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68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
90. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
45. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Verband für Physiotherapie – Zentralverband der Physiotherapeuten/Krankengymnasten

19. bis 23.10.2004, Berlin

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Oberflächen-Matching als Basis anatomischer Achswiederherstellung am Beispiel der Femurschaftfraktur

Meeting Abstract (DGU 2004)

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  • presenting/speaker T. Gösling - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover
  • S. Winkelbach - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozeßinformatik, Braunschweig
  • R. Westphal - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozeßinformatik, Braunschweig
  • T. Hüfner - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover
  • F. Wahl - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozeßinformatik, Braunschweig
  • C. Krettek - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover

Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und orthopädische Chirurgie. Berufsverband der Fachärzte für Orthopädie. 68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 90. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 45. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 19.-23.10.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04dguE1-168

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dgu2004/04dgu0111.shtml

Published: October 19, 2004

© 2004 Gösling et al.
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Fragestellung

Als Problem der geschlossenen Reposition von Femurschaftfrakturen sind postoperative Achsabweichungen und eine hohe Strahlenbelastung bekannt. Ziel dieser Studie ist es, die relativen Transformationsparameter der Fragmente gegeneinander zu bestimmen und über diese eine Wiederherstellung der anatomischen Achse des proximalen und distalen Hauptfragmentes zueinander zu erreichen.

Methoden

Als Basis dienen 3D-Datensätze von Femurschaftfrakturen. Es wurde eine Software entwickelt, die die einzelnen Frakturfragmente wie bei einer Art Puzzle anatomisch zusammensetzt. Als Ergebnis erhält man die relativen Transformationen der Fragmente zueinander. Die Software nutzt in einem ersten Schritt eine adaptierte Hough-Transformation um die Achsen der aus dem zylindrischen Femur herausgesprengten Fragmente zu bestimmen. In einem zweiten Schritt werden eine 2D Tiefenkorrelation und ein ICP-(Iterative Closest Point) Algorithmus zum exakten Oberflächen-Matching der Fragmente genutzt.

Ergebnisse

Die ersten Ergebnisse zeigen, dass nahezu 99% der Frakturoberfläche akkurat erkannt werden. Bei einfachen Frakturen ist die Achsendeformität kleiner als 1°. Diese liegt selbst bei komplexen Frakturen unter 4°.

Schlussfolgerungen

Durch den Einsatz der hier entwickelten Software können die relativen Transformationen der Fragmente einer Femurschaftfrakturen auf Basis eines 3D-Datensatzes mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Durch Einspeisung der berechneten Transformationen in ein Navigationssystem und/ oder einen Roboter sollte in Zukunft die geschlossene Reposition von Frakturen des Femurschaftes eine bisher nicht zu erreichende Präzision bekommen.