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Fragestellung: Im Laufe der letzten Jahre hat sich in der Orthopädie zunehmend der Einsatz infraroter und elektromagnetischer Navigationssysteme zur intraoperativen Orientierung etabliert. Die Vorteile dieser sogenannten Computer assistierten orthopädischen Chirurgie (CAOS) liegen im Gegensatz zur konventionellen Chirurgie bei einer höheren Präzision und einer geringeren Strahlenbelastung.

Ziel der vorliegenden Studie ist zum einen, die Präzision beider Navigationssysteme bei der Korrektur von dreidimensionalen Angulationsdeformitäten zu vergleichen und zum anderen, diejenigen Einflussgrößen zu identifizieren, welche die Präzision vermindern.

Methodik: Für die Versuchsreihe wurde an einem Kadaverfemur eine künstliche Fraktur erzeugt, an der nacheinander 120 zufällige Angulationsdeformitäten zwischen –40 und +40 Grad in allen drei Ebenen (frontal, sagittal, transversal) simuliert wurden. Die Position des proximalen Femurfragments blieb während der Manipulationen unverändert, während das distale Fragment an einem mechanischen Roboterarm fixiert wurde, der die Dislokationen durchführte. Nach jeder Manipulation durch den Roboter wurden die Koordinaten zweier Referenzmarker auf den Fragmenten von beiden Navigationssystemen simultan gemessen und gespeichert (Infrarotes Navigationssystem: Vector Vision Trauma^®, BrainLab, Munich, Germany; Elektromagnetisches Navigationssystem: Fastrak, Pohlemus, McDonnell Douglas Electronics, Colchester, Vermont). Um im Anschluss Aussagen über die Präzision der Navigationssysteme treffen zu können, wurden die vom Roboterarm gegebenen Koordinaten jeweils als Referenzwerte benutzt und mithilfe des Programms SPSS (SPSS 15.0, SPSS Inc., Chicago, USA) mit den ermittelten Daten beider Navigationssysteme verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die gemessenen Koordinaten der infraroten Navigation ergaben im Allgemeinen kleinere Abweichungen zu den Koordinaten des Referenz-Roboterarms als diejenigen der elektromagnetischen Navigation. Diese Tendenz war vor allem bei den Messungen in der Frontalebene erkennbar (mittlere absolute Differenz (MAD) zu den Koordinaten des Roboterarms: Infrarot 1°±1.2°; Elektromagnetik 1.8°±2.6°; p<0.0001).

Des Weiteren konnte für beide Navigationssysteme gezeigt werden, dass die MAD mit steigendem Angulationswinkel zunehmend signifikant wurden (p<0.001). Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass unabhängig von der Art des Navigationssystems die Messungen in der Transversalebene die exaktesten waren (MAD: Infrarot 1°±1.4°; Elektromagnetik 0.9°±1.2°; p=0.834). Die Messungen in der Sagittalebene waren hingegen am stärksten fehlerbehaftet (MAD: Infrarot 4.3°±6.1°; Elektromagnetik 4.6°±6.3°; p=0.009).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Genauigkeit der Navigation sowohl bei der infraroten als auch bei der elektromagnetischen Navigation durch die Größe und die Ebene der Deformität beeinflusst wird. Im Allgemeinen eignet sich die infrarote Navigation besser für die Korrektur dreidimensionaler Angulationsdeformitäten, da sie verlässlichere Daten liefert.