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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

3D visualisierte telemanipulierte Reposition von Femurschaftfrakturen durch den Roboter

Meeting Abstract

  • T. Gösling - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • M. Oszwald - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • R. Westphal - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozessinformatik, Braunschweig, Germany
  • T. Hüfner - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • F.M. Wahl - TU Braunschweig, Institut für Robotik und Prozessinformatik, Braunschweig, Germany
  • C. Krettek - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocP12-449

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou217.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Gösling et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Die intramedulläre Marknagelung hat sich als Standard der Versorgung von Femurfrakturen aufgrund einer Heilungsrate von bis zu 99% bei minimierter Infektionsrate durchgesetzt. Die wichtigsten bekannten Probleme sind Beinlängendifferenzen mit einer Inzidenz von 2 bis 18% sowie Rotationsdifferenzen >10° mit einer Inzidenz von über 40%. Daraus ergeben sich häufig schwerwiegende postoperative Konsequenzen die in einer Korrekturoperation resultieren können. Als Ursache für diese Komplikationen kann zum einen die erschwerte intraoperative Visualisierung mit dem Fluoroskop angesehen werden. Aufgrund der röhrenförmigen Anatomie des Femurknochens ist eine korrekte Einrichtung der Fragmente innerhalb eines 2D Bilddatensatzes sehr schwierig. Nicht zuletzt ist das Repositionsmanöver eine diffizile Prozedur, in der die Kräfte und Spannungen der Weichteile durch den Operateur überwunden werden müssen. Damit ist zum anderen eine Retention in der korrekten Position ebenfalls erheblich erschwert.

Material und Methoden: Um diese Probleme zu überwinden, setzten wir einen Roboter für die Durchführung der Femurreposition ein. Die speziell programmierte Software verwendet einen 3D Bilddatensatz der durch isozentrische Fluoroskopie akquiriert wird. Zur Visualisierung wird ein 3D Oberflächenmodell der Knochensegmente generiert. Die Lokalisation der Fragmente erfolgt über ein Navigationssystem. Die Steuerung des Roboters erfolgt über einen Force-Feedback Joystick. So können Kollisionen der Fragmente sowie auftretende Kräfte durch Weichteilspannungen an den Operateur zurückgemeldet werden. Ein weiterer Vorteil des Roboters ist die Möglichkeit der rigiden Retention der zuletzt erreichten Position. Um die Genauigkeit der robotischen Femurreposition zu vergleichen, führten wir eine Kadaverstudie an 7 menschlichen Präparaten durch. Dazu wurden zunächst dynamische Referenzbasen proximal und distal am intakten Femur montiert. Diese relative Position wurde als Referenzposition gespeichert, um die Qualität späterer Repositionsergebnisse anhand ihrer Abweichung quantifizieren zu können. Dann wurde eine Femurschaftfraktur angelegt. Die Femurrepositionen wurde von unterschiedlichen Untersuchern mit dem Roboter sowie von einem erfahrenen Operateur manuell durchgeführt.

Ergebnisse: Mit dem Roboter wurden Beinlängendifferenzen von im Mittel 2,1mm±1,6mm erreicht. Nach manueller Reposition wurden im Mittel 3,6mm±2,3mm gemessen. Die mittlere Rotationsdifferenz nach Reposition mit dem Roboter betrug 3°±2,4°, nach manueller Reposition im Mittel 8,4°±8,5°. Statistische Analysen mit one-way ANOVA und Dunnet´s post hoc Test ergaben signifikante Unterschiede.

Schlussfolgerung: Mit dem Roboter können signifikant bessere Repositionsergebnisse erzeugt werden als mit der konventionellen manuellen Methode. Aufgrund des intuitiven Ablaufes und der guten Visualisierung können nach steiler Lernkurve sehr gute Erfolge erzielt werden. Die Integration in den klinischen Ablauf bietet sich an.