gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015)

20.10. - 23.10.2015, Berlin

Dreidimensionale virtuelle computergestützte Simulation und Evaluation des femoroazetabulären Impingements (FAI) mit Hilfe der Magnetresonanzarthrographie (MRA)

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Florian Radetzki - Klinik für Orthopädie und Physikalische Medizin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany
  • Dietrich Stoevesandt - Klinik für Diagnostische Radiologie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany
  • Banjamin Saul - Institut für Informatik, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany
  • Alexander Hagel - Klinik für Orthopädie und Physikalische Medizin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany
  • Thomas Mendel - Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, BG-Kliniken Bergmannstrost, Halle, Germany
  • Karl-Stefan Delank - Klinik für Orthopädie und Physikalische Medizin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany
  • David Wohlrab - Klinik für Orthopädie und Physikalische Medizin, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015). Berlin, 20.-23.10.2015. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2015. DocPO23-844

doi: 10.3205/15dkou728, urn:nbn:de:0183-15dkou7287

Veröffentlicht: 5. Oktober 2015

© 2015 Radetzki et al.
Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung). Lizenz-Angaben siehe http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.


Gliederung

Text

Fragestellung: Das femoroazetabuläre Impingement (FAI) ist eine Hauptursache für die Entwicklung einer Coxarthrose und bedarf einer adäquaten Behandlung. Arthroskopische und minimalinvasive Eingriffe am Schenkelhals und Pfannenrand stellen auf Grund verminderter intraoperativer Übersicht nicht nur für geübte Operateure eine Herausforderung dar. Komplikationen wie inkomplette oder fehlerhafte Trimmungen führen nicht selten zu Revisionsarthroskopien. Für die Wahl des operativen Verfahrens und für einen maximalen Behandlungserfolg ist eine präzise präoperative Planung des Eingriffs entscheidend.

Diese Arbeit beschreibt eine computergestützte Prozedur, die mit Hilfe von MRA-Daten die vollautomatische Berechnung der Hüftgelenksbeweglichkeit (Range of Motion -ROM) sowie die Simulation von knöchernen Eingriffen am 3D-Modell ermöglicht.

Methodik: Zunächst wird eine MR-Arthrographie des Hüftgelenkes mit speziellen 3D T1-gewichteten Gradientenechosequenzen nach intraartikulärer Kontrastmittelinjektion durchgeführt. Dann folgt mit Hilfe der Amira® Software die Generierung eines virtuellen 3D-Modells des Hüftgelenks durch semiautomatische Segmentation der MRA-Daten. Ein in C++ entwickeltes Programm namens „HipProject“, basierend auf die freien Softwarebibliotheken Qt, VCollide und VTK, berechnet die maximale ROM. Dabei werden Bereiche knöcherner Kollisionen am Modell sichtbar. Diese können als Korrektureingriff virtuell getrimmt werden, um im Anschluss unter Berechnung der neuen ROM das theoretische Operationsergebnis zu prüfen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Für die Arbeit wurde ein 30-jähriger mit klinischen Zeichen eines CAM-Impingements untersucht. Neben im MRA diagnostizierten zystischen Veränderungen am anterolateralen Schenkelhals und kleinem Labrumriss ventrocranial wurde folgende ROM berechnet: Flexion/Extension 105/50°; Innen-/Außenrotation in 90° Flexion 11/91°; Abduktion/Adduktion 70/41°. In 90° Flexion konnte bei 11° Innenrotation das femoroazetabuläre Impingement am Schenkelhals und knöchernen Pfannenrand visualisiert werden. Die virtuelle Trimmung beider Zonen erbrachte eine Zunahme der Innenrotation auf 28° in 90° Flexion und insgesamt eine vergrößerte Flexion von 113°.

Die präoperative computerassistierte MRA-basierte individuelle 3-D Analyse des FAI verbessert das anatomische Verständnis für pathologische Veränderungen und unterstützt die Wahl des jeweiligen Behandlungskonzeptes. Zukünftig sollen die ermittelten Daten des virtuellen Debridements in Navigationsverfahren implementiert werden, um die intraoperative Orientierung und Übersicht grundlegend zu verbessern.