Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nutzen von Individualschablonen in der orthopädischen Chirurgie

17.06.2010
Aachener Experten referieren bei internationaler CAOS-Konferenz in Paris

Bei operativen orthopädischen Eingriffen ist die geometrisch exakte Planung und Ausführung einer Operation am Knochen besonders wichtig: Für die Planung stehen dem Orthopäden insbesondere Röntgenprojektionsaufnahmen sowie computertomografische Schnittbilder zur Verfügung. Hilfestellungen während der OP bieten computergestützte Navigationssysteme oder der Einsatz von Robotern.

Diese Verfahren sind allerdings kostspielig und teilweise zeitaufwändig und mit zusätzlichen Belastungen für den Patienten - aufgrund langer Narkosedauer, Blutverlust oder häufiger Röntgenkontrollen während der Operation - verbunden. Dennoch haben sich insbesondere Navigationstechniken für einige chirurgische Anwendungen etabliert.

Bereits in den frühen 90er Jahren hat Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Radermacher, Inhaber des Lehrstuhls für Medizintechnik im Helmholtz-Institut der RWTH Aachen, gemeinsam mit Professor Hans-Walter Staudte, ehemaliger Chefarzt der Orthopädischen Abteilung des Medizinischen Zentrums Marienhöhe, Würselen, das Prinzip der Individualschablonen entwickelt und in zahlreichen Laboruntersuchungen und klinischen Anwendungen erprobt.

Dennoch konnte sich die Methode der Individualschablone zunächst nicht in der orthopädischen Chirurgie durchsetzen. Grund dafür war, dass Informations- und Computertechnologie noch nicht wie heute als Werkzeug in der Medizin etabliert waren und von den Medizinern als alltägliches Hilfsmittel akzeptiert wurden. Außerdem war die Herstellung der Schablonen für medizintechnische Firmen vor 20 Jahren noch teuer und daher nicht sehr attraktiv, da für jeden Patienten individuell geplant und produziert werden muss. Dank moderner technischer Möglichkeiten einer effizienten Bild- und Planungs-Datenübermittlung sowie moderner Fertigungstechnologien zur Herstellung von Individualschablonen können jedoch heute Produktionszeiten, -kosten, und -aufwand maßgeblich reduziert werden, womit diese ursprünglich in Aachen entwickelte und patentierte Technik weltweit eine Renaissance erlebt.

Heute werden Individualschablonen in erster Linie bei OPs an Wirbelsäule, Hüfte und Knie aber auch im zahnmedizinischen Bereich und in der Kopfchirurgie eingesetzt. Sie sind eine preisgünstige Alternative und stellen außerdem keine großen technischen Anforderungen an den Arzt. Aus den individuellen Computertomographie-Bilddaten sowie Magnetresonanztomographiedaten des Patienten werden vor der Operation mit Hilfe eines Computers dreidimensionale Rekonstruktionen erstellt, an denen der Eingriff - beispielsweise eine Bohrung in den Knochen oder die exakte Position eines Knieimplantates - geplant wird. Die aus den Bildern ermittelte Knochenoberfläche, die bei jedem Patienten individuell ist, wird als virtuelle Abformung des Knochens berechnet. Die vor der Operation zum Beispiel aus Kunststoff gefertigte Individualschablone passt dann exakt in der geplanten Position auf den Knochen und gibt so die Planungsergebnisse während der OP wieder. Sie dient als Werkzeugführungshilfe und zeigt dem Operateur beispielsweise die genaue Bohrrichtung und

-tiefe im Knochen an. „Hierdurch wird intraoperativ eine geometrisch exakte Umsetzung der in der Operationsplanungsphase definierten Bearbeitungsschritte ohne zusätzlichen technischen Aufwand während der OP ermöglicht“, erklärt Radermacher. Mess- und Ausrichtungsarbeiten sowie Röntgenkontrollen während der Operationen können folglich minimiert werden. Eine Knieoperation mit Individualschablone dauert meist rund 20 bis 30 Minuten weniger als mit einem konventionellen Navigationssystem, so der Medizintechniker. Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise Skoliosen der Wirbelsäule sowie Hüftschäden. Klinische Studien in diesem Bereich haben den Nutzen für den Patienten und das Operationsteam bereits Ende der 90er Jahre gezeigt: weniger Röntgenaufnahmen während der OP, geringerer Blutverlust und eine reduzierte OP- und Krankenhausaufenhaltsdauer, was wiederum geringere Kosten zur Folge hat.

In den vergangenen Jahren wurden Individualschablonen in der orthopädischen Chirurgie, der Neurochirurgie und im Dentalbereich - besonders in den USA - immer häufiger angewendet. Auch die SurgiTAIX AG, Aachen, ein Spin-Off-Unternehmen der RWTH, ist hier in Zusammenarbeit mit internationalen Partnern aktiv. Auf Einladung der International Society for Computer Assisted Orthopaedic Surgery (CAOS) diskutieren Professor Radermacher und Professor Staudte gemeinsam mit anderen internationalen Experten aus Medizin, Forschung und medizintechnischen Unternehmen Anwendungsmöglichkeiten, Verfahren und Nutzen der Individualschablonen anlässlich der Jahrestagung CAOS 2010 im Palais des Congrès de Versailles in Paris.

Zusätzliche Infos erhalten Sie bei Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Radermacher, Lehrstuhl für Medizintechnik, Helmholtz-Institut, Pauwelsstr. 20, Telefon 0241/ 80-23873, E-Mail: radermacher@hia.rwth-aachen.de, Internet: www.meditec.hia.rwth-aachen.de

Gabriele Renner

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.caos-international.org/2010/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät
14.12.2018 | Exzellenzcluster Entzündungsforschung

nachricht Telomerverlängerung entscheidend für Krankheitsverlauf
07.12.2018 | Uniklinik Köln

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Im Focus: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kommunikation zwischen neuronalen Netzwerken

17.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Beim Phasenübergang benutzen die Elektronen den Zebrastreifen

17.12.2018 | Physik Astronomie

Pharmazeuten erzielen Durchbruch bei Suche nach magensaftbeständigen Zusätzen für Medikamente

17.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics