Spinopelvines Alignment in der Hüftendoprothetik

Einleitung

Das spinopelvine Alignment ist in den letzten Jahren als weiterer Faktor für den Erfolg der Hüftendoprothetik wissenschaftlich sowie klinisch in den Vordergrund gerückt. Die dynamische Interaktion zwischen Wirbelsäule, Becken und Hüftgelenk beeinflusst maßgeblich die funktionelle Orientierung der Pfannenkomponente und damit das Luxationsrisiko.

Die Hüftendoprothetik zählt zu einer der erfolgreichsten Operationsverfahren. Dennoch bleibt die postoperative Instabilität mit konsekutiver Luxation eine der häufigsten Komplikationen und stellt den führenden Grund für Revisionsoperationen dar. Laut dem Australian Orthopaedic Association National Joint Replacement Registry (AOANJRR) ist die Luxation eine der häufigsten Ursachen für Hüftrevisionen. Das American Joint Replacement Registry (AJRR) dokumentiert, dass Instabilität mit 21,9% zu den drei häufigsten Gründen für Frührevisionen zählt. Aktuelle EPRD Register Daten zeigen, dass ca. 14% aller Revisionsoperationen auf Luxationen zurückzuführen sind.

Die traditionelle Positionierung der Pfannenkomponente basierte jahrzehntelang auf der von Lewinnek et al. 1978 definierten Safe Zone mit einer Inklination von 40 ± 10° und einer Anteversion von 15 ± 10°. Neuere Studien zeigen jedoch, dass ein erheblicher Anteil der Luxationen bei Patienten auftritt, deren Pfannen innerhalb dieser vermeintlich sicheren Zone implantiert wurden. Abdel et al. berichteten, dass die Mehrheit der instabilen Hüften Komponenten innerhalb der Lewinnek-Zone aufwies.

Einflussfaktoren auf das Luxationsrisiko

Die Ätiologie der Hüftluxation nach Endoprothetik ist multifaktoriell. Eine umfassende Metaanalyse von Kunutsor et al., die 125 Studien mit etwa fünf Millionen Hüftprothesen einschloss, identifizierte patientenbezogene, operationstechnische und implantatspezifische Risikofaktoren:

Anatomische und biomechanische Grundlagen

Der lumbopelvine Komplex

Wirbelsäule, Becken und Hüftgelenke bilden eine funktionelle Einheit, den sogenannten lumbopelvinen Komplex (LPC). Beim Übergang vom Stehen zum Sitzen findet eine koordinierte Bewegung statt: Die Hüfte flektiert etwa 55–70°, das Becken kippt nach posterior (posteriore Beckenneigung) um ca. 20°, und die Lendenlordose nimmt um etwa 20° ab. Diese synergistische Bewegung ermöglicht es, dass der Oberschenkel in der Sitzposition horizontal liegt, ohne dass es zu einem anterioren Impingement zwischen Femurhals und Pfannenrand kommt.

Da die Pfannenkomponente fest mit dem Becken verbunden ist, ändert sich ihre räumliche Orientierung mit jeder Beckenkippung im Verhältnis 1:1. Eine posteriore Beckenkippung führt zu einer Zunahme der funktionellen Anteversion, während eine anteriore Beckenkippung diese reduziert. Diese dynamische Veränderung wird als funktionelle Pfannenorientierung bezeichnet und unterscheidet sich von der anatomisch-statischen Implantationsposition.

Biomechanische Veränderungen bei Coxarthrose

Bei fortgeschrittener Coxarthrose führt der zunehmende Bewegungsverlust des Hüftgelenks zu charakteristischen Kompensationsmechanismen innerhalb des lumbopelvinen Komplexes. Die typische Hüftbeugekontraktur verursacht eine anteriore Beckenkippung (vermehrte Anteversion) mit konsekutiver Hyperlordose der Lendenwirbelsäule, um den aufrechten Stand zu erhalten. Gleichzeitig muss beim Sitzen die eingeschränkte Hüftflexion durch eine verstärkte posteriore Beckenkippung und Abflachung der Lendenlordose kompensiert werden.

Stuck Sitting vs. Stuck Standing

• Stuck Sitting: Bei steifer Wirbelsäule mit posteriorer Beckenfixation bleibt die Pfanne auch im Stehen in vermehrter Anteversion, wodurch ein posteriores Impingement und eine anteriore Luxation begünstigt werden.
• Stuck Standing: Eine fixierte anteriore Beckenkippung führt zu verminderter funktioneller Anteversion im Sitzen mit dem Risiko eines anterioren Impingements und einer posterioren Luxation.

Spinopelvine Parameter

Für die Beurteilung der spinopelvinen Beziehung haben sich folgende radiologische Parameter etabliert:

Es gilt die mathematische Beziehung: PI = PT + SS. Diese Formel verdeutlicht, dass bei fixierter PI eine Veränderung des PT zwangsläufig mit einer gegenläufigen Veränderung des SS einhergeht. Ein PI-LL-Mismatch von mehr als 10° wird als pathologisch angesehen und deutet auf ein sagittales Ungleichgewicht (Flatback-Deformität) hin.

Klassifikationssysteme

Die Dorr-Klassifikation

Die von Dorr und Mitarbeitern entwickelte Klassifikation integriert die Beckenposition und -mobilität in ein praxisorientiertes System für die präoperative Planung:

Die Hip-Spine-Klassifikation

Die Hip-Spine-Klassifikation wurde als praxisorientiertes System entwickelt, um Patienten anhand ihrer spinopelvinen Charakteristika präoperativ zu stratifizieren. Das System basiert auf zwei Hauptkriterien: dem Vorliegen einer spinalen Deformität (PI-LL > 10° oder PT > 25°) und dem Ausmaß der spinopelvinen Mobilität (ΔSS).

Validiert an 2.081 Patienten mit niedrigen Luxationsraten auch für Hochrisikopatienten bei entsprechender Therapieanpassung.

Diagnostik und präoperative Evaluation

Das Problem der okkulten spinopelvinen Pathologie

Eine zentrale Herausforderung in der präoperativen Risikostratifizierung besteht darin, dass die Mehrheit der Patienten mit pathologischer spinopelviner Mobilität nicht durch eine gezielte Anamnese identifiziert werden kann. Während die vorangegangene instrumentierte Wirbelsäulenfusion einen bekannten Risikofaktor darstellt, betrifft sie nur etwa 19% der Patienten mit funktioneller Wirbelsäulensteifigkeit. Der weitaus größere Anteil – schätzungsweise 81% – weist eine degenerativ bedingte funktionelle Einsteifung der Lendenwirbelsäule auf.

Altersabhängige Prävalenz degenerativer Veränderungen

Indirekte radiologische Zeichen auf der a.p.-Beckenübersicht

Die Standard-Beckenübersichtsaufnahme im Stehen liefert bereits wichtige indirekte Hinweise auf eine pathologische spinopelvine Situation:

• Outlet-Projektion: Überlagerung des sakrokokzygealen Übergangs mit der Symphyse (in ≥79% mit abnormaler spinopelviner Beziehung assoziiert)
• PSCD (Pubic Symphysis to Sacrococcygeal junction Distance): Verminderte oder negative Distanz zeigt posteriore Beckenkippung an
• SFP-Winkel (Sakro-Femoral-Pubic): < 60° zeigt hohe Sensitivität (85%) für erhöhten Pelvic Tilt
• TTPS/TT-Ratio: Starke Korrelation mit Pelvic Tilt (r = 0,785)
• Degenerative Zeichen: Lumbale Osteophyten, Bandscheibenhöhenminderung >2 Segmente, Skoliose >5°

Praktisches Screening-Vorgehen

Bei allen Patienten sollte die Standard-Beckenübersicht auf die oben genannten indirekten Zeichen evaluiert werden. Eine erweiterte spinopelvine Diagnostik mittels seitlicher Steh-Sitz-Aufnahmen ist indiziert bei:

1. Überlagerung Sakrokokzygealgelenk/Symphyse auf der a.p.-Aufnahme
2. SFP-Winkel < 60°
3. Sichtbare lumbosakrale Hardware
4. Multileveliger Bandscheibendegeneration mit L5/S1-Beteiligung
5. Anamnestisch bekannte Wirbelsäulenoperation oder chronischer Rückenschmerz
6. Alter > 70 Jahre mit klinischem Verdacht auf spinale Pathologie

Interaktiver Klassifikationsrechner

Die Berechnung der Hip-Spine-Klassifikation erfolgt anhand folgender Schritte:

Schritt 1: Spinale Deformität bestimmen

• PI-LL Mismatch berechnen (PI = SS + PT)
• Typ 1 (Normal): PI-LL ≤ 10°
• Typ 2 (Flatback): PI-LL > 10° oder PT > 25°

Schritt 2: Spinale Mobilität bestimmen

• ΔSS berechnen (SS stehend – SS sitzend)
• Typ A (Normal): ΔSS > 10°
• Typ B (Steif): ΔSS ≤ 10°

Schritt 3: Gruppe zuordnen

Therapeutische Implikationen

Individualisierte Pfannenpositionierung

Die traditionellen Safe Zones nach Lewinnek berücksichtigen die dynamische Veränderung der Pfannenorientierung bei Positionswechseln nicht. Studien zeigen, dass 58–69% aller Luxationen bei Pfannen auftreten, die innerhalb dieser vermeintlich sicheren Zone implantiert wurden.

Dual-Mobility-Pfannen

Dual-Mobility-Pfannen haben sich als hocheffektive Option zur Prävention und Behandlung der Instabilität bei Hochrisikopatienten etabliert. Die Metaanalyse von Kunutsor et al. zeigte ein um 56% reduziertes Luxationsrisiko (RR 0,44) für Dual-Mobility-Pfannen im Vergleich zu konventionellen Implantaten.

Indikationen für Dual-Mobility-Pfannen

• Vorherige Wirbelsäulenfusion (insbesondere lange Fusionen mit sakraler Verankerung)
• Pathologische spinopelvine Mobilität (Steifigkeit oder Hypermobilität)
• Revision aufgrund von rezidivierender Instabilität
• Neuromuskuläre Erkrankungen (Morbus Parkinson, Demenz, Zerebralparese)
• Schenkelhalsfraktur bei älteren Patienten
• Abduktoreninsuffizienz

Robotik und Navigation

Die robotergestützte und navigierte Hüftendoprothetik ermöglicht eine präzisere Umsetzung der präoperativen Planung. Konventionelle manuelle Implantationstechniken zeigen eine erhebliche Streuung der erreichten Pfannenposition mit Abweichungen von ± 10° von der geplanten Anteversion. Robotergestützte Systeme reduzieren diese Variabilität signifikant auf ca. 2,3° mittlere Abweichung.

Moderne Robotersysteme (Mako, ROSA Hip, Velys) integrieren zunehmend die spinopelvine Analyse in ihre Planungsalgorithmen und ermöglichen die Simulation der funktionellen Pfannenorientierung in verschiedenen Körperpositionen.

Key Messages

• Bis zu 90% der Spätluxationen haben eine spinopelvine Komponente
• 81% der Patienten mit funktioneller WS-Steifigkeit haben keine dokumentierte Fusion
• Die Lewinnek Safe Zone ist für Risikopatienten nicht ausreichend
• Indirekte Zeichen auf der a.p.-Aufnahme können Risikopatienten identifizieren
• Hip-Spine-Klassifikation: Validiertes System zur Risikostratifizierung
• Gruppe 2B (Flatback + Steif) = höchstes Risiko → DM-Pfanne erwägen
• Dual-Mobility reduziert Luxationsrisiko um 56% (RR 0,44)
• Robotik verbessert die Präzision der Pfannenpositionierung

Literatur

1. Australian Orthopaedic Association National Joint Replacement Registry (AOANJRR). Annual Report 2023.
2. American Joint Replacement Registry (AJRR). Annual Report 2023.
3. Lewinnek GE et al. Dislocations after total hip-replacement arthroplasties. J Bone Joint Surg Am 1978;60:217-220.
4. Abdel MP et al. What Safe Zone? The Vast Majority of Dislocated THAs Are Within the Lewinnek Safe Zone. Clin Orthop Relat Res 2016;474:386-391.
5. Offierski CM, MacNab I. Hip-spine syndrome. Spine 1983;8:316-321.
6. Heckmann N et al. Late Dislocation Following THA: Spinopelvic Imbalance as a Causative Factor. J Bone Joint Surg Am 2018;100:1845-1853.
7. Kunutsor SK et al. Risk factors for dislocation after primary total hip replacement: meta-analysis of 125 studies. Lancet Rheumatol 2019;1:e111-e121.
8. Vigdorchik JM et al. High prevalence of stiff spines in patients undergoing primary THA. J Arthroplasty 2021;36(7S):S262-S266.
9. Brinjikji W et al. Systematic literature review of imaging features of spinal degeneration in asymptomatic populations. AJNR Am J Neuroradiol 2015;36:811-816.
10. Carender CN et al. Can abnormal spinopelvic relationships be identified by anteroposterior pelvic radiographs? J Arthroplasty 2022;37:482-487.
11. Luthringer TA, Vigdorchik JM. A preoperative workup of a hip-spine patient. J Arthroplasty 2019;34:S57-S70.
12. Darrith B et al. Outcomes of dual mobility components in total hip arthroplasty. Bone Joint J 2018;100-B:11-19.
13. Illgen RL et al. Robotic-assisted THA: outcomes at minimum 2-year follow-up. Surg Technol Int 2017;30:365-372.
14. Rice SJ et al. Robotic-assisted total hip arthroplasty and spinopelvic parameters: A review. Hip Pelvis 2024;36:87-100.