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Measurement system for determining the joint centered leg length during total hip replacement surgery

Poster presented at Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, DKOU 2015, Hinterm Horizont, 20. - 23. Oktober 2015, Berlin
Entwicklung eines Messsystems zur Ermittlung der hüftzentrierten Beinlänge in der Hüftendoprothetik
 
: Grunert, Ronny; Schmidt, Michael; Wendler, Toni; Maschke, Ronny; Hammer, N.; Schleifenbaum, S.; Rotsch, Christian; Prietzel, Torsten

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Poster urn:nbn:de:0011-n-3663783 (575 KByte PDF)
MD5 Fingerprint: 8c995c12868e2d47242a92d8277e49aa
Erstellt am: 13.11.2015


2015, 1 Folie
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU) <2015, Berlin>
Englisch
Poster, Elektronische Publikation
Fraunhofer IWU ()
Hüftendoprothetik; Biomechanik; Beinlänge

Abstract
Die exakte Beinlänge und Rekonstruktion des Hüftrotationszentrums sind wichtige Qualitätskriterien zur Wiederherstellung der ursprünglichen Biomechanik. Operationsbedingte Beinlängendifferenzen können zu funktionellen Einschränkungen führen und Revisionsoperationen verursachen. Beinlängendifferenzen wurden bisher mit unzureichenden Genauigkeiten von bis zu ca. 2cm beispielsweise mit einem Maßband oder durch Verwendung von Holzblöcken definierter Dicke erfasst, die unter dem kürzeren Bein positioniert wurden. Die exakte Beinlänge kann bislang nur mittels Röntgen-basierten Messungen wie CT oder konventionellen Röntgenaufnahmen ermittelt werden.
Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Messsystems, mit dessen Hilfe die hüftzentrierte Beinlänge vor der Operation und nach der HTEP-Probereposition objektiv bestimmt werden soll. Als hüftzentrierte Beinlänge ist der Abstand zwischen dem Zentrum des Hüftgelenkkopfes und der Fersenauftrittsfläche definiert.
Methodik: Das Messsystem besteht aus einer Messbox mit zwei LEDs und einer inertialen Messeinheit sowie einer Full HD Industrie-Kamera. Die Messbox ist kabellos via Bluetooth mit einem Laptop verbunden. Mittels Labview wurde eine Software entwickelt, welche die Messsignale erfasst und daraus die Beinlänge und das Hüftrotationszentrum berechnet.
Die Messbox wird auf der prätibialen Haut positioniert. Der Operateur hebt das maximal ge-streckte Bein an der Ferse an. Die Bewegung der LEDs wird durch die Industriekamera erfasst. Software basiert wird anschließend eine Kreisbahn bestimmt, die Rückschluss auf den Abstand Hüftrotationszentrum – Sensorsystem zulässt. Die technische Genauigkeit wurde in einer Messreihe (n=30) mit einem definierten Bewegungsmodell evaluiert.
Ergebnisse: Die ermittelte technische Genauigkeit des Systems beträgt (393,6 ± 2,0) mm mit einem Maximum von 396,9 mm und einem Minimum von 389,9 mm. Der Sollwert für die Beinlänge des Bewegungsmodells beträgt 395,0 mm.
Die technische Genauigkeit des Messsystems erlaubt präzise Messungen und kann somit für die Hüftendoprothetik eine sinnvolle Ergänzung und ein objektives Instrument zur Qualitätssicherung darstellen. Die Bewertung der Genauigkeit im klinischen Einsatz soll nachfolgend bewertet werden.
Bisher kann nur der Abstand zwischen dem Zentrum des Hüftgelenkkopfes und dem Zentrum des Sensorgehäuses berechnet werden. In einer weiteren Evaluation soll die klinische Genauigkeit ermittelt werden. Der nächste Schritt wird die Entwicklung einer Positioniervorrichtung sein, mit der das Sensorgehäuse in einer definierten Position auf der Tibia des Patienten im Bezug zur Fußauftrittsfläche befestigt werden kann. Damit wäre es möglich, die Information über den Abstand zwischen Hüftgelenkkopf -Zentrum und der Fußauftrittsfläche zu erhalten. Zusätzlich soll eine zweite Kamera einbezogen werden, um die 3D Koordinaten des Hüftrotationszentrums zu ermitteln.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-366378.html