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Individuelle FE Simulation in der Pseudarthrosetherapie – Vorstellung und klinische Validierung eines patientenspezifischen Simulationsablaufes
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Autoren
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Benedikt Braun
- Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
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Tina Histing
- Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, BG Klinik Tübingen, Tübingen, Germany
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Steven Herath
- BG Klinik Tübingen, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Tübingen, Germany
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Mika Rollmann
- Abteilung für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, BG Unfallklinik Tübingen, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany
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Maximilian M. Menger
- Siegfried Weller Institut für unfallmedizinische Forschung, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany
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Kerstin Wickert
- Lehstuhl für technische Mechanik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany
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Annchristin Andres
- Lehstuhl für technische Mechanik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany
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Stefan Diebels
- Lehstuhl für technische Mechanik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany
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Michael Roland
- Lehstuhl für technische Mechanik, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Germany
| Veröffentlicht: | 25. Oktober 2022 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Neben der Biologie ist vor allem die Mechanik einer Pseudarthrosensituation eine wesentliche Determinante der Ausheilung nach Revisionseingriffen. Abgeleitete experimentelle Grenzwerte zur Frakturheilung sind hierzu vor allem aus der Arbeitsgruppe um Lutz Claes bekannt, in der klinischen Behandlung bisher aber noch nicht regelhaft erfassbar und individuell bestimmbar.
Ziel der vorgestellten Arbeit ist es einen neu entwickelten, klinisch orientierten Simulationsablauf vorzustellen, der für die Frakturheilung relevante mechanische Daten individuell bei Patienten mit Pseudarthrosen erfassbar macht und einen Abgleich dieser Daten mit den Claes'schen Heilungsgrenzwerten erlaubt.
Methodik: Hierzu wird im Rahmen von Revisionseingriffen in der Pseudarthrosetherapie eine individuelle Bewegungsanalyse mit einem akzelerometrie-basierten Messsystem durchgeführt und in ein validiertes muskuloskelettales Simulationsmodell übertragen. Die hier ermittelten Gelenkkräfte können dann in einem finalen Schritt in ein eigenes, an der patientenindividuellen Versorgungs- und Pseudarthrosensituation angepasstes Simulationsmodell übertragen werden. Daraus lassen sich dann die relevanten, Claes'schen Dehnungswerte bestimmen und analysieren.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Insgesamt konnten mit unserer Technik bisher bereits 15 Patienten analysiert werden. Eine zuverlässige Darstellung der individuellen mechanischen Verhältnisse vor und nach der Revisionssituation war so möglich (Abbildung 1 [Abb. 1]). Bei allen Patienten war im Rahmen der Claesschen Grenzwerte eine radiologische Konsolidierung der Frakturen im Verlauf sichtbar.
Mit dem vorgestellten Messablauf ist es möglich die mechanischen Rahmenbedingungen während der Pseudarthrosetherapie zu bestimmen, wie auch im Vorfeld die mechanische Genese einer Fehlheilung zu überprüfen. Therapieentscheidungen, wie Belastungsvorgaben, aber auch weitere notwendige biologische Pseudarthrosemaßnahmen können daraus abgeleitet werden.
