Die Häufigkeit arthrotischer Veränderungen steigt bei zunehmend alternder Gesellschaft stetig. Die betreffenden Patienten klagen häufig bspw. über Gelenkschmerzen unter Belastung oder Blockaden und wünschen sich eine unkomplizierte Ursachenfindung sowie schnellstmögliche Abhilfe. Dabei muss der behandelnde Arzt häufig auf die Hinzuziehung einer Diagnostik zurückgreifen, da die Ursachen nicht oder nicht vollständig aus der ausführlichen klinischen Untersuchung hervorgehen.
Die für die Orthopädie und Unfallchirurgie innerhalb der jeweiligen Praxis oder bei externen Standorten zur Verfügung stehenden, gängigen Methoden wie Sonographie, Röntgen, MRT, CT und digitale Volumentomographie (DVT) müssen bei jeweils vorliegendem Ergebnis der klinischen Untersuchung sorgfältig anhand des medizinisch erforderlichen Maßes und – ergänzend bei Anwendung von ionisierender Strahlung – unter Abwägung des für den Patienten geringsten Risikos sowie des größten Nutzens (Forderung Strahlenschutzgesetz) ausgewählt werden.
Die Wahl der geeigneten Diagnostik
Die Anwendung der Sonographie bei Verdacht auf arthrotische Veränderungen bringt zur ersten Verifikation des klinischen Verdachts häufig wertvolle Erkenntnisse, die auf Basis der Möglichkeiten des Verfahrens jedoch in ihrer Aussagekraft sowie im darstellbaren Bereich limitiert sind. Vor diesem Hintergrund ist häufig eine weitere Diagnostik oder ersatzweise die Wahl einer ebenfalls in der orthopädischen oder unfallchirurgischen Praxis verfügbaren Methode erforderlich. Hierzu zählen das klassische Röntgen, ggf. das MRT sowie der inzwischen an über 300 Standorten in Deutschland verfügbare digitale Volumentomograph SCS MedSeries® H22, während ein CT nur an radiologischen und damit externen Standorten vorhanden ist.
Das klassische Röntgen in zwei Ebenen resultiert in der Summation von Informationen entlang üblicherweise mindestens zwei Projektionsrichtungen. Damit sind die bei arthrotischen Veränderungen wie bspw. einer Gonarthrose vorhandenen Anzeichen zwar grundsätzlich häufig erkennbar, eine exakte Erkennung des den Patienten im Alltag beeinflussenden Anteils ist jedoch selten gesichert feststellbar. Die Ursache dafür liegt darin, dass beim klassischen Röntgen eine dreidimensionale Fragestellung physikalisch auf zwei Dimensionen reduziert wird. Durch diese Reduktion gehen zwangsläufig Details verloren, da die Bildinformationen summiert werden.
Auf Basis der Auflösung von 2–3 mm Schichtdicke, die üblicherweise im Rahmen von MRTs verfügbar ist, werden die entsprechenden Veränderungen ebenfalls meist nur eingeschränkt sichtbar. In jedem Fall können die MRT-Aufnahmen jedoch nur ohne Belastung des jeweiligen Gelenks angefertigt werden, was die Übertragbarkeit der Erkenntnisse auf das Ergebnis der klinischen Untersuchung sowie auf die im Alltag vom Patienten beschriebenen Probleme, welche selten ohne die üblicherweise vorliegenden Belastungen mit natürlichem Körpergewicht vorliegen, erschwert.
Die Anwendung eines CT zur Ursachenforschung bei arthrotischen Veränderungen kommt aus vielerlei Hinsicht eher als letzte Alternative in Frage. Zum einen ist ein CT nicht unmittelbar in einer orthopädischen und unfallchirurgischen Praxis verfügbar, wodurch der Patient das Verständnis aufbringen muss, einen je nach Region zeitnahen oder verzögerten externen Termin in einer Radiologie wahrzunehmen. Damit einhergehend muss der Patient einen weiteren Termin zur Wiedervorstellung in der Praxis vereinbaren, was ggf. zusätzlich mit einer weiteren Verzögerung, in jedem Fall jedoch mit zusätzlichem Personalaufwand, bei unveränderter Fragestellung verbunden ist.
Des Weiteren kann das CT analog dem MRT nur Aufnahmen ohne natürliche Körperbelastung und meist mit einer Schichtdicke größer einem Millimeter bereitstellen. Zuletzt ist die Strahlenbelastung für den Patienten durch das CT im Vergleich zu dem klassischen Röntgen oder dem digitalen Volumentomographen SCS MedSeries® H22 um einige Faktoren höher.
Das SCS DVT verfügt analog seinem Entwicklungsschwerpunkt über Funktionen und Eigenschaften, die in der orthopädischen und unfallchirurgischen Praxis enorm hilfreich sind. Dabei kann das System allem voran durch den Orthopäden oder Chirurgen mit DVT-Fachkunde eigenständig angewendet und abgerechnet werden. Zudem gewährleistet diese Bildgebung Aufnahmen je nach Wahl des Untersuchers ohne oder unter natürlicher Körperbelastung („Weight-Bearing“), was bei arthrotischen Fragestellungen häufig unabdingbar ist.
Die nach computergesteuerter Analyse am Befundmonitor angezeigten Schnittbilder können vom Untersucher bei gleichzeitig vorliegender Ansicht in axialer, sagittaler und koronaler Blickrichtung frei dreh- und verschiebbar ausgewertet sowie zusammen mit der ebenfalls verfügbaren und in den Ansichten frei auswertbaren 3D-Rekonstruktion betrachtet werden. Obwohl die Schichtdicke der SCS Bildgebung mit 0,2 mm weder vom MRT, noch vom CT erreichbar ist, wendet das System eine derart hohe Strahlenhygiene an, dass selbst die mit dem klassischen Röntgen in 2 Ebenen (zukünftig sogar in nur noch einer Ebene; siehe Abb. 1) einhergehende effektive Dosis unterboten wird. Dabei übertrifft diese Bildgebung das herkömmliche 2D-Röntgen in ihrer Aussagekraft bei weitem.
Abb. 1: Effektive Dosis des konventionellen Röntgen in zwei Ebenen im Vergleich zum SCS MedSeries® H22 DVT. Das SULD Protokoll (von Medizinphysikexperten entwickelt) ist bereits seit Jahren verfügbar, das neue SULD+ Protokoll als technologische Weiterentwicklung befindet sich derzeit in der Zertifizierungsphase.
Einsatz der SCS MedSeries® H22-Klasse in der Orthopädie und Sportmedizin
Das DVT wird bereits seit mehr als 6 Jahren in meiner orthopädischen, sportmedizinischen und traumatologischen Praxis eingesetzt. Dabei wurden die o.g. Eigenschaften des Systems bei jeder unmittelbar verfügbaren Aufnahme deutlich und unterstützen den Behandlungsprozess der Patienten, gerade bei Verdacht auf arthrotische Veränderungen, enorm. Nachdem die Bildgebung in den Räumen des Behandlers installiert und angewendet wird, stehen die Aufnahmen nach Indikationsstellung in 5 min oder weniger (Aufnahmezeit ca. 18 s) zur Auswertung am Befundmonitor zur Verfügung. Die sehr schnelle Verfügbarkeit sorgt einerseits für Begeisterung der Patienten und entlastet andererseits die Praxisstruktur, nachdem Wiedervorstellungen bei nur noch sehr seltener Anforderung nach zusätzlichen externen Bildgebungsterminen stark reduziert werden.
Die Aufnahmen mit der SCS Bildgebung werden von einer MFA mit Röntgenschein unter Verantwortung des DVT fachkundigen Arztes angefertigt und die im Rahmen des klassischen Röntgen nicht selten nötigen Wiederholungsaufnahmen auf Basis nicht auswertbarer Projektionsebenen entfallen infolge der 3-dimensionalen Abbildung innerhalb der SCS Bildgebung vollständig.
Die Aufnahmen des Systems unter Körperbelastung liefern zusätzliche Informationen zum Verhalten der ligamentären Strukturen über die dreidimensionale Gelenkstellung unter Belastung, die in der liegenden Position im Computertomographen oder in der MRT ohne die Körperbelastung des jeweiligen Gelenks fehlen (z. B. in der Beurteilung der Syndesmose/des Rückfußes). Insbesondere zeigt diese Aufnahmeart ihre Wertigkeit bei der Diagnostik von initialen Gelenkveränderungen, was für die Beurteilung degenerativer Veränderungen und dem Erkennen von Frakturen an kleinen Knochen entscheidend sein kann.
Arthrotische Veränderungen insbesondere der lasttragenden Gelenke wie Knie- und Sprunggelenk, sind multifaktoriell und betreffen neben den knöchernen auch die knorpeligen Strukturen. Bei der Beurteilung des Gelenkes sowie angrenzender Gelenkstrukturen in hoher Auflösung im realen Belastungszustand ergeben sich wesentliche Unterschiede im Vergleich zur rein statischen Bildgebung (konventionelles Röntgen aber auch CT-Schnittbildgebung). Dabei kann die herkömmliche Bildgebung nur in begrenztem Maße die Auswirkungen von Belastung auf das Gelenk darstellen (z. B. Rosenberg-Aufnahmen des Kniegelenkes).
Überlagerte Strukturen, die in der 2D-Röntgenbildgebung nur bedingt beurteilbar sind, sodass oft keine adäquate Einschätzung komplexer Gelenkstrukturen, dreidimensionalen Deformitäten oder Subluxationen möglich ist, sind in der DVT Bildgebung nicht vorhanden. Besondere Bedeutung hat diese Eigenschaft für die sichere Darstellung und damit Beurteilbarkeit subchondraler Zysten, kleinerer Osteophyten oder Infraktionen der Gelenkfläche.
Somit lässt sich mit der SCS Bildgebung sehr einfach der Schweregrad einer degenerativen Veränderung beurteilen, was insbesondere bei Frühformen der Arthrose relevant sein kann, bei denen die strukturellen Veränderungen noch minimal sind, jedoch klinisch bereits zu Beschwerden führen.
Abb. 2: 55-jährige Patientin mit massivem Belastungsschmerz über dem Innenknöchel nach Prothesenimplantation. In der SCS Bildgebung zunächst Abklärung der Stellung der Gelenkpartner in der Achsbelastung zueinander sowie einer etwaigen Prothesenlockerung. Als Schmerzauslöser wurde eine alte pseudarthrotische Innenknöchelfraktur nachgewiesen.
Weitere Vorteile der SCS Bildgebung in der orthopädischen OP-Planung und Regeneration des Patienten
Die SCS Bildgebung ermöglicht durch die detaillierte 3D-Rekonstruktion eine genaue Interpretation der räumlichen Lage und des Volumens von Pathologien (subchondrale Zysten) zum Beispiel bei der Planung von kniegelenksnahen Umstellungsosteotomien oder TEP-Planungen.
Im Vergleich zur konventionellen CT-Untersuchung reduziert das System zudem metallische Artefakte durch moderne Rekonstruktionsalgorithmen sowie in Folge der deutlich geringeren Dosis. Die Bildqualität bei der Untersuchung von Patienten mit einliegendem Osteosynthesematerial wird erheblich verbessert und dadurch eine präzisere Beurteilung der umgebenden Knochenstrukturen, bspw. zur zwischenzeitlichen Beurteilung einer knöchernen Konsolidierung, ermöglicht. Dadurch kann dem Patienten individuell frühestmöglich ggf. zumindest eine Teilbelastung erlaubt und insgesamt die erforderliche Zeit bis zur Rückkehr in die Vollbelastung und muskuläre Regeneration reduziert werden.
Abb. 3: 62-jähriger Patient mit rez. Ergüssen des Kniegelenkes, Z.n. 3-maliger ASK mit Abrasion, jetzt zunehmender Leidensdruck, zur Abklärung Indikation zur Prothesenimplantation. In der SCS Bildgebung fortgeschrittene Retropatellararthose als Hauptdiagnose nachweisbar.
Aktuelle Forschung und Zukunftsaussichten zur SCS Bildgebung
Aktuelle Forschungen zielen darauf ab, die Einsatzmöglichkeiten der Bildgebung bei paralleler weiterführender Erhöhung der Strahlenhygiene weiter auszubauen, etwa in der Rheumatologie, Onkologie und Sportmedizin und die Algorithmen zur Bildverarbeitung weiter zu verfeinern. Neue Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz eröffnen zudem das Potenzial zur automatisierten Analyse von DVT-Bildern, was die diagnostische Effizienz weiter steigern könnte.
Abb. 4: 33-jähriger Eishockeyspieler, mehrere Stürze auf das Handgelenk, jetzt zunehmende Beschwerden bei Dorsalextension. Im Röntgen unauffällig. In der SCS Bildgebung dann der Nachweis einer knöchernen Absprengung des distalen Radius (Processus styloideus). Planung Arthroskopie.
Fazit
Zusammenfassend ist die SCS Bildgebung für die klinische Praxis besonders wertvoll, wenn es darum geht, Traumafolgen zu erkennen, operative Eingriffe zu planen oder konservative Therapieoptionen zu bewerten. Durch die Möglichkeit der Achsbelastung gelingt die Beurteilung der Gelenkstrukturen auch bei frühen degenerativen Veränderungen. Somit bestehen vielerlei Vorteile gegenüber anderen bildgebenden Verfahren durch exaktere Beurteilung des Gelenkspalts und angrenzender knöcherner Strukturen sowie durch eine geringere Strahlenbelastung bei gleichzeitiger höherer Sensitivität.
Prof. Dr. Oliver Tobolski
Ortho4Sport
Industriestraße 161
50999 Köln
www.ortho4sport.de
Digitale Volumentomographie mit dem SCS MedSeries® H22
SCS steht für Sophisticated Computertomographic Solutions und beschreibt die Lösung für die anspruchsvolle 3D-Bildgebung mit höchster Strahlenhygiene, höchster Bildauflösung sowie höchster Zeitersparnis für Patient, Praxis und Arzt – als Win-Win-Win-Situation – gleichermaßen.
Der digitale Volumentomograph SCS MedSeries® H22 besitzt ein breites Indikationsspektrum und ist aus der Orthopädie und Unfallchirurgie nicht mehr wegzudenken. Mit dem platzsparenden Design findet das DVT in jeder Praxis einen Platz. Dank der hohen Strahlenhygiene und der Auflösung von bis zu 0,2 mm ist der digitale Volumentomograph auch in der Pädiatrie anwendbar. Die vom DVT ausgehende Strahlendosis kann unterhalb der täglichen terrestrischen Strahlendosis eingestellt werden und ist im Vergleich zur Computertomographie um bis zu 92 % geringer.
Die hochauflösenden Schnittbilder stehen, inklusive Rekonstruktionszeit, innerhalb von drei Minuten in multiplanarer Ansicht (axial, koronal, sagittal) sowie in 3D am Befundungsmonitor zur Beurteilung durch den behandelnden Arzt zur Verfügung. Im Resultat ist es mit dem DVT möglich, eine 3D-Schnittbilddiagnostik durchzuführen, die sehr strahlungsarm ist, eine exakte Beurteilung von Grenzflächen zwischen Metall- und Knochenstrukturen zulässt, und sehr einfach am Patienten anzuwenden ist.
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