Analyse der sensiblen Innervation des Trochanter major zur

Aus der
Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie des
St. Josef Hospital Bochum
- Universitätsklinik –
der Ruhr-Universität Bochum
Direktor: Prof. Dr. med. Christoph von Schulze Pellengahr
Analyse der sensiblen Innervation des Trochanter major zur Verbesserung
der Therapie des Trochanter Schmerz Syndroms
Kumulative
Inaugural-Dissertation
zur
Erlangung des Doktorgrades der Medizin
einer
Hohen Medizinischen Fakultät
der Ruhr-Universität Bochum
vorgelegt von
Birthe Genth
aus Dortmund
2012
Dekan: Prof. Dr. med. Klaus Überla
Referent: Prof. Dr. med. Christoph von Schulze Pellengahr
Korreferent: PD Dr. med. Klaus Schmidt
Tag der mündlichen Prüfung: 19.11.2013
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Inhaltverzeichnis
Einleitung ................................................................................................................................. 6
Zielsetzung ............................................................................................................................... 8
Ergebnisse ................................................................................................................................ 9
Voruntersuchung ................................................................................................................. 9
Makroskopische Präparation ............................................................................................. 10
Histologische Untersuchung .............................................................................................. 13
Diskussion .............................................................................................................................. 14
Literatur ................................................................................................................................. 16
3
Abkürzungsverzeichnis
A.
Arteria
CT
Computertomographie
GTPS
greater trochanteric pain syndrome
HE
Hämatoxylin-Eosin
Lig.
Ligamentum
M.
Musculus
N.
Nervus
V.
Vena
4
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Fetus, Schnitt der Glutealregion ...................................................................... 10
Abbildung 2: Schema des trochanteren Nervenastes, ventrale Ansicht ............................... 12
Abbildung 3: Schema des trochanteren Nervenast , dorsale Ansicht ................................... 12
Abbildung 4: Histologie. Trochanterer Nervenast ................................................................. 13
Abbildung 5: Trochanterer Nervenast. 5 fache Vergrößerung der Abbildung 4. .................. 14
5
Einleitung
Seit seiner Erstbeschreibung 1848 von Patridge ist das Trochanter
Schmerzsyndrom
(GTPS:
greater
trochanteric
pain
syndrome)
ein
wohlbekanntes und häufig diskutiertes klinisches Problem. Damals noch
unter dem Begriff „Trochantere Bursitis“ bekannt, schlug Leonard in den
1970er Jahren vor den Begriff durch Trochanter Schmerzsyndrom zu
ersetzen. Er begründete seinen Vorschlag damit, dass ursächlich für die
auftretenden lateralen Hüftschmerzen nicht nur eine Entzündung der Bursen
sein können, sondern vielmehr eine Vielzahl von Pathologien damit assoziiert
seien (Williams et al., 2009).
Zudem haben klinische Untersuchungen
gezeigt, dass drei der Kardinalsymptome der Entzündung beim GTPS fehlen.
Von Calor, Rubor, Dolor, Tumor und Functio laesa
werden lediglich der
Schmerz (Calor) und die eingeschränkte Funktion (Functio lesa) beobachtet
(Shbeeb et al., 1996). Trotz der mehr als 150jährigen Bekanntschaft des
Trochanter Schmerzsyndroms herrscht heutzutage immer noch Uneinigkeit
über die Pathogenese. Neben den bereits lang diskutierten Ursachen des
GTPS wie Bursitis, Tendinitis und Dysfunktionen des iliotibialen Traktes
werden derzeit vor allem Verkalkungen in den Ansatzsehnen der
Glutealmuskulatur, sogenannte Tendon Tears, beschrieben. Allerdings
tauchen
in
allen
Studien
Probanden
mit
klinischem
Trochanterschmerzsyndrom auf, die keine Korrelation zu Tendon Tears,
Bursitis oder eine der anderen möglichen Ursachen, die zur Diskussion
stehen, zeigen. (Kingzett-Taylor et al., 1999). Das GTPS ist ebenfalls als
Komplikation einer totalen Hüftendoprothese bekannt. Bis zu 17% der
operierten Patienten zeigen postoperativ neu aufgetretene Schmerzen des
Trochanter major (Parker et al., 1976; Iorio et al., 2006).
Die klinischen Symptome der Betroffenen sind hauptsächlich chronischer
Schmerz der lateraler Hüfte und/oder des Gesäßes, die sich gravieren bei
längerem Liegen oder Stehen auf der betroffenen Seite, Überkreuzung der
Beine beim Sitzen und Treppensteigen. Die Betroffenen zeigen eine
deutliche Schmerzempfindlichkeit über dem Trochanter major, Schmerzen
bei extremer Rotation, Abduktion oder Adduktion und Abduktion gegen einen
Widerstand. Etwa 50% klagen über pseudoradikuläre Schmerzen entlang
6
des lateralen Oberschenkels auf der betroffenen Seite, der sich mitunter
auch bis distal des Knies fortsetzt, sich aber keinen Dermatomen zuordnen
lässt (Shbeeb et al., 1996). Diese Vielzahl an Symptomen, die in ihrer
Komplexizität, wie bei Williams et al. (2009) und Cohen et al. (2009)
beschrieben, oftmals andere Schmerzursachen zu imitieren scheint, unter
anderem
myofaszial,
Spinalpathologien
degenerative
(Williams
et
al.,
Gelenkerkrankungen
2009),
erschweren
und
die
Diagnosegenauigkeit des GTPS. Erschwerend hinzu kommt, dass das GTPS
nicht nur die anderen Erkrankungen imitieren kann, sondern auch sehr häufig
mit ihnen vergesellschaftet ist. Segal et al. (2007) haben in einer großen
Multicenter-Querschnittstudie gezeigt, dass die Prävalenz nicht nur bei
Frauen,
sondern
auch
bei
Personen
mit
koexistierenden
tiefen
Rückenschmerzen, Arthritis, iliotibialen Banddysfunktionen und Übergewicht
deutlich erhöht ist.
Therapeutisch wird dem GTPS in erster Linie konservativ begegnet. Hier
werden vor allem nicht steroidale Antirheumatika, Kühlung, Gewichtsverlust,
physikalische Therapie und Krankengymnastik angewandt. Alternativ werden
Injektionstherapien mit Kortikosteroiden und Lokalanästhetika angewandt.
Die Injektionstherapie zeigt unterschiedliche Erfolgsraten. Bei Patienten, die
zuvor nicht an der Hüfte operiert worden sind, zeigt sich in bis zu 40% keine
Besserung der Symptomatik. Bei zuvor operierten Patienten profitieren bis zu
20% nicht von der Behandlung (Williams et al; 2009). Auch eine operative
Therapie des GTPS wird durchgeführt. Angewandt werden vor allem
Bursektomien (offen oder arthroskopisch) und Iliotibialband ReleaseOperationen. Die Erfolge der operativen Therapie sind fraglich. Mehr als 40%
der behandelten Personen erfahren keine Verbesserung der Symptomatik
(Baker et al., 2007; Craig et al., 2007).
7
Zielsetzung
Trotz des häufigen Auftretens des GTPS sind sowohl die Ätiologie als auch
die sensible Innervation des Trochanter major noch unbekannt. Fraglich ist,
ob
es
überhaupt
eine
einheitliche
Ätiologie
gibt
angesichts
der
Mannigfaltigkeit der Symptome. Daher war das Ziel der Arbeit, die sensible
Innervation des Periost des Trochanter major und der darüber befindlichen
Bursen
zu
untersuchen
sowie
deren
etwaigen
Verlauf
mittels
makroskopischer Präparation und histologischer Gewebeuntersuchung.
Durchgeführt wurden die Präparationen an sieben adulten und einem fetalen
Körperspender des Instituts für Anatomie der Ruhr- Universität Bochum. Dies
geschah mit der Intention einer möglichen Therapieverbesserung des GTPS
auf Grundlage der gewonnenen anatomischen Kenntnisse.
8
Ergebnisse
Voruntersuchung
Im Vorfeld wurden zwei bereits erstellte Embryonenschnittserien aus den
1980er Jahren mikroskopisch auf mögliche Hinweise der Innervation des
Trochanter major untersucht. Es handelte sich um einen männlichen Embryo
mit einer Scheitel-Steiß-Länge von 50mm und einen weiblichen Embryo mit
einer Scheitel-Steiß-Länge von 29mm. Die Schnittserien wurden mit einer
Schichtdicke von 7µm angefertigt und in drei unterschiedlichen Färbungen
gefärbt (Azan, HE, Goldner-Trichrom). Besonderes Augenmerk wurde auf
den Verlauf des N. ischiadicus, gluteus superior und gluteus inferior gelegt
und mögliche Äste, die zur Versorgung des Trochanter major abgegeben
werden. Die genannten Nerven wurden in ihrem Ursprung im Plexus
lumbosacralis aufgesucht und inklusive abgehender Äste mikroskopisch bis
zum Ende verfolgt. In beiden Serien konnten keine nervalen Strukturen von
den oben genannten Nerven beobachtet werden, die für die Innervation des
Trochanters in Frage kämen. Es zeigte sich allerdings in einer der
Schnittserien ein neurovaskuläres Bündel, das unmittelbar auf den
Trochanter major zog (s. Abb. 1). Die arterielle Komponente des Bündels
konnte durch Vergleiche der Schnittserien mit Primärliteratur als trochanterer
Ast der A. circumflexa femoris medialis identifiziert werden. Der begleitende
Nerv kam zusammen mit den Gefäßen von ventral. Er konnte allerdings
anhand der Schnittserien nicht eindeutig identifiziert werden. Auf diesen
Beobachtungen basieren die im Folgenden dargestellten Ergebnisse der
durchgeführten Untersuchungen.
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Abbildung 1 Fetus (weiblich, SSL 50mm) Schnitt der Glutealregion; Färbung: Trichrom; (A) A. circumflexa
femoris medialis; (B) nervaler Ast; (C) Trochanter major
Makroskopische Präparation
In den sieben präparierten Glutealregionen von Körperspendern des Instituts
für Anatomie der Ruhr-Universität Bochum fanden wir keinen Hinweis auf
eine Innervation des Trochanter majors seitens des N. ischiadicus, gluteus
superior
oder
gluteus
Verlaufspräparation
des
inferior.
in
den
Bei
der
durchgeführten
Voruntersuchungen
in
situ
gefundenen
neurovaskulären Bündels zeigte sich sowohl bei dem adulten Präparat als
auch beim fetalen Präparat ein einheitlicher Verlauf. Das Bündel aus Vene,
Arterie und Nerv zog von ventral - medial zum M. ileopsoas und lateral zum
M. pectineus - nach dorsal und kam dort direkt kaudal zum M. gemellus
inferior zum Vorschein , um unmittelbar an der kaudalen Grenze der
Ansatzsehne des M. gemellus inferior auf den Trochanter major zu ziehen (s.
Abb. 2 und 3).
10
Die vaskulären Anteile zeigten sich in beiden Präparaten als trochantere Äste
der A. und V. circumflexa femoris medialis. Der nervale Anteil konnte in
beiden Verlaufsdarstellungen dem N. femoralis zugeordnet werden. Er zeigte
sich als erster Ast des N. femoralis kurz nach Unterkreuzung des
Leistenbandes. Im adulten Präparat konnte zusätzlich ein bereits vor dem
Inguinalband separierter Anteil des N. femoralis dargestellt werden, der sich
dem neurovaskulären Bündel zum Trochanter major anschloss.
11
Abbildung 2: Verlauf des trochanteren Nervenastes (Pfeil); Schema, ventrale Ansicht; (L) Lig. inguinale; (IP) M.
iliopsoas; (F) N. femoralis, (Pe) M. pectinatus; Pfeil
Abbildung 3: Verlauf des trochanteren Nervenast (Pfeil), Schema, dorsale Ansicht; (G) M. glutueus medius; (P)
M. piriformis; (O) M. obturatorius internus; (Q) M. quadratus femoris; (T) Trochanter major
12
Histologische Untersuchung
Es konnte in allen angefertigten mikroskopischen Präparaten vom Übergang
des trochanteren Astes der A. circumflexa femoris medialis auf den
Trochanter major mindestens ein die Gefäße begleitender kleiner Nerv
nachgewiesen werden. Das Maximum der gefundenen Äste lag bei sechs
kleinen Nerven (s. Abb. 4).
Abbildung 4: Trochanterer Nervenast (Pfeil);Trochanterer Ast der (A) A. und (V) V. circumflexa femoris
medialis. Färbung: Toluidinblau. Vergrößerung: 4fach
Der Durchmesser der nervalen Äste bewegte sich zwischen 29µm und
196µm. Der durchschnittliche Durchmesser lag bei 73µm. Die Mehrheit der
Axone war unmyelinisiert. Einige wenigen Axone waren dünn myelinisiert.
Der Durchmesser der meisten myelinisierten Fasern war unter 6µm. Der
maximale Durchmesser einer myelnisierten Faser betrug 11µm (s. Abb.5).
13
Abbildung 5: Trochanterer Nervenast. 5 fache Vergrößerung der Abbildung 4.
Diskussion
In Analogie zu Studien an der Maus, kann davon ausgegangen werden, dass
sich im Periost des Menschen ein feines Netzwerk von sensiblen
Nervenfasern befindet, das für die höhe Schmerzempfindlichkeit des
Knochens bei z.B. Knochenbrüchen verantwortlich gemacht werden kann
(Martin et al., 2007). Die oben beschriebene Untersuchung legt nahe, dass
dieses Netzwerk im Periost des Trochanter major des Menschen von nur
einem Nervenast ausgeht. Dieser Ast hat seinen Ursprung im ventral
gelegenen N. femoralis und geht unmittelbar kaudal de Lig. Inguinale davon
ab. Das neurovaskuläre Bündel aus nervalem Ast des N. femoralis sowie
ramus trochantericus der A. und V. circumflexa femoris medialis zieht
zwischen M. pectineus und M. ileopsoas nach dorsal, um dort am kaudalen
Rand des M. gemellus inferior hervorzutreten und parallel zu diesem auf den
Trochanter major überzugehen. Dies entspricht dem in der Anatomie häufig
auftretenden gemeinsamen Verlauf der neurovaskulären Versorgung eines
Gewebes. Dieser Nervenast sollte in Analogie zu den Gefäßen ramus
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trochantericus des N. femoralis genannt werden. Der ramus trochantericus
setzt sich hauptsächlich aus nicht myelinisierten Axonen zusammen.
Zusätzlich befinden sich wenige dünn myelinisierte Fasern in diesem
Nervenast, sodass die Zusammensetzung und der Durchmesser für einen
rein sensiblen Nervenast sprechen (Aumüller et al., 2007).
Eine Innervation des Trochanter major seitens des N. ischiadicus, gluteus
inferior und superior konnte nicht nachgewiesen werden. Die Studien von
Ansari Moein et al. aus 2008 und von Dunn et al. aus 2008 machen es
zusammen mit unseren Ergebnissen sehr unwahrscheinlich, dass die
Innervation des Periost des Trochanter major sowie seine Bursen vom N.
ischiadicus und N. gluteus superior ausgeht. Allerdings ist zumindest eine
zusätzliche Innervation als Collateralinnveration oder anatomische Variante
seitens des N. gluteus inferior nicht ausgeschlossen, da bei der Präparation
der tiefen trochanteren Bursen durch Dunn et al. in zwei von 16 Fällen dünne
Äste des N. gluteus inferior zum Trochanter major zogen.
Die dargestellten Ergebnisse sollten genutzt werden, um die Therapieerfolge
vor allem der Injektionstherapie des GTPS zu verbessern, z.B. durch
Ultraschall-, Röntgen oder CT-gesteuerte Injektionen an die Eintrittsstelle des
Nerven
auf
den
Trochanter
und
gegeben
falls
Innovation
der
Therapiemodalitäten. Weiterhin sollte das Wissen der Innervation der
Umgebung
des
Trochanter
major
zu
einer
Verbesserung
der
Operationstechnik bzw. ggf. intraoperativen Schonung des trochanteren
Nervenastes zur Vermeidung eines postoperativen GTPS führen.
15
Literatur
Ansari Moein, C.M., Verhofstad, M.H.J., Bleys, R.L.A.W., Werken v.d., C.
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greater trochanteric pain syndrome: a randomized controlled trial in primary
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S.P.,
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S.A.,
Foster,
L.
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Dunn, T., Heller, A., McCarthy, S.W., Dos Remedios, C.. (2003). Anatomical
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Kingzett-Taylor, A., Tirman, P.F.J., Feller, J., McGann, W., Prieto, V.,
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Parker, H.G., Wiesman, H.G., Ewald, F.C. (1976). Comparison of
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intraoperative
total hip
replacement
with
and without
trochanteric osteotomy. Clin Orthop 121,44-49
Segal, N.A., Felson, D.T., Torner, J.C., Zhu, Y., Curtis, J.R., Niu, J., Nevitt,
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Shbeeb, M.I., Matteson, E.L., Mayo Clin Proc. (1996). Trochanteric bursitis
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Williams, B.S., Cohen, S.P. (2009). Greater trochanteric pain syndrome: a
reviewof anatomy, diagnosis and treatment. Anesth Analg 108,1662-70
17
Danksagung
Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. med. von Schulze-Pellengahr
für die
Möglichkeit der Promotion, sowie Frau Prof. Dr. med. Düring für die herzliche
und kompetente Betreuung.
Vielen Dank an Martijn für die Geduld und Hilfsbereitschaft während der
gesamten Zeit und an Heiko für die Bereitstellung der Kamera.
Ebenfalls möchte ich den Körperspendern, sowie deren Verwandten danken,
ohne deren Einwilligung zur Spende die Arbeit nicht möglich gewesen wäre.
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Lebenslauf
Persönliche Daten:
Name:
Birthe Genth
Geburtsdatum/ort: 15.12.1985 in Dortmund
Schulische Laufbahn
08/1992 – 07/1994 Westhausener Grundschule; Dortmund
08/1994 – 07/1996 Bodelschwingher Grundschule; Dortmund
08/1996 – 07/2005 Reinoldus- und Schillergymnasium; Dortmund
Abschluss: Abitur
Studium
10/2005 – 11/2011 Medizinstudium an der Ruhr Universität Bochum
09/2007
1. ärztliche Abschnittsprüfung
05/2008 – 11/2011 Stipendiatin der Friedrich Ebert-Stiftung e.V.
08/2010 – 12/2010 PJ- Chirurgie-Tertial am UMC Utrecht, Niederlande
12/2010 – 07/2011 PJ- Innere- und Wahl-Tertial Urologie im
Knappschaftkrankenhaus Dortmund
11/2011
2. ärztliche Abschnittsprüfung
11/2011
Erhalt der Approbation als Ärztin
Beruflicher Werdegang
seit 01/2012
Assistenzärztin der medizinischen Klinik des
Knappschaftskrankenhaus Dortmund
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Diese Dissertation beruht auf folgender Publikation:
Genth B, Von Düring M, Von Engelhardt LV, Ludwig J, Teske W, Von
Schulze-Pellengahr C. Analysis of the sensory innervation of the greater
trochanter for improving the treatment of greater trochanteric pain syndrome.
Clin. Anat. 25:1080–1086, 2012
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ca.22035/full
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