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Bestimmung der anterioren Beckenebene mittels Freihand-3D-Ultraschall für die Pfannenorientierung in der navigierten Hüfttotalprothetik
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C. Helfrich
- Kantonsspital Bruderholz, Klinik f. Orthop. Chirurgie & Traumatologie, Bruderholz, Switzerland
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M.T. Hirschmann
- Kantonsspital Bruderholz, Klinik f. Orthop. Chirurgie & Traumatologie, Bruderholz, Switzerland
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T. Schäfer
- Kantonsspital Bruderholz, Klinik f. Orthop. Chirurgie & Traumatologie, Bruderholz, Switzerland
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T. Schwägli
- Plus Orthopedics AG, Aarau, Switzerland
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H.M. Overhoff
- Fachhochschule Gelsenkirchen, Department of Physical Engineering, Gelesenkirchen, Germany
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N.F. Friederich
- Kantonsspital Bruderholz, Klinik f. Orthop. Chirurgie & Traumatologie, Bruderholz, Switzerland
| Published: | October 16, 2008 |
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Fragestellung: Die anteriore Beckenebene, welche in der konventionellen Navigation durch perkutanes Abtasten von rechter und linker Spina iliaca anterior superior und der Symphyse bestimmt wird, findet in der navigierten Hüftprothetik als Referenzebene für die Pfannenorientierung weite Verwendung. Insbesondere bei adipösen Patienten mit ausgeprägtem Weichteilmantel kann es durch die Fehlbestimmung der Lage der Symphyse zu einem systematischen Abtastfehler mit nachfolgender Malorientierung der Beckenebene kommen.
Methodik: In der Zeit von 01.01.2007 bis 31.12.2007 wurden in unserer Klinik die Becken von 20 Patienten mit primärer Coxarthrose vor Implantation einer Hüfttotalprothese mit einem Freihand-3D-Ultraschall System vermessen. (Navigationssystem PiGalileo, Smith&Nephew, Aarau, CH; infrarot-optisches Messystem CamBar, Axios3D GmbH, Oldenburg, DE; linearer Schallkopf 5-10 MHz, EchoBlaster 128, Telemed, LT) vermessen. Die Bestimmung der anterioren Beckenebene erfolgte zum einen durch manuelles Abtasten der Referenzpunkte und zum anderen mit einer durch das Navigationssystem geführten Ultraschallbildaufzeichnung. Die Berechnung der Referenzpunkte aus dem Ultraschallvolumen erfolgt über ein automatisches Verfahren welches aus der Segmentierung von Knochenstrukturen in den Ultraschallbildern und dem anschließenden Matching eines Beckenmodells in diese segmentierten Daten besteht. Die Genauigkeit des Ultraschall-basierenden Verfahrens konnte in einer vorangehenden Studie anhand von Kadaverversuchen auf ±3° für die Winkel der Beckenorientierung (Inklination, Anteversion) bestimmt werden.
Ergebnisse: Die mediane Bildakquisitions-Zeit war 12 Minuten (Spanne 7-20 Minuten). In 18 von 20 Patienten konnten plausible Datensätze mittels navigiertem Ultraschall akquiriert werden. Die abgetastete anteriore Beckenebene unterschied sich im Vergleich zu der mit dem Ultraschall erfassten Ebene vor allem in der Beckenkippung, resp. Rotation um die Transversalachse (8.5°±4.5°). In der Rotation um die Longitudinal- (0.3°±1.7°), sowie um die Sagittalachse (0.6°±1.8°) wurden geringe Abweichungen festgestellt. Der vor allem auf der fehlbestimmten Beckenkippung beruhende Unterschied für die resultierende Anteversion der Pfanne war 6.0°±3.1° und für die Inklination 2.2°±1.4°. Zudem zeigte sich, dass Unterschiede 10° in der Beckenkippung tendenziell gehäuft in Patienten mit einem BMI26 auftreten. Gerade bei adipösen Patienten gestaltete sich die Ultraschall Bilddatenaufzeichnung zum Teil schwierig und eine klare Darstellung der Knochenstrukturen und deren 3D-Aufzeichnung war nur unzureichend möglich.
Schlussfolgerungen: Die Ultraschall-unterstützte Navigation stellt in der Hüftprothetik eine vielversprechende Technik dar, mit der systematische Fehler der Orientierung der anterioren Beckenebene im Vergleich zur konventionellen Navigation mit manueller Abtastung, insbesondere bei adipösen Patienten, minimiert werden können.
