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Evidenz-basiertes Beckenmodell für Forschung, Lehre und Entwicklung auf Grundlage asiatischer CTs und 3D statistischer Modellierung
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Autoren
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Marc-Daniel Ahrend
- AO Research Institute Davos, Davos, Switzerland
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Hansrudi Noser
- AO Research Institute Davos, Davos, Switzerland
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S. R. Kanthan
- University of Malaya, Department of Orthopaedic surgery, Kuala Lumpur, Malaysia
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Tunku Kamarul
- University of Malaya Medical Centre, Kuala Lumpur, Malaysia
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Felix Burr
- Synbone AG, Malans, Switzerland
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Geoff Richards
- AO Research Institute Davos, Davos, Switzerland
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Lukas Kamer
- AO Research Institute Davos, Davos, Switzerland
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Boyko Gueorguiev
- AO Research Institute Davos, Davos, Switzerland
| Veröffentlicht: | 6. November 2018 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Die meisten Kunstknochen basieren auf der Anatomie von Kaukasiern. Die Anwendung auf andere Bevölkerungsgruppen ist jedoch nur bedingt möglich. Großer Bedarf besteht der Anatomie der wachsenden asiatischen Population gerecht zu werden. Hierbei ist die Beckenregion mit ihrer komplizierten und vielseitigen Chirurgie von Interesse.
Ziel der Studie war es, das erste evidenzbasierte asiatische Beckenmodell zu entwickeln und es mit dem bisherigen Standardmodell zu vergleichen.
Methodik: Hundert klinische CTs intakter Becken asiatischer Patienten (54,8±16,4 Jahre, 161,3±8,3 cm) mit gleichmäßiger Geschlechtsverteilung und Abstammung (Malaysisch: 33, Indisch: 33, Chinesisch: 34) wurden verwendet. Die Os coxae und das Sakrum wurden segmentiert sowie Landmarken auf definierten Knochenpunkten platziert, um 100 individuelle 3D-Modelle zu generieren. Folgend wurden drei statistische 3D-statisitsche Modelle (Gesamt, Frau und Mann) generiert.
Die anatomische Variation wurde mitttels Principal Component Analyse (PCA) evaluiert. Zur Quantifizierung von Geschlechtsunterschieden sowie Unterschieden zwischen dem asiatischen Gesamtmodell und dem digitalen, herkömmlichen Standardmodell (Synbone, CH) wurde die Distanz zwischen den Spinae iliciae ant. sup. (ASIS), die Distanz zwischen den Spinae iliaca ant. inf. (AIIS), die Conjugata vera (CV) und der Diameter transversa der Beckenausgangsebene (DT) gemessen. Der Leave-One-Out Test wurde durchgeführt um die Anzahl benötigter CTs abzuschätzen.
Ergebnisse: Die PCA zeigte eine grosse anatomische Variabilität hinsichtlich Form und Grösse, wobei letztere über die Formvariabilitäten dominierte. Auch wurde eine deutliche Änderung der Lagebeziehung der drei ringbildenden Knochen zueinander erkennbar.
Die ASIS des Frauen- (225±20 mm (178-265)) und des Männermodells (227±13 mm (192-260)) sowie die AIIS des Frauen- (185±11 mm (161-206)) und des Männermodells (187±10 mm (162-208)) unterschieden sich im Mittel nicht. Hingegen unterschieden sich Frauen- und Männermodell bzgl. der inneren Beckenmaße CV (Frauen: 116±10 mm (90-140); Männer: 105±10 mm (84-142)) und DT (Frauen: 105±7 mm (88-119); Männer: 88±8 mm (70-107). Insgesamt zeigten sich bei allen Maßen große interindividuelle Unterschiede.
Die äußeren Beckenmaße des asiatischen Gesamtmodells unterschieden sich von denen des Standardmodells: ASIS: 22,6 vs. 27,5 cm; AIIS: 186 vs. 209 mm, wohingegen CV (111 vs. 105 mm) und DT (97 vs. 95 mm) ähnlich waren.
Der Leave-One-Out Test ergab ein konvergentes Liniendiagramm mit einer wenig variierenden mittleren Distanzabweichung ab Modellierungen mit einer Stückzahl von 30 CTs.
Schlussfolgerung: Erstmalig wurde ein evidenzbasiertes Beckenmodell für die asiatische Region generiert. Wenn auch die anatomische Variation recht gross ist, so unterscheiden sich die asiatischen Mittelmodelle nur moderat untereinander, jedoch stark vom bisherigen Standardmodell. Die Notwendigkeit für die Entwicklung populationsspezifischer Knochenmodelle ist somit gegeben.
