Klinische Aspekte der Knochenmarködeme: eine Literaturübersicht

Während der letzten Jahrzehnte wurde die Magnetresonanztomographie (MRT) immer mehr als bildgebende Methode für die klinische Routine verfügbar. Daher werden heute Pathologien immer häufiger beschrieben, die im konventionellen Röntgen nicht sichtbar waren. Das Knochenmarködem (KM-Ödem) ist eine dieser Pathologien und wurde 1988 erstmals beschrieben [1]. Seither gab es viele Arbeiten zu diesem Thema. Klinisch kann ein KM-Ödem dazu führen, dass die Patienten Schmerzen haben und funktionell eingeschränkt sind – mit reduzierter Lebensqualität über Wochen und sogar Monate. Bis heute gibt es aber keine evidenzbasierten Leitlinien zur Diagnose und zum Management des KM-Ödems.

Bis heute gibt es keine umfassende Literaturübersicht über das KM-Ödem, obwohl es eine chronische Krankheit ist und Patienten mit KM-Ödem unter einer verminderten Lebensqualität und funktionellen Behinderungen leiden, die lange Rekonvaleszenzzeiten erfordern [2, 3]. Daher wurde diese Übersichtsarbeit erstellt, die sich auf die wichtigsten Aspekte dieser schmerzhaften Manifestation konzentriert: Terminologie, Unterteilung in primär und sekundär, diagnostischer Ansatz, Risikofaktoren und Therapie.

Im folgenden Artikel werden die wichtigsten klinischen Aspekte zu diesem Thema zusammengefasst. Dazu zählen verwendete Synonyme und ein Update zu Diagnose, Differenzialdiagnosen, Epidemiologie, Risikofaktoren und therapeutischen Ansätzen. Insgesamt wurden 54 Studien, die das Knochenmarködem und seine Differenzialdiagnosen betreffen, 12 Studien zu den Risikofaktoren und 29 Studien, welche die Therapiemöglichkeiten erörtern, eingeschlossen.

Die verschiedenen, in der Literatur verwendeten Begriffe werden in Tab. 1 zusammengefasst, zusammen mit der Häufigkeit ihrer Verwendung (PubMed®-Suche am 30.07.2020). Nachdem der Begriff Knochenmarködem („bone marrow edema“, BME) am häufigsten verwendet wird, soll er auch im Folgenden beibehalten werden. Dass auch andere Begriffe entstanden, hängt damit zusammen, dass 1959 Curtis u. Kincaid erstmalig über ein Syndrom berichteten, das schwangere Frauen mit einer transienten Osteoporose der Hüfte betrifft [4]. Dieser Begriff wurde dann verwendet, bis 1988 Wilson et al. eine MRT-Studie durchführten und ein KM-Ödem in den betroffenen Knochen und Gelenken beschrieben, obwohl bei einigen Patienten keine Osteopenie vorlag [1]. Deshalb nannten sie diese Erkrankung fortan transientes KM-Ödem.

Da das KM-Ödem selbst aber ein Befund der MR-Bildgebung ist, wird das übergeordnete klinische Bild bei einem KM-Ödem in der Bildgebung – um mehr auf die Ursachen einzugehen – als primäres oder sekundäres KM-Ödemsyndrom beschrieben (Tab. 1). Ohne Zeichen eines vorangehenden Traumas, einer Entzündung (Arthritis oder Osteomyelitis) oder anderer Pathologien wird das KM-Ödem als primäres KM-Ödem bzw. KM-Ödemsyndrom bezeichnet.

Nur wenige Daten sind verfügbar zur Epidemiologie des KM-Ödemsyndroms: In einer spanischen Studie waren 43,5 % der KM-Ödeme posttraumatisch, 34,7 % degenerativ und nur 6,3 % idiopathisch [2]. Die Inzidenz des KM-Ödems nach chondraler und osteochondraler Operation liegt zwischen 40 % und 80 % [5]. Das KM-Ödemsyndrom betrifft Männer im Verhältnis 3:1 häufiger als Frauen. Männer sind im Durchschnitt 30–60 Jahre, Frauen 20–40 Jahre alt oder im 3. Trimester der Schwangerschaft [6].

Normalerweise ist das KM-Ödem einseitig und beginnt ohne vorheriges Trauma [6‐8]. Mit 98 % ist es fast ausschließlich an den unteren Extremitäten zu finden [9]. Am häufigsten sind dabei mit mehr als 70 % die Hüften betroffen, gefolgt von Knien, Sprunggelenken und Füßen [10, 11]. An den oberen Extremitäten sind KM-Ödeme möglich, aber selten [6].

Wichtig für den Verlauf ist auch die Graduierung des KM-Ödems. In der MRT kann dies mittels der Klassifikation der Association Research Circulation Osseous (ARCO) erfolgen [12]. Ursprünglich wurde diese ARCO-Klassifikation entwickelt, um die avaskuläre Femurkopfnekrose mittels Röntgen, CT und MRT zu beschreiben. Adaptiert für das MRT steht ARCO I für ein reversibles KM-Ödem, ARCO II für eine irreversible lokale Nekrose, ARCO III zeigt zudem eine subchondrale Fraktur und ARCO IV führt über in eine sekundäre Arthrose [13].

Insgesamt ist die Diskrepanz zwischen eingeschränkter Funktion und oft nur wenigen klinischen Befunden wohl charakteristisch für das KM-Ödem und das KM-Ödemsyndrom [14].

Die klinischen Symptome sind unspezifisch und können von asymptomatisch bis zu intensivem Schmerz reichen. Bei manchen Patienten wird der Schmerz durch Tragen von Gewicht noch weiter verstärkt. Die Untersuchung kann eine Schwellung und ein lokales Hitzegefühl am betroffenen Gelenk oder Knochen ergeben. Ebenso sind eine moderate Druckschmerzhaftigkeit und eine Muskelatrophie möglich. Der Gang kann schmerzhaft bis unmöglich sein, auch wenn die passive Beweglichkeit nicht wesentlich eingeschränkt sein muss [14]. Der Schmerz kann durch Aufstehen und Hinsetzen, aber auch durch langes Stehen verstärkt werden [15, 16].

Im Verlauf kommt es bei 5–41 % der Patienten spontan auch zum Wechsel der Lokalisation an andere Körperstellen, gewöhnlich auf der kontralateralen Seite [8, 17, 18]. Mit konservativer Therapie werden die Beschwerden nach 6–18 Monaten langsam weniger [13]. Die Prognose hängt von der Ursache des KM-Ödems ab, deshalb ist die exakte Diagnose von Bedeutung [5].

Das KM-Ödem allein ist ein bildgebender Befund, der erst zusammen mit klinischen Symptomen und Befunden als KM-Ödemsyndrom oder Erkrankung angesehen wird [19]. Mit Gelenksschmerz, aber ohne zugrunde liegende Pathologie oder Erkrankung wird es als primäres KM-Ödemsyndrom betrachtet [20], das sekundäre KM-Ödemsyndrom gilt nicht als unabhängige Diagnose. Es tritt dann beispielsweise im Rahmen von Arthrose, Spondyloarthritis (siehe Beispiel in Abb. 1) oder rheumatoider Arthritis, Infektion oder Trauma (siehe Beispiel in Abb. 2) auf [21]. Bis heute gibt es aber zu dieser Unterscheidung keinen internationalen Konsens in der Literatur, mit klarer Definition und Validierung für alle beteiligten Fachdisziplinen.

Zur Diagnosesicherung des KM-Ödemsyndroms sind jedenfalls Anamnese und Untersuchung essenziell [22]. Ein unerwarteter monoartikulärer Gelenkserguss sollte auf jeden Fall abgeklärt werden (insbesondere bei Kindern und älteren Personen mit eingeschränktem Immunsystem, Niereninsuffizienz und/oder Diabetes mellitus, [23]). Primär sollten Infektionen wie eine Osteomyelitis ausgeschlossen werden, auch wenn dies schwierig sein kann, da Biopsien nicht immer positiv sind [24]. Insbesondere sollte eine Tuberkulose ausgeschlossen werden, die eher einseitig ist oder mit extraartikulären Abszessen einhergeht [19]. Als weitere wichtige Differenzialdiagnosen kommen Trauma, Degeneration, Ischämie, iatrogene Ursachen, Neoplasie, Autoimmun- und Stoffwechselkrankheiten in Frage. Tatsächlich wurde in einer Multizentrumsstudie festgestellt, dass auch bei Gonarthrose größere KM-Ödeme mit mehr Schmerz und Progression der Arthrose einhergehen [25]. Weiters kommen gelenknahe KM-Ödeme bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie der rheumatoiden Arthritis (RA) vor, für die Diagnose einer axialen Spondyloarthritis (SpA) ist das KM-Ödem im Bereich der Iliosakralgelenke sogar charakteristisch [26]. Tatsächlich gibt es Unterschiede zwischen idiopathischen KM-Ödemen und denen bei entzündlichen Erkrankungen: Bei RA ist das KM-Ödem innerhalb der Gelenkskapsel, bei SpA außerhalb der Gelenkskapsel lokalisiert [21]. Bei SpA und auch der Psoriasisarthritis (PsA) finden sich KM-Ödeme nicht nur im Bereich entzündeter Gelenke sondern vor allem auch nahe der Faszien oder im Bereich der Sehnenansätze [21].

Zur Abklärung von akutem und chronischem Schmerz in betroffenen Gelenken oder Knochen ist das MRT, mit hoher Sensitivität, der Goldstandard [11]. In der MRT wird das KM-Ödem als abnorme Ansammlung von interstitieller Flüssigkeit im Knochen definiert [2]. Im Vergleich zu gesundem Knochen wird das KM-Ödem mit niedriger bis mittlerer Signalintensität auf T1-gewichteten und hoher Signalintensität auf T2-gewichteten Bildern und STIR-Sequenzen (STIR: „short tau inversion recovery“) sichtbar [21, 28, 28, 29]. Das Muster der KM-Ödeme kann sich verändern, die KM-Signale können homogen oder inhomogen sein [30], fokal auftreten oder diffus verteilt sein [6]. Scharfe Konturen können fehlen [21]. Nach Gabe von i.v. Gadolinium (DTPA) als Kontrastmittel zeigen traumatische KM-Ödeme eine gesteigerte Anreicherung [31]. Bei fast allen Stadien eines Knochentumors kann mittels Kontrastmittel zur besseren Abgrenzung ein KM-Ödem gefunden werden [7].

Im Fall einer Kontraindikation gegen das MRT kann auch eine Computertomographie (CT) durchgeführt werden [27]. Eine Metaanalyse von 12 Studien (mit 1901 Läsionen an 450 Patienten) ergab, dass ein KM-Ödem auch mittels „dual-energy CT“ (DECT) mit hoher Sensitivität und Spezifität festgestellt werden kann [32]. Die Knochenszintigraphie ist zur Erkennung eines KM-Ödems nur im frühen Stadium sensitiv, aber nicht spezifisch [27, 33].

Am zielführendsten ist wohl die Kategorisierung des KM-Ödems nach Hofmann et al. in folgende 3 unterschiedliche Gruppen: (1) das ischämische KM-Ödem (Osteonekrose, komplexes regionales Schmerzsyndrom), (2) das mechanische KM-Ödem („bone bruise“, Stressfraktur, Mikrofraktur) und (3) das reaktive KM-Ödem (Arthrose, postoperativ, Tumor, [34]). Entsprechend unterschiedlich sind auch die erforderlichen Labortests. Diese können helfen, das KM-Ödem von anderen Erkrankungen wie einem Karzinom oder einem Myelom abzugrenzen [27]. Der Histopathologie wird üblicherweise für die Klinik keine Bedeutung beigemessen [27].

Wichtig ist, dass mit der Diagnose auch die Risikofaktoren sofort miterfasst werden. Als etablierte Risikofaktoren für ein KM-Ödem sind Mikrotrauma, erniedrigtes Vitamin D, niedriger Knochenstoffwechsel und Schwangerschaft zu werten, alle anderen Risikofaktoren wurden zwar vorgeschlagen, sind aber nicht als solche bewiesen (Tab. 2). Dazu gibt es bisher nur Hypothesen: Curtiss u. Kincaid folgten 1959 einer neurologischen Hypothese mit Kompression des N. obturatorius durch den fetalen Kopf als Hauptursache des KM-Ödems während der Schwangerschaft [4]. Die Hypothese eines Kapillarschadens auf der Basis des KM-Ödems wird eingeteilt in einen vasogenen Mechanismus mit entzündungsbedingter vermehrter Durchblutung, Kongestion durch Gefäßverschluss oder Thrombose, tumorbedingt oder traumatisch mit Kapillarverletzung durch Trabekelzerstörung und selten atypisch [28]. Andere Hypothesen beziehen sich auf chemische und hormonelle Faktoren, Osteoklastenaktivierung [11, 14], erhöhte Lipidwerte, biomechanischen und psychologischen Stress [3].

Das Management des primären KM-Ödemsyndroms kann eine wahre Herausforderung sein [13]. Nachdem das KM-Ödem manchmal selbstlimitiert und voll reversibel ist, wird die Therapie oft sehr kontrovers diskutiert [35]. Das sekundäre KM-Ödemsyndrom wird entsprechend der Grunderkrankung therapiert. Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf das primäre KM-Ödemsyndrom.

Nachdem die Pathogenese des primären KM-Ödemsyndroms nicht eindeutig geklärt ist, wurden verschiedene, teils kontroverse Therapiekonzepte untersucht, meist primär zur Linderung der Symptomatik [18]. Es gibt verschiedenste Therapiemöglichkeiten, wobei die extrakorporale Stoßwellentherapie das höchste Evidenzlevel aufweist, gefolgt von der chirurgischen Intervention mit KM-Druckentlastung durch Bohrung und der Gabe von Prostazyklinen oder Bisphosphonaten.

Im Folgenden werden sowohl allgemeine Empfehlungen als auch die wichtigsten interventionellen Ansätze zusammengefasst.

Das KM-Ödemsyndrom ist der derzeit am häufigsten verwendete Begriff, obwohl viele Synonyme in den letzten 60 Jahren in die Literatur eingeführt wurden, nachdem Curtis u. Kincaid erstmals über ein Syndrom berichtet hatten [4]. Nachdem Curtis u. Kincaid damals über schwangere Frauen mit transienter Osteoporose der Hüfte berichtet hatten, gab es viele dieser Synonyme, die sich auf Osteopenie beziehen. Die anderen Synonyme sollten aber heute nicht mehr verwendet werden, da es nicht immer Anzeichen für Osteopenie bei KM-Ödem gibt [1]. Dies unterstreicht die Notwendigkeit einer einheitlichen internationalen Nomenklatur, und es wird angeregt, in Zukunft bei Vorliegen eines KM-Ödems (in Englisch „bone marrow edema“, BME) mit entsprechender Klinik nur den Begriff KM-Ödemsyndrom zu verwenden.

Einige Arten von KM-Ödemsyndrom treten zusammen mit gut etablierten Krankheiten auf (sekundär), andere haben keine zugrunde liegende oder gleichzeitig auftretende andere Krankheit, sondern nur das Knochenmarködem als Symptom. Die Unterscheidung zwischen primärem KM-Ödemsyndrom und sekundärem KM-Ödemsyndrom (bei einer Grunderkrankung) sollte der erste Schritt nach der Diagnose von einem KM-Ödem sein [7]. Schnelles Handeln und Ausschluss aller möglichen Differenzialdiagnosen sind wichtig für die frühzeitige Erkennung und Behandlung der zugrunde liegenden Pathologien (RA, SpA, PsA, [21]). Mit konsequenten Klassifizierungen wird auch die Variabilität von Symptomen, Behandlungseffekten und Prognosen bereits in epidemiologischen Studien rascher geklärt werden können. Heute müssen kleine Studien mit der Verwendung vieler Synonyme und der fehlenden Unterscheidung zwischen primärem und sekundärem KM-Ödem als echtes Hindernis in der klinischen und epidemiologischen Forschung betrachtet werden. Größere, gut konzipierte Studien zu Klinik und Verlauf der KM-Ödemsyndrome sind eindeutig erforderlich.

Was den diagnostischen Ansatz betrifft, so ist die MRT eindeutig die Methode der Wahl und der Goldstandard für den Nachweis eines KM-Ödems [7], insbesondere bei Verwendung von „short tau inversion recovery“ (STIR) und T2-gewichteter Bildgebung [28]. Das KM-Ödem ist definiert als eine abnorme Ansammlung von intraossärer interstitieller Flüssigkeit im Knochen [2]. Dennoch zeigt die MRT nur ein Muster des KM-Ödems, das von anderen Differenzialdiagnosen mit ähnlichen Zeichen und Signalcharakteristika zu unterscheiden ist. Zu den Differenzialdiagnosen gehören Trauma ([21]; Abb. 2) sowie nichtentzündliche und entzündliche Erkrankungen, die vor jeder therapeutischen Entscheidung abzuklären sind. Daher kann beispielsweise bei Traumata das CT als Alternative hilfreich sein [27], aber nicht die Radiographie aufgrund ihrer geringen Sensitivität [23]. Die Knochenszintigraphie zeigte zwar eine erhöhte Traceraufnahme in frühen Stadien des KM-Ödems [34], war aber nicht spezifisch für den Nachweis eines KM-Ödems [27, 33]. So kann die Knochenszintigraphie nur zum Ausschluss einiger Differenzialdiagnosen nützlich sein, ebenso wie die Knochendichtemessung und Laborbefunde [27].

Die Literatur zu Risikofaktoren für Bein-KM-Ödemsyndrom ist spärlich, es gibt nur 12 Originalmanuskripte (mit nicht mehr als 338 Patienten). 13 weitere Arbeiten zu pathophysiologischen Aspekten könnten für eine mögliche Einbeziehung als künftige Risikofaktoren relevant sein (mit weiteren 94 Patienten). Diese Zahlen zeigen deutlich, dass definitiv ein Bedarf an groß angelegten Studien besteht, die nicht nur die bildgebenden Befunde, sondern auch die lange Liste der möglicherweise zugrunde liegenden Krankheiten und Risikofaktoren untersuchen, die von Alkohol bis zu Hypophosphatasie reichen.

Größere Studien zu Behandlungsstrategien sind ebenfalls dringend erforderlich. Bislang gibt es nur wenige Belege – mit Uneinigkeit über die optimalen therapeutischen Ansätze. Manchmal wird das KM-Ödem sogar als vollständig reversibler Zustand angesehen, was gerade bei diesen chronischen Erkrankungen zur Unsicherheit über die Notwendigkeit einer Therapien führen kann [35]. Evidenzbasierte Behandlungsempfehlungen fehlen nach wie vor. Nur 9 der 25 verfügbaren interventionellen Studien waren kontrolliert, und nur eine systematische Literaturübersicht ist zum Thema der chirurgischen Modalitäten für das Management des KM-Ödemsyndroms verfügbar. Die aktuellen Behandlungsansätze reichen von nichtinvasiven Therapien bis hin zu chirurgischen und pharmakologischen Interventionen, und sind im Einzelfall je nach Schweregrad und Verlauf des KM-Ödemsyndroms sorgfältig abzuwägen. Insbesondere die ESWT gewann in den letzten Jahren an Bedeutung für eine schnelle Schmerzlinderung und Funktionsverbesserung. Als pharmakologische Interventionen können Prostaglandine und Bisphosphonate hilfreich sein, insbesondere in den frühen Stadien des KM-Ödemsyndroms. Nachdem die meisten chirurgischen Verfahren nur einen geringen Nutzen bei der Verringerung von Mikrofrakturen und der Vermeidung pathologischer Stressfaktoren bieten, sollte derzeit vorrangig eine konservative Therapie, insbesondere mit ESWT, in Betracht gezogen werden [36]. Nach deren Versagen wird eine intraossäre Dekompressionsbehandlung diskutiert [59].