Morphologische Untersuchung altersbedingter Veränderungen der medullären Struktur des proximalen Humerus
Proximale Humerusfrakturen (PHF) stellen ein bedeutendes klinisches Problem dar, insbesondere bei Patienten über 60 Jahren, die häufig an schwerer Osteoporose leiden. Während viele PHF konservativ behandelt werden können, erfordern komplexe Frakturen chirurgische Interventionen. Bei älteren Patienten begünstigen der Verlust der Trabekelstruktur und der Kalcar-Region in der proximalen Markhöhle des Humerus Trümmerfrakturen und den Verlust der medialen Hingenstütze, was zu hohen Raten von Implantatversagen und Reoperationen führt. Aktuelle Fortschritte deuten darauf hin, dass endostale Augmente in winkelstabilen Plattenkonstrukten eine verbesserte medulläre Stütze und mechanische Stabilität bieten könnten. Die Variabilität in Form, Position und Anwendung dieser Augmente kann jedoch Implantatversagen und Repositionsverlust verursachen, was die Notwendigkeit eines tieferen Verständnisses der morphologischen Veränderungen des proximalen Humerus in verschiedenen Altersgruppen unterstreicht.
Ziel dieser Studie war es, die anatomischen Degenerationsmuster des Markkanals zwischen älteren und jüngeren Patienten zu analysieren und zu vergleichen, um das Verständnis der medullären Morphologie des proximalen Humerus und deren klinische Implikationen für die endostale Unterstützung zu erweitern. Die retrospektive Studie umfasste Patienten mit PHF, die von Januar 2013 bis Dezember 2016 in einem Traumazentrum behandelt wurden. Einschlusskriterien waren ein unversehrter kontralateraler proximaler Humerus und ein Mindestalter von 18 Jahren. Ausschlusskriterien waren vorherige operative Behandlung der kontralateralen Extremität, Erkrankungen mit Einfluss auf die Form oder Funktion der Extremität, Langzeitanwendung von Steroiden oder anderen die Knochendichte beeinflussenden Medikamenten sowie metabolische Osteopathien.
Die Patienten wurden in zwei Altersgruppen eingeteilt: jüngere (<60 Jahre) und ältere (≥60 Jahre). Alle erhielten eine CT-Untersuchung des unverletzten Humerus. Mit der Mimics-Software (Version 18.0; Materialise Inc., Leuven, Belgien) wurden 3D-Modelle des Humerus aus DICOM-Daten rekonstruiert. Die Segmentierung von Kortikalis, Markhöhle und Spongiosa erfolgte mittels HU-Schwellenwerten. In 3-matic (V11.0, Materialise, Belgien) wurden anatomische Referenzpunkte definiert: Die Markhöhlenachse (HCA) des Schafts, das Sphärenzentrum des Humeruskopfs (Os) und koronare (CP0) sowie axiale (AP0) Bezugsebenen. Der Unterstützungswinkel (SA) zwischen AP0 und der Unterstützungsebene (SP) sowie der Durchmesser (Ds) der Markhöhle auf SP-Ebene wurden gemessen.
Die statistische Auswertung erfolgte mit SPSS (Version 21.0; SPSS Inc., Chicago, USA). Der Kolmogorov-Smirnov-Test prüfte die Normalverteilung metrischer Daten, der t-Test verglich Gruppenmittelwerte, und die Chi-Quadrat-Prüfung analysierte kategoriale Daten. Eine multiple Regressionsanalyse untersuchte Einflüsse von Geschlecht und Humerusradius auf Parameter wie proximales Volumen (PV), Höhe (PH) sowie mediale (PM) und laterale (PL) Distanzen. Signifikanzniveau: p < 0,05.
Von 60 eingeschlossenen Patienten zeigten die demografischen Daten keine signifikanten Unterschiede in Geschlecht, Dominanz, Größe oder Gewicht zwischen den Gruppen. Signifikante Unterschiede bestanden im Alter, der Knochendichte (BMD) und der Neer-Klassifikation der Fraktur. Das Humeruskopfradius (Rs) unterschied sich nicht (22,31 ± 1,72 mm vs. 22,06 ± 2,06 mm). Bei älteren Patienten war PV signifikant erhöht (21,60 ± 3,03 cm³ vs. 29,40 ± 1,98 cm³; p < 0,001), mit Expansion nach proximal (PH: 25,36 ± 1,08 mm vs. 27,38 ± 0,67 mm), medial (PM: 13,14 ± 1,16 mm vs. 21,60 ± 3,03 mm) und lateral (PL: 17,90 ± 0,95 mm vs. 26,02 ± 0,76 mm; alle p < 0,001). Der SA war bei Älteren reduziert (65,28° ± 9,89° vs. 45,02° ± 2,10°; p < 0,001). Multiple Regressionsanalysen bestätigten diese Befunde. Zudem zeigte sich bei Älteren spongiöser Knochen im Humeruskopf, der mit der Markhöhle eine quasi-zirkuläre Struktur (Durchmesser: 11,67 ± 1,50 mm) bildete.
Bisherige Studien zur medullären Morphologie des proximalen Humerus sind limitiert. Sprecher et al. beschrieben bei Osteoporose einen ausgeprägteren Trabekelverlust im Tuberculum majus und der medialen Metaphyse gegenüber subchondralen Arealen. Durch 3D-Rekonstruktion konnte diese Studie zeigen, dass sich die zylindrische Markhöhle Jüngerer bei Älteren zu einer irregulären „Glockenform“ mit Knochenverlust wandelt. Diese Morphologie erklärt, warum starre Implantate bei Älteren häufig versagen. Der mediale Offset der Markhöhle unterstreicht die Notwendigkeit, endostale Augmente näher an der medialen Kortex und dem Humeruskopf zu platzieren.
Die altersbedingten morphologischen Unterschiede korrelieren mit der klinischen Prognose von PHF. Studien zeigen, dass jüngere Patienten besser auf nagel- oder plattenbasierte Augmente ansprechen, da diese der zylindrischen Markhöhle angepasst sind. Bei Älteren hingegen erschwert die irreguläre, erweiterte Markhöhlenform die anatomische Passform herkömmlicher Implantate, was die Entwicklung angepasster Augmente erforderlich macht.
Zusammenfassend expandiert die Markhöhle des proximalen Humerus bei älteren Patienten signifikant, insbesondere nach medial, was zu einer „Eierschalen“-Struktur führt. Die verbleibende spongiöse Substanz im Humeruskopf könnte als endostale Stütze mit fixiertem Unterstützungswinkel dienen. Diese Erkenntnisse liefern anatomische Grundlagen für die Entwicklung optimierter Augmentationsstrategien bei älteren PHF-Patienten.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001597