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Fragestellung: Die Reposition als essentieller Schritt der Frakturbehandlung wurde bisher lediglich statisch qualitativ beurteilt. Durch die Definition von sogenannten „Repositionspfaden“ wird eine dynamische, mathematisch exakte Bewegungsanalyse möglich. Ziel der Arbeit war die quantitative Analyse von Repositionspfadunterschieden und -gemeinsamkeiten von Untersuchern unterschiedlichen Erfahrungsniveaus während des Repositionsvorganges.

Methodik: Laboraufbau mit einer Zweifragmentspiralfraktur des Femurs Typ AO 32 A2 mit dreidimensionalem Tracking der Fragmente. Unterschiedlich erfahrene Untersucher (5 erfahrene/5 unerfahrene) mit jeweils 10 Repetitionen am Modell. Repositionspfad-Aufzeichnung und Datenverarbeitung vollautomatisch über PC-Programm mit Bewegungsvektorenanalyse im Zeitverlauf sowie mathematisch-statistischer Analyse. Zeitanalyse im Vergleich, sowie nach Zeitkorrektur Übereinstimmungsanalyse der Repositionspfade gesamt sowie in Wendepunkten. Eine „Toolbox“ in MatLab programmiert, aus mehreren Programmen bestehend (Datenakquise, Segmentierung des CT-Datensatzes, qualitative und quantitative Analyse der Repositionspfade anhand typischer Parameter, Visualisierung des Repositionspfades, Darstellung eines Kontroll-Korridors im Rahmen der Reposition) leistet die analytische Arbeit sowie die Visualisierung.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Typische Zeitverläufe mit ±10% Abweichung.

1.

Intraindividuelle Repositionskongruenz hoch (Kategorie A über 90% Deckungsgleichheit)

2.

Interindividuelle Pfadkongruenz generell gering (Kat. C unter 80%) in spezifischen Kurvenarealen (Wendepunkte) kongruent bis hoch kongruent (85 - über 90%).

Die Zusammengefasste Pfadcharakteristik lässt individuelle Unterschiede (operateurspezifisch) sowie frakturspezifische Unterschiede klar erfassen und quantifizieren.

Zusätzlich Schaffung eines automatisierten Workflows in einer modular aufgebauten Arbeitsumgebung unter MatLab, die für jeden zugänglich ist und auf einem handelsüblichen PC läuft.

Mit dem vorgestellten System wird es erstmals möglich vollautomatisch online aufgezeichnete Repositionsbewegungen mathematisch exakt zu vergleichen. Die Datensätze über das Repositionsmanöver (Repositionspfad) werden in einer Datenbank gespeichert und sind jederzeit abrufbar. Dies dient der Wissensvermittlung über frakturcharakteristische Repositionsmanöver ebenso wie der Informationsweitergabe an ein Kontroll- oder Expertensystem, das von nun an aufgrund vorhergehender Analyse bereits durchgeführter frakturspezifischer Repositionspfade bei erneuter Reposition einer gleichen oder sehr ähnlichen Fraktur einen Korridor automatisiert vorgibt, in dem sich der Untersucher bewegen darf, um noch gerade zum Ziel (die möglichst anatomische Reposition der Fraktur) zu gelangen. Auch im Rahmen einer möglichen roboterassistierten Reposition kann diese Erfahrung über eine schon in die Toolbox etablierte Schnittstelle weitergegeben werden.