gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

22. - 25.10.2008, Berlin

Navigierte Implantation von Oberflächenersatzprothesen der Hüfte ohne Verwendung eines Trackingsystems

Meeting Abstract

  • M. de la Fuente - Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, Lehrstuhl für Medizintechnik der RWTH Aachen, Aachen, Germany
  • P. Belei - Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Orthopädische Klinik, Aachen, Germany
  • M. Strake - Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, Lehrstuhl für Medizintechnik der RWTH Aachen, Aachen, Germany
  • T. Mumme - Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Orthopädische Klinik, Aachen, Germany
  • K. Radermacher - Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, Lehrstuhl für Medizintechnik der RWTH Aachen, Aachen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 72. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 94. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 49. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 22.-25.10.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. DocWI24-1291

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2008/08dkou110.shtml

Veröffentlicht: 16. Oktober 2008

© 2008 de la Fuente et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Fragestellung: Die Einführung computerunterstützter Navigationssysteme hat in den letzten Jahren dazu geführt, dass viele orthopädische und unfallchirurgische Eingriffe reproduzierbar genauer und mit kleinerer Interobserver-Variabilität durchgeführt werden können. Basierend auf optischen Trackingtechnologien ermöglichen sie eine dreidimensionale Planung und leiten den Anwender während der Durchführung des Eingriffs durch Echtzeitdarstellung der vorliegenden Situation. In vielen Fällen, wie z.B. beim Einbringen eines Führungsdrahtes bei der Implantation von Oberflächenersatzprothesen der Hüfte, erfolgt lediglich die Navigation einer statischen Trajektorie. Es stellt sich daher die Frage, ob für einfache Navigationsaufgaben die Verwendung teurer Trackingsysteme notwendig ist, oder, ob ähnlich der Stereotaxie, einfache mechanische Hilfsmittel ausreichend sind.

Methodik: Es wurde ein neuartiger Ansatz entwickelt, welcher alleine anhand von mindestens zwei intraoperativ akquirierten multiplanaren Röntgenbildern ohne Verwendung externer Positionssensorik die räumliche Zuordnung der Röntgenbilder zueinander bestimmt. Das System ermöglicht es, in den Röntgenbildern die exakte Position und Orientierung sowie Größe der Kappenprothese dreidimensional unter Berücksichtigung einer Vermeidung von Schenkelhalsverletzungen zu planen. Anschließend kann die durch die Planung bestimmte Trajektorie des Prothesenschaftes durch manuelle Ausrichtung einer Bohrhülse als Teil einer kalibrierten mechanischen Einstellvorrichtung umgesetzt werden.

Zur Evaluierung des Verfahrens wurden mit einem Prototyp experimentelle in-vitro Untersuchungen an einem Hartschaum-Modell durchgeführt. Dabei wurden sowohl verschiedene Eintrittspunkte der Bohrung sowie verschiedene Winkelstellungen untersucht.

Zur Überprüfung der Genauigkeit wurden die geplanten Bohrachsen mit den tatsächlich realisierten Bohrungen bezüglich des Positions- und Winkelgenauigkeit verglichen.

Ergebnisse: Zunächst wurde ausgewertet, welche Genauigkeit bei reiner Änderung des Eintrittspunktes der Bohrung erzielt werden kann. Die Variation der Position betrug im Mittel 0.46 mm (max. 0.93 mm), die Winkelgenauigkeit betrug 0.65° (max. 1.0°). Für den Extremfall starker Winkeleinstellungen reduzierte sich die Genauigkeit der Position auf 0.48 mm (max. 1.09 mm) und des Winkels auf 1.03° (max. 1.75°).

Schlussfolgerungen: Es konnte gezeigt werden, dass für eine reproduzierbar genaue navigierte Implantation von Oberflächenersatzprothesen der Hüfte keine externe Positionssensorik notwendig ist. Die Größenordnung der erzielten Ergebnisse zeigt zudem, dass im Vergleich zu bislang veröffentlichten Studien mit optischen Navigationssystemen eine höhere Genauigkeit erzielt werden kann.

Neben der dargestellten Applikation des Oberflächenersatzes der Hüfte ist ein weiteres potentielles Einsatzgebiet die Pedikelschrauben-Implantation, für welche die Einstellvorrichtung entsprechend anderer Randbedingungen modifiziert werden könnte.