [101]. Der Processus coronoideus stellt dabei den wichtigsten Block gegen die posteriore Verschiebung bei Ellenbogenflexion dar. Das Humeroradialgelenk (HRG) generiert deutlichen Widerstand gegen den Valgusstress des Ellenbogens und verhindert die posteriore Dislokation bei Beugewinkeln von mehr als 90°. Das proximale Radioulnargelenk (RUG) vergrößert kaum die Ellenbogenstabilität, eröffnet jedoch die Unterarmpronation und -supination. Weichteile Ligamentäre Strukturen Die Weichteilstabilität ist durch die ligamentären Strukturen um das Ellenbogengelenk gegeben. 46 H ● Die wichtigsten Stabilisatoren sind dabei das mediale und laterale Kollateralband (MCL, LCL). Das MCL stellt den stärksten Stabilisator gegen einen Valgusstress dar. Das Band besteht aus 2 Teilen: dem anterioren schrägen Band, das bei Extension straff ist, und ● dem posterioren Schrägband, das in Beugung gespannt ist; dabei stellt das anteriore Schrägband die wichtigere stabilisierende Komponente dar [101]. ● Das laterale Kollateralband setzt sich aus 3 Anteilen zusammen, von denen keines am Radius ansetzt. Das Lig. anulare setzt an der dorsalen und ventralen Incisura radialis ulnae an und umschließt den Radiuskopf im PRUG. Das radiale Kollateralband /RCL) hat seinen Ursprung an der lateralen Epikondyle des distalen Humerus, haftet am anularen Band und ist nicht unmittelbar mit dem Knochen verbunden. Das laterale ulnare Kollateralband (LUCL) ist inkonstant in seiner Ausprägung. Es entspringt ebenfalls dem lateralen Epikondylus und inseriert an der Crista supinatoria ulnae. Dieses Band ist der wesentliche Stabilisator gegen eine posterolaterale Rotationsinstabilität. Pauly et al. [89] konnten zeigen, dass der M. anconeus (am lateralen Aspekt des Ellenbogens) zusätzliche Stabilität gegen Varusstress gestattet. ▶ Grenzlasten. Das anteriore Band des MCL zeigt sich als das stabilste Ligament mit einer Grenzlast von 261±71 N, während das posteriore Band bis 159±40 N belastbar ist. Das laterale Kollateralband erreicht Grenzlasten von insgesamt ca. 233 ±116 N bei einer relativ niedrigen Steifigkeit [93]. Membrana interossea Einen zusätzlichen Weichteilstabilisator stellt die Membrana interossea zwischen den Schäften von Radius und Ulna dar. Die Fasern verlaufen schräg abwärts nach medial (vom Radius zur Ulna). Das interossäre Ligament schützt vor Separation oder Migration von Radius und Ulna und trägt damit auch zum Transfer von Axialkräften vom Radius zur Ulna bei. Auf die Stabilisierung des Ellenbogens wird in den Kapiteln 5.5 und 5.6 detailliert eingegangen. 1.2.4 Kinetik Muskelkräfte Die Ellenbogenbewegungen in Form von Flexion und Extension sowie Pronation und Supination sind das Resultat der Gewichtsund Trägheitskräfte des Unterarms und der Hand sowie insbesondere der Kräfte der das Gelenk umgebenden Muskeln. Jede Bewegung des Ellenbogengelenks ist dabei das Resultat der Kraftwirkung von mehr als einem Muskel. Zudem sind einige Muskeln an mehr als einer spezifischen Bewegung beteiligt. Die Mehrzahl der Muskeln, die in die Funktion und Stabilität des Ellenbogengelenks involviert sind, hat ihren Ursprung am Humerus und inseriert entweder an der Ulna oder am Radius. 1.2 Biomechanik Zu den humeroradialen Muskeln gehören ● M. biceps brachii, ● M. brachoradialis und ● M. pronator teres. Kraft bei Flexion Die humeroulnaren Muskeln beinhalten M. brachialis, ● M. triceps brachii und ● M. anconeus. ● Zu einer radioulnaren Gruppe gehören M. supinator und ● M. pronator quadratus. Muskelaktion bei Extension ● Zwei weitere, für die Ellenbogenbewegung wichtige Muskeln, inserieren an Hand und Handgelenk: ● Der M. extensor carpi radialis mit Ursprung am distalen Humerus inseriert dorsal an der Hand. ● Der M. flexor carpi radialis mit Ursprung an der proximalen Ulna inseriert volar am Handgelenk. Muskelaktion bei Flexion ▶ Musculus brachialis. Der primäre Flexor des Ellenbogens ist der M. brachialis, der am anterioren Aspekt des Humerus entspringt und zum anterioren Aspekt der proximalen Ulna zieht. Bereits 1957 beschreiben Basmajan u. Lafif [15] seine Funktion als Ellenbogenflexor unabhängig von der Position des Unterarms und nennen ihn das „Arbeitstier“ des Ellenbogengelenks. ▶ Musculus biceps brachii. Der M. biceps brachii, welcher mit seiner lange Sehne vom Tuberculum supraglenoidale und seiner kurzen Kopfsehne vom Processus coracoideus der Skapula zur Tuberositas bicipitalis des Radius zieht, ist bei Flexion des Ellenbogengelenks nur bei supinierter oder neutraler Lage des Unterarms aktiv. ▶ Musculus brachioradialis. Der M. brachioradialis mit Ursprung am lateralen Humerus und Ansatz am distalen lateralen Aspekt des Radius nahe des radialen Styloids konnte als aktiv bei schnellen Beugebewegungen des Unterarms oder beim Heben einer Last bei langsamer Flexion beobachtet werden. An et al. [10] bestimmten die Muskelvolumen mittels serieller Querschnittsbestimmungen der Muskelbäuche und leiten daraus die Arbeitskapazität der einzelnen Muskeln ab. Merke 1 Maximale Beugekräfte finden sich bei einem Beugewinkel des Ellenbogens von etwa 60°. Bei kleineren oder größeren Flexionswinkeln nimmt die Kraft ab. Hunsicker [46] beschreibt isometrische Beugemomente am Ellenbogen von 55 Nm bei 0° Beugung, 80 Nm bei 60° und 65 Nm bei 120° Flexion. Frauen erreichen etwa 55 % der Beugekräfte von Männern. Bei Pronation des Unterarms reduziert sich die maximale Flexionskraft um ca. 22 % [90]. H ● Die Mm. brachialis, biceps brachii, brachoradialis und extensor carpi radialis zeigen sich als die Hauptflexoren des Ellenbogens, wobei dem M. brachialis das größte Arbeits- bzw. Kraftpotenzial für die Ellenbogenbeugung zugewiesen werden kann. Aufgrund der optimalen Muskellänge erzeugen gesunde Probanden die maximale isometrische Beugekraft bei einem Flexionswinkel von etwa 65°, wobei die maximale Beugekraft in Supination oder Neutralstellung des Unterarms generiert wird. Die geringste Beugekraft findet sich in Pronation. ▶ Musculus triceps brachii. Der primäre Ellenbogenstrecker ist der M. triceps brachii mit seinen 3 Köpfen. Der lange Kopf des M. triceps brachii hat seinen Ursprung am inferioren Aspekt des Glenoids der Skapula, der mediale und laterale Kopf sind am posterioren Humerus fixiert. Die 3 Köpfe formen eine gemeinsame Sehne mit Insertion am Processus olecrani der Ulna. Der mediale Kopf des M. triceps brachii erscheint als primärer Strecker des Ellenbogengelenks, während die beiden anderen Teile eine Art Reserve für die Extension darstellen [13]. Diese Hilfsfunktion kann zumindest für den langen Kopf des Trizeps biomechanisch über die Lage seines Ursprungs am Glenoid der Skapula begründet werden. ▶ Musculus anconeus. Ebenfalls bei Extension des Ellenbogengelenks aktiv ist der M. anconeus, der vom posterolateralen Aspekt des distalen Humerus zum posterolateralen Aspekt der proximalen Ulna zieht. Der M. anconeus ist aktiv bei der Initiierung und Weiterführung der Ellenbogenextension und bei der Stabilisierung des Ellenbogens bei Gesamtbewegungen der oberen Extremität, insbesondere zum Balancieren von externen Varuskräften (Drehmomenten). Andere Muskeln am Ellenbogen wie etwa Mm. biceps brachii, brachioradialis und triceps brachii nehmen an solchen Stabilisierungsaufgaben teil, auch wenn sie nicht für die primäre Aufgaben benötigt werden. Aus diesen Beobachtungen ist abzuleiten, dass der Ellenbogen zusätzliche Stabilisierung durch die Antagonisten benötigt, wodurch aufgrund der zusätzlichen Muskelkräfte die intraartikuläre Gelenkkraft deutlich zunimmt. Merke H ● Der M. triceps hat das größte Arbeitspotential und damit Kraftpotenzial für die Ellenbogenextension. Die höchste Streckkraft bzw. das höchste Muskelkraftmoment wird bei ca. 90° Ellenbogenbeugung generiert. Kraft bei Extension Die maximale Extensionskraft (Muskelkraftmoment) von etwa 75 Nm tritt bei 60° Ellenbogenbeugung auf. Die Pronations-Supination-Positionierung des Unterarms hat nur einen marginalen Einfluss auf die Extensionskraft und das Extensionsmoment. 47 Anatomie und Biomechanik Muskelaktion bei Pronation ▶ Musculi pronator quadratus und pronator teres. Die Mm. pronator quadratus und pronator teres sind für die Pronation des Unterarms verantwortlich. Der M. pronator quadratus hat seinen Ursprung am volaren Aspekt der distalen Ulna und inseriert am distalen und lateralen Aspekt des supinierten Radius. Der M. pronator teres ist eher proximal lokalisiert und zieht vom medialen Epikondylus des Humerus zum lateralen Aspekt des supinierten Radius und inseriert etwa in der Mitte des Radiusschaftes. Elektromyografische Untersuchungen weisen den M. pronator quadratus als den primären Pronator des Unterarms unabhängig von der Lage des Unterarms oder der Ellenbogenflexion aus. Der M. pronator teres wird als sekundärer Pronator verstanden und zeigt insbesondere bei schneller und kraftvoller Pronation erhöhte Aktivität. Bemerkenswerterweise zeigt sich die Aktivität des Pronator teres unabhängig von der Ellenbogenbeugung, obwohl seine Muskellänge sehr wohl von der Flexion im Ellenbogengelenk abhängt. Muskelaktion bei Supination ▶ Musculi supinator und biceps brachii. Für die Supination des Unterarms sind der M. supinator und der M. biceps brachii verantwortlich. Der Supinator zieht vom lateralen Epikondylus des Humerus und dem proximalem lateralen Aspekt der Ulna zum anterioren Aspekt des supinierten proximalen Radius. Ursprung und Ansatz des M. biceps brachii wurden bereits oben beschrieben. Der M. supinator ist der primäre Supinator des Unterarms. Die langsame Supination erscheint als eine unabhängige Aktion des M. supinator und ist unabhängig von der Position des Ellenbogengelenks. Bei schneller und vor allem kräftiger Supination gegen Last wird unabhängig von der Ellenbogenflexion der M. biceps brachii zugeschaltet. Um seine Wirkung als Ellenbogenflexor auszuschalten bzw. zu kompensieren, müssen die Ellenbogenextensoren (Mm. triceps und anconeus) aktiviert werden [13]. Kraft bei Unterarmrotation Die größte Kraft bzw. das größte Muskelkraftmoment findet sich sowohl für die Pronation als auch für die Supination bei einem Ellenbogenbeugewinkel von 90°. Das Pronationsmoment ist aufgrund der Dehnung der Pronatoren bei Supination des Unterarms am größten. Bei 60° Pronation ist das Muskelkraftmoment für die Pronation nur etwa 2 Nm, bei 60° Supination dagegen beträgt das Pronationsmoment nahezu 10 Nm. Praxistipp Z ● Knochen und kraftübertragenden Gelenkflächen (▶ Tab. 1.1) bestimmt werden, zeigt sich, dass die Strukturen des Ellenbogengelenks in ähnlicher Höhe beansprucht werden wie die der unteren Extremität. Tab. 1.1 Die kraftübertragenden Gelenkflächen am Ellenbogen [92]. Gelenk Kraftübertragende Gelenkfläche Humeroradialgelenk (HRG) < 100 mm2 Humeroulnargelenk (HUG) 100–200 mm2 Radioulnargelenk (PRUG) < 50 mm2 Daraus leitet sich ab, dass die lastübernehmenden Strukturen wie Sehnen und Bänder der oberen Extremität ähnliche Materialeigenschaften haben wie die der unteren Extremität. Wie bei der unteren Extremität haben die am Ellenbogen angreifenden äußeren Kräfte große Hebelarme bei sehr kleinem Kraftarm der Muskulatur. Zwangsläufig müssen die Muskelkräfte um ein Vielfaches größer sein als die wirkenden äußeren Kräfte. Ein weiterer wichtiger Faktor ergibt sich aus der notwendigen muskulären Stabilisation des Ellenbogengelenks durch Kokontraktion von Agonisten und Antagonisten. Beide Aspekte sind die Ursache für die hohen resultierenden Gelenkkräfte im Ellenbogen. Resultierende Gelenkkräfte bei Flexion Da eine große Anzahl von Muskeln an der Generierung von Flexion und Extension des Ellenbogengelenks beteiligt sind, sind zumindest im ersten Schritt zur Bestimmung der intraartikulären Kräfte oder der resultierenden Gelenkreaktionskräfte einige vereinfachende Annahmen zu machen. Im statischen Lastfall erlaubt die zweidimensionale Analyse der freigeschnittenen Segmente von Unterarm und Hand die vereinfachte Bestimmung der Gelenkreaktionskraft bei Ellenbogenbeugung mit und ohne Zusatzlast in der Hand. Die 3 wichtigsten am Ellenbogengelenk wirkenden Kräfte können unter Verwendung der Kräfte- und Drehmomentengleichgewichte bestimmt werden. Dazu sei der Ellenbogen 90° gebeugt. Es wird angenommen, dass die dominanten Ellenbogenflexoren die Mm. brachialis FM FJ FGG Als Anhaltspunkt für ein normales Supinations- und Pronationsmoment bei einem Ellenbogenwinkel von 90° sind Werte von ca. 6 Nm festzuhalten. FG 5 cm 13 cm Gelenkkräfte Obwohl die obere Extremität im Allgemeinen als nicht lasttragend eingestuft wird, bedeutet dies nicht, dass das Ellenbogengelenk nicht stark und intensiv belastet wird. Wenn die am Ellenbogen wirkenden Kräfte berechnet und ihre Effekte auf die kleinen 48 30 cm Abb. 1.46 Reaktionskraft am Ellenbogengelenk bei Flexion mit und ohne Last in der Hand (s. a. Text) (FG = Gewichtskraft, FGG = Gewichtskraft eines in der Hand gehaltenen Gewichtes, FJ = Gelenkreaktionskraft auf der Fossa trochlea, FM = Muskelkraft). 1.2 Biomechanik Humerus Ulna Radius 145° 0° 120° 30° Abb. 1.47 Lastverteilung im Ellenbogengelenk. Angriffspunkt, Richtung und Größe der Gelenkkontaktkraft an Humerus, Ulna und Radius sind abhängig vom Flexionswinkel des Ellenbogengelenks [3]. 1 90° 60° 120° 145° 90° 60° 0° 5000 N 30° und biceps brachii sind, und dass die von den Muskeln generierte Kraft über deren Sehnen senkrecht zur Längenachse des Unterarms wirken. Die Muskelkraft (FM) wirkt am Drehpol des Ellenbogengelenks mit einem Hebelarm von etwa 5 cm. Die Masse des Unterarms (inklusive Hand) beträgt etwa 2 kg, was einer Gewichtskraft (FG) von ca. 20 N entspricht. Der Schwerpunkt des Unterarms hat einen angenommenen Abstand vom Rotationszentrum des Ellenbogengelenks von 13 cm. Die Gewichtskraft (FGG) eines in der Hand gehaltenen Gewichtes wirkt am Ellenbogengelenk mit einem Hebel von 30 cm ([79]; ▶ Abb. 1.46). Die Muskelkraft, die notwendig ist, um das Ellenbogengelenk in der Beugestellung zu belassen, berechnet sich über das Gleichgewicht der um das Ellenbogengelenk wirkenden Drehmomente. Die Gleichgewichtsgleichung für die Kräfte wird dann verwendet, um die Gelenkreaktionskraft auf der Incisura trochlearis (FJ) zu berechnen. Befindet sich kein Gegenstand in der Hand und muss nur die Gewichtskraft des Unterarms überwunden werden, beträgt die berechnete Muskelkraft 52 N, und die Gelenkkraft wird mit 32 N (Kompression) bestimmt. Soll nun ein Körper mit einer Masse von 2,5 kg (Gewichtskraft ca. 25 N) in der Hand (Abstand zum Gelenkzentrum des Ellenbogengelenks 30 cm) gehalten werden, steigt die notwendige Muskelkraft auf 202 N, und die resultierende Gelenkreaktionskraft verfünffacht sich auf 157 N. Merke H ● Kleine Zusatzgewichte oder Zusatzlasten erhöhen somit dramatisch die Gelenkreaktionskräfte im Ellenbogengelenk. Die Muskelkräfte bei Flexion führen zu einer resultierenden Kraft im Ellenbogen, die sich mit ihrem Kraftangriffspunkt um das Ende des Humerus bewegt. Die resultierende Kraft wirkt bei Extension am distalen Aspekt des Humerus und bis ca. um 60° von der Längenachse des Humerus versetzt bei 90° Flexion. Bei Berücksichtigung der antagonistischen Stabilisation des Ellenbogens bei Flexion können die resultierenden Gelenkkräfte beim Anheben einer Last von 250 N Amplituden von bis zu 3.000 N ausmachen und damit Werte des bis zu Vierfachen des Körpergewichts annehmen. Die am Humerus wirkenden Kräfte finden ihre Reaktionskräfte an Radius und Ulna, und zwar in distaler und posteriorer Richtung. Daraus ergibt sich ein Krafteintrag an der Basis des Koronoids und an der posterioren Lippe des Radiuskopfs (▶ Abb. 1.47). 5 cm 13 cm FG FJ FM Abb. 1.48 Reaktionskraft am Ellenbogengelenk bei Extension mit und ohne Last in der Hand (FG = Gewichtskraft, FJ = Gelenkreaktionskraft auf der Fossa trochlea, FM = Muskelkraft) [79]. Dieses Kräftespiel, streng abhängig von der Ellenbogenflexionsstellung, ist für das Verständnis von Versagensmechanismen, aber auch für die Balancierung der Kräfte von Radius und Ulna bei Radiuskopfersatz von zentraler Bedeutung. Resultierende Gelenkkräfte bei Extension Auch für die Ellenbogenextension können entsprechende Abschätzungen der resultierenden Gelenkreaktionskraft durchgeführt werden. Im Beispiel in ▶ Abb. 1.48 wird der Ellenbogen auf 90° gebeugt und mit horizontalem Unterarm über dem Kopf gehalten. In dieser Position ist eine Aktion der Ellenbogenextensoren notwendig, um die Gewichtskraft des Unterarms zu kompensieren, welche den Ellenbogen in die Flexion zwingt. Es wird angenommen, dass der M. triceps der dominante Extensor ist und dass seine Kraft über die Sehne senkrecht zur Längenachse des Unterarms wirkt. Unter Nutzung der Gleichgewichtsbedingungen wird zunächst die notwendige Muskelkraft des M. triceps brachii mit 67 N und die resultierende Gelenkreaktionskraft in der Incisura trochlearis mit 107 N bestimmt. Die Muskelkraft des Extensormuskels ist deutlich höher als die des Flexormuskels, was auf den kleineren Hebel der Extensoren als den der Flexoren zurückgeführt werden kann. Die Gelenkkraft zeigt sich bei Extension um das 3-Fache gegenüber der Flexion erhöht. Auch dieses Resultat ist durch die verschiedenen Hebel oder Kraftarme zu begründen. 49 Anatomie und Biomechanik Die vereinfachenden Berechnungen haben die Abschätzung der Gelenkreaktionskräfte bei dem Positionieren des Ellenbogens und beim Heben kleiner Gewichte erlaubt. Nicol [77] legte systematische Belastungsabschätzungen bei Alltagsbewegungen vor: ● Beim Anziehen der Kleidung oder bei der Nahrungsaufnahme wird von Kompressionskräften im Ellenbogengelenk von ca. 300 N berichtet. ● Beim Abstützen mit den Armen während des Aufstehens aus einem Stuhl beträgt die Gelenkreaktionskraft im Ellenbogengelenk bereits 1.700 N auf dem medialen und 800 N auf dem lateralen Kompartiment. H ● Merke Damit kann auch bei Alltagsbewegungen die Gelenkreaktionskraft im Ellenbogengelenk ein Mehrfaches der Gewichtskraft des Menschen ausmachen. Aufgrund der kleinen Kraftarme der Extensionsmuskeln kann die resultierende Gelenkkraft mit Hauptwirkung am distalen Aspekt der Trochlea die bis zu 20-fache Größe der an der Hand wirkenden externen Lasten erfahren [8]. Kräfte bei Adduktion und Abduktion Die den Ellenbogen bei Adduktion und Abduktion belastenden Kräfte können am besten bei 90° Flexion des Ellenbogengelenks und intern oder extern rotierter Schulter demonstriert werden. Die größte Belastung kann bei interner Rotation der Schulter und Druck der Handfläche gegen ein Widerlager zentral vor dem Oberkörper erzeugt werden (▶ Abb. 1.49). Hunsicker [46] beschreibt bei dieser durch Muskelkraft induzierten Krafteinleitung am Widerlager eine maximale Kraft von 218±100 N, während die Kraft bei externer Rotation mit nur 156±81 N festgemacht werden konnte. Junge Erwachsene erreichen bei Innenrotation des Humerus ein Drehmoment von bis zu 65 Nm [5], was am Ellenbogen ein gleichgroßes Drehmoment mit entgegengesetztem Vorzeichen generiert. Balanciert wird dieses Drehmoment durch Zug am MCL (mediales Kollateralband) und Kompression am Kapitulum Druckkraft Zugkraft externe Kraft an der Hand Abb. 1.49 Belastung des Ellenbogengelenks bei Adduktion und Abduktion. 50 des Radiuskopfs. Diese internen Kräfte sind aufgrund der langen Hebel des Unterarms um ein Vielfaches größer als die angegebenen äußeren Kräfte und resultieren im etwa 6-Fachen der äußeren Kraft am MCL und dem etwa 8-Fachen der äußeren Kraft am Radiuskopf. Merke H ● Bei defektem oder verändertem Radiuskopf muss das Drehmoment durch Zug am MCL und Druck auf der lateralen Facette des Processus coronoideus aufgenommen werden. Die nun wirkenden Kräfte werden deutlich größer als bei intaktem Ellenbogen sein und können zu einem erhöhten Valgus des Ellenbogens nach entsprechenden Trauma führen [107]. Kraftübertragung bei axialer Belastung des Unterarms Beim Sturz auf den ausgestreckten Arm mit primärem Kontakt der Hand mit dem Widerlager muss die Stützreaktionskraft entlang des Unterarms zum Ellenbogengelenk transferiert werden. Die klassischen Studien dieser Krafttransmission zeigen, dass 60 % der an der Hand wirkenden Kräfte zum Capitulum humeri über den Radiuskopf übertragen werden. 40 % der an der Hand eingeleiteten Kräfte werden von der Ulna übernommen und über den Processus coronoideus zur Trochlea übermittelt [43]. Neuere Arbeiten ([33], [59], [60]) berichten, dass von den beim Abstützen am Handgelenk wirkenden Kräften 80 % vom Radius und nur 20 % unmittelbar von der Ulna übernommen werden. Beim Krafttransfer zum Ellenbogen kommt es zu einer Umverteilung von bis zu 50 % vom Radius zur Ulna. Diese Ergebnisse können mit den anatomischen Beobachtungen einer Festigkeitszunahme der Ulna von distal nach proximal in einen logischen Zusammenhang gebracht werden. Der Radius wird im Gegensatz zur Ulna von distal nach proximal weniger robust. Somit muss die Membrana interossea die Kraftübertragung bzw. Umverteilung vom Radius zur Ulna ermöglichen, was biomechanisch bei Berücksichtigung der Faseranordnung schlüssig erscheint (▶ Abb. 1.50). Belastbare quantitative Daten zu dieser Lastumverteilung durch die Radius und Ulna mechanisch koppelnde Membran liegen nicht vor. Bemerkenswerterweise zeigen die Arbeiten von Markolf et al. [59], dass die beschriebene proximale Kraftverteilung durch dicke und steife Radiuskopfprothesen, die das Koronoid entlasten, maßgeblich gestört wird. Experimentelle Arbeiten zu Stürzen auf die ausgestreckten Hände (e. g. [21]) finden, dass der Bodenkontakt in der Regel mit leicht proniertem Unterarm und moderater Ellenbogenbeugung (ca. 15°) erfolgt. Gleichzeitig ist die Schulter gebeugt, abduziert und innenrotiert. Die Ellenbogenbeugung und die Innenrotation der Schulter erlauben es, Teile der Stoßenergie durch die exzentrische Beanspruchung des Trizeps und der Brustmuskeln zu absorbieren. Wenn der Sturz jedoch auf den vollständig ausgestreckten Arm erfolgt, verhält sich das System wie eine rigide Säule und kann die Fallenergie nicht hinreichend absorbieren. Es muss zu einer axialen Krafteinleitung und einem Valgusmoment am Unterarm kommen, was zur Kompressionsfraktur des Radiuskopfs und zu 1.2 Biomechanik Abb. 1.50 Modell der Stabilisierung Ellenbogengelenks und Lastumverteilung über den Unterarm (in Anlehnung an [4]). Humerus Lig. collaterale laterale 1 Lig. collaterale mediale Extensionsmuskeln Flexionsmuskeln Bewegungsbegrenzung und Kraftkopplung Membrana interossea Radius Ulna äußere Kräfte und Momente Auf den Punkt gebracht Druckkraft resultierende Gelenkkraft Zugkraft externe Kraft Abb. 1.51 Belastung des Ellenbogengelenks beim Sturz auf die Hand. einer erheblichen Zugspannung am MCL führen kann. Die Kraft am Radiuskopf wird in einer solchen Situation aufgrund der Zugkraft am MCL größerer sein als die extern applizierte Kraft, die Belastung des Processus coronoideus strebt gegen Null. Belastung des Ellenbogengelenks beim Sturz auf die Hand zeigt ▶ Abb. 1.51. X ● Biomechanik des Ellenbogengelenks Das Ellenbogengelenk ist nicht nur das am meisten kongruierende Gelenk, sondern aufgrund der knöchernen Führung auch eines der stabilsten Gelenke des menschlichen Körpers. Es ist als Gelenk zwischen zwei langen knöchernen Segmenten positioniert und damit Kräften mit großen Kraftarmen mit Krafteinleitung an den Händen ausgesetzt. Die um das Ellenbogengelenk wirkenden Muskeln dagegen haben extrem kurze Hebel und zeigen folglich erhebliche mechanische Nachteile gegenüber den externen Kräften. Folglich müssen die Muskelkräfte um das Ellenbogengelenk und auch die Gelenkkräfte im Gelenk und seinen 3 Teilgelenken relativ groß ausfallen. Die Gelenkkräfte können ein Vielfaches der extern wirkenden Kräfte ausmachen. Damit ist das Ellenbogengelenk nachhaltig als lasttragendes Gelenk einzustufen und entsprechend zu versorgen. Bei distalem Eintrag radialer Kräfte werden diese zumindest partiell vom Radius zur Ulna über die straffen Bindegewebe der Membrana interossea umverteilt. Dieser Krafttransfer und die Kraftumverteilung setzen die biomechanische Integrität dieser Strukturen voraus. Daraus ist die Notwendigkeit einer sorgfältigen funktionellen Rekonstruktion auch der Weichteilstrukturen nach Verletzungen für die Biomechanik des Unterarms und des Ellenbogen abzuleiten. 51 Anatomie und Biomechanik Literatur [1] Abrams RA, Brown RA, Botte MJ. The superficial branch of the radial nerve: an anatomic study with surgical implications. J Hand Surg Am 1992; 17 (6): 1037–1041 [2] Alolabi B, Studer A, Gray A et al. Selecting the diameter of a radial head implant: an assessment of local landmarks. J Shoulder Elbow Surg 2013; 22 (10): 1395–1399 [3] Amis AA, Miller JH. Design, development and clinical trial of a modular elbow replacement incorporating cement-free fixation. Eng Med 1984; 13: 175– 179. [4] Amis AA, Miller JH. The mechanisms of elbow fractures: an investigation using impact tests in-vitro. Injury 1995; 26: 163–168 [5] Amis AA. Biomechanics of the elbow. In: Stanley D, Trail IA. Operative elbow surgery. Edinburgh: Churchill Livingstone. 2012: 29–44. [6] Amis AA, Dowson DD, Unsworth A et al. An examination of the elbow articulation with particulat reference to the variation of the carrying angle. New Engl Med J 1977; 6: 76 [7] Amis AA, Miller JH The elbow. Clin Rheum Dis 1982; 8: 571–593 [8] Amis AA, Dowson D, Wright V. Elbow joint force prediction for some strenuous isometric actions. J Biomech 1980; 13: 765–775 [9] An KN, Browne AO, Korinek S et al. Three-dimensional kinematics of glenohumeral elevation. J Orthop Res 1991; 9: 143–149 [10] An KN, Hui FC, Morrey B, Linscheid RL et al. Muscle across the elbow joint: a biomechanical analysis. J Biomech 1981;14: 659 [11] Anson BJ, Mc Vay CB. Surgical anatomy. Philadelphia: Saunders; 1971 [12] Ball CM, Galatz LM, Yamaguchi K Elbow instability: treatment strategies and emerging concepts. Instr Course Lect 2002; 51: 53–61 [13] Basmaijan JV. Recent advances in the functional anatomy of the upper limb. Am J Phys Med 1969; 48: 165–168 [14] Basmajian JV, Griffin WR Jr Function of anconeus muscle. An electromyographic study. J Bone Joint Surg Am 1972; 54: 1712–1714 [15] Basmajian JV, Latif A Integrated actions and functions of the chief flexors of the elbow: a detailed electromyographic analysis. J Bone Joint Surg Am 1957; 39-A: 1106–1118 [16] Bozkurt M, Acar HI, Apaydin N et al. The annular ligament: an anatomical study. Am J Sports Med 2005; 33 (1): 114–118 [17] Bryan RS, Morrey BF Extensive posterior exposure of the elbow. A tricepssparing approach. Clin Orthop Relat Res 1982; 166: 188–192 [18] Burkhart KJ, Hollinger B, Wegmann K et al. Luxationen und Bandverletzungen am Ellenbogen und Unterarm. Orthop Unfallchir up2date 2012; 7: 435– 462 [19] Cage DJ, Abrams RA, Callahan JJ et al. Soft tissue attachments of the ulnar coronoid process. An anatomic study with radiographic correlation. Clin Orthop Relat Res 1995 (320): 154–158 [20] Callaway GH, Field LD, Deng XH et al. Biomechanical evaluation of the medial collateral ligament of the elbow. J Bone Joint Surg Am 1997; 79 (8): 1223– 1231 [21] Carlsoo S, Johansson O. Stabilization of, and load on, the elbow joint in some protective movements. Acta Anat 1962; 48: 224–231 [22] Carret J-P, Fischer LP, Gonon GP et al. Etude cinematique de la pro-supination au niveau des articulations radiocutales (radio ulnaris). Bull Assoc Anat 1976; 60: 279–295 [23] Chang CW, Oh SJ. Posterior antebrachial cutaneous neuropathy. Case report. Electromyogr Clin Neurophysiol 1990; 30 (1): 3–5 [24] Chao EY, An KN, Ashew LJ et al. Electrogoniometer for the measurement of human elbow joint rotation. J Biomech Eng 1980; 102: 301–307 [25] Contreras MG, Warner MA, Charboneau WJ et al. Anatomy of the ulnar nerve at the elbow: potential relationship of acute ulnar neuropathy to gender differences. Clin Anat 1998; 11 (6): 372–378 [26] Davies F, Laird M The supinator muscle and the deep radial, posterior interosseous, nerve. Anat Rec 1948; 101: 243–250 [27] De Carlo MS, Misamore GW, Carrell KR et al. Rehabilitation of myositis ossificans in the brachialis muscle. J Athl Train 1992; 27 (1): 76–79 [28] Dellon AL. Musculotendinous variations about the medial humeral epicondyle. J Hand Surg Br 1986; 11 (2): 175–181 [29] Diliberti T, Botte MJ, Abrams RA. Anatomical considerations regarding the posterior interosseous nerve during posterolateral approaches to the proximal part of the radius. J Bone Joint Surg Am 2000; 82 (6): 809–813 52 [30] Doyle JJ, David WS. Posterior antebrachial cutaneous neuropathy associated with lateral elbow pain. Muscle Nerve 1993; 16 (12): 1417–1418 [31] Dugas JR, Ostrander RV, Cain EL et al. Anatomy of the anterior bundle of the ulnar collateral ligament. J Shoulder Elbow Surg 2007; 16 (5): 657–660 [32] Eckstein F, Lohe F, Hillebrand S et al. (1995a) Morphomechanics of the humero-ulnar joint: I. Joint space width and contact areas as a function of load and flexion angle. Anat Rec 1995a; 243: 318–326 [33] Eckstein F, Merz B, Müller-Berbl M et al. (1995b) Morphomechanics of the humero-ulnar joint: II. Concave incongruity determines the distribution of load and subchondral mineralization. Anat Rec 1995b; 243: 327–335 [34] Ericson A, Arndt A, Stark A. Variation in the position and orientation of the elbow joint axis. J Bone Joint Surg Br 2003; 85(4): 538–544 [35] Evans EM Rotational deformity in the treatment of fractures of both bones of the forearm. J Bone Joint Surg 1945; 27: 373 [36] Farrow LD, Mahoney AJ, Stefancin JJ et al. Quantitative analysis of the medial ulnar collateral ligament ulnar footprint and its relationship to the ulnar sublime tubercle. Am J Sports Med 2011; 39 (9): 1936–1941 [37] Flatow EL, Bigliani LU, April EW. An anatomic study of the musculocutaneous nerve and its relationship to the coracoid process. Clin Orthop Relat Res 1989 (244): 166–171 [38] Fleisig GS, Aandrews JR, Dillman CJ. Kinetics of basebal pitching with implications about injury mechanism. Am J Sports Med 1995; 23: 233–239 [39] Gallay SH, Richards RR, O'Driscoll SW. Intraarticular capacity and compliance of stiff and normal elbows. Arthroscopy 1993; 9 (1): 9–13 [40] Glanville AD, Kreezer G The maximum amplitude and velocity of joint movements in normal male adults. Hum Biol 1937; 9: 197–211 [41] Gunther SF, DiPasquale D, Martin R. The internal anatomy of the median nerve in the region of the elbow. J Hand Surg Am 1992; 17 (4): 648–656 [42] Guttierez LF A contribution to the study of the limiting factors of elbow flexion. Acta Anat 1964; 56: 146–164 [43] Halls AA, Travil A Transmission of pressures across the elbow joint. Anat Rec 1964; 150: 243–247 [44] Hollinshead WH The back and limbs. In: Hollinshead WH (Hrsg) Anatomy for surgeons. New York: Harper & Row; 1969: 379 [45] Hotchkiss RN, An KN, Sowa DT et al. An anatomic and mechanical study of the interosseous membrane of the forearm: pathomechanics of proximal migration of the radius. J Hand Surg Am 1989; 14: 256–261 [46] Hunsicker P. Arme strength at selected degrees of elbow flexion. Technical Report 54–548. Wright-Patterson Air Force Base, OH: Wright Air Development Centre; 1955 [47] Hwang K, Han JY, Chung IH. Topographical anatomy of the anconeus muscle for use as a free flap. J Reconstr Microsurg 2004; 20 (8): 631–636 [48] Ishizuki M Functional anatomy of the elbow joint and three-dimensional quantitative motion analysis of the elbow joint. J Jpn Orthop Assoc 53: 89– 993 [49] Johansson O Capsular and ligament injuries of the elbow joint. A clinical and arthrographic study. Acta Chir Scand Suppl 1962; 287: 1–159 [50] Kapandji IA Funktionelle Anatomie der Gelenke. Stuttgart: Thieme; 1999 [51] Keats TE, Teeslink R, Diamond AE et al. Normal axial relationships of the major joints. Radiology 1966; 87: 904–907 [52] Keener JD, Chafik D, Kim HM et al. Insertional anatomy of the triceps brachii tendon. J Shoulder Elbow Surg 2010; 19 (3): 399–405 [53] Kimball JP, Glowczewskie F, Wright TW. Intraosseous blood supply to the distal humerus. J Hand Surg Am 2007; 32 (5): 642–646 [54] Klonz A, Loitz D, Reilmann H Proximale und distale Bizepssehnenruptur. Unfallchirurg 2003; 106: 755–763 [55] Koebke J Funktionelle Anatomie und Biomechanik des Ellenbogengelenkes. In: Stahl C, Koebke J et al. (Hrsg) Klinische Arthrologie. Landsberg: Ecomed; 1998: S 11 [56] London JT. Kinematics of the elbow. J Bone Joint Surg 1981; 63A: 529–563 [57] Lou S, Lin CJ, Chou PH et al. Elbow load during pushup at various forearm rotations. Clin Biomech (Bristol) 2001; 16: 408–414 [58] Ma JF, Chang SM. Brachialis insertion measurement: an anatomic cadaver study for plate fixation of the coronoid process fracture. Clin Anat 2011; 24 (2): 179–182 [59] Markolf KL, Lamey D, Yang S et al. Radioulnar load-sharing in the forearm. A study in cadaver. J Bone Joint Surg Am 1998; 80: 879–888 [60] Markolf KL, Tejwani CG, OʼNeil G. Load sharing at the wrist following radial head replacement with a metal implant. J Bone Joint Surg (Am) 2004; 86: 1023–1030.
