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Biomechanik basiertes, virtuelles 3D Planungssystem für Korrekturosteotomien (OT) bei komplexen knöchernen Deformitäten
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Published: | November 11, 2003 |
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Bei komplexen Deformitäten kann die Planung mittels Röntgenbilder zeitaufwendig und unpräzise sein. Ziel war die Entwicklung eines 3D Planungssystems mittels CT/MRT Daten, das im Gegensatz zu bestehenden Systemen in Abhängigkeit von ipsi- bzw. kontralateralen Knochen verschiedene zeitoptimierte Methoden zur Verfügung stellt und neben der biomechanischen Analyse auch die zum Normvergleich wichtigen radiologischen Winkelmaße virtuell projiziert.
Für die Segmentation und Visualisierung wurde die PC-kompatible Software Amira 3.0 Dev (Fa. TGS) verwendet und durch in C++ programmierte Module ergänzt. 3 kombinierbare Methoden wurden entwickelt. Beispiel Femur: als zeiteffektivste Variante ergab sich die Spiegelung und partielle Fusion des intakten kontralateralen Femur, OT und anschließendem 3D Alignment. Alternativ kann -je nach Deformität- der proximale Femur auch an der verlängerten biomechanischen Achse der Tibia ausgerichtet werden. Drittens kann durch Setzen von anatomischen Oberflächenpunkten eine ausführliche 3D Analyse des Knochens/Extremität mit PC-gestützter Bestimmung sämtlich klinisch gebräuchlicher Winkel, Achsen und Gelenkebenen erfolgen und die Korrektur an Hand der bekannten Normwerte. Nach der OT ergeben sich automatisch die zu entfernenden Keilvolumina bzw. bei Distraktion die 3D Interponate. Beim ersten klinischen Einsatz hat sich das System als praktikabel und zeiteffektiv gezeigt. Von besonderer Relevanz ist dabei die Möglichkeit der exakten 3D Überprüfung der Biomechanik und die direkte Verwendung der 3D Daten zur intraoperativen Navigation.