Funktionalität und Genauigkeit eines fluoroskopischen Navigationssystems zur Implantation von Hüftkopf-Oberflächenersatzprothesen: Eine Anatomiestudie

Zusammenfassung

Einleitung: Der moderne Oberflächenersatz des Hüftgelenkes bietet eine Alternative in der Behandlung der Coxarthrose für den jungen und aktiven Patienten. Dennoch gelten vorwiegend operationstechnische Gründe, insbesondere die Schädigung der Femurhalskortikalis („Notching des Schenkelhalses“) wie auch eine ungenaue Prothesenpositionierung während des Eingriffes, als ursächlich für ein mögliches Versagen der femoralen Komponente. Material und Methoden: Im Rahmen einer Anatomieuntersuchung an 3 fixierten Ganzkörperpräparaten wurden insgesamt 6 DUROM™-Hip-Oberflächenersatzprothesen navigiert eingesetzt. Ziel der Untersuchungen war die Evaluation der Funktionalität und der Genauigkeit eines neuartigen computergestützten fluoroskopie-basierten Planungs- und Navigationssystems auf Grundlage von Planungs- und Navigationsmodulen der Surgitaix AG, Aachen. Ergebnisse: Der durchschnittliche Winkelunterschied zwischen geplantem (135,2 ± 3,6°) und erreichtem Prothesenwinkel (136,2 ± 2,8°) betrug 1,9 ± 1,1°, die Abweichung zwischen geplantem (2,2 ± 1,3 mm) und erreichtem anterioren Offset (2,7 ± 2,3 mm) 1,2 ± 1,9 mm. Der durchschnittliche Abstand zwischen geplanter und erreichter Prothesenposition konnte mit 2,7 ± 1,3 mm gemessen werden. In keinem der 6 Fälle trat ein „Notching des Schenkelhalses“ auf. Der Zeitaufwand für die insgesamt 5 Planungs- und Navigationsschritte betrug im Durchschnitt 20,2 ± 2,5 min. Vor dem Hintergrund eines knochensparenden Vorgehens pfannenseitig entsprach in allen Fällen die geplante der letztendlich kleinstmöglich zu implantierenden femoralen Komponente. Schlussfolgerung: Das computergestützte fluoroskopische Planungs- und Navigationssystem zeigte im Rahmen der hier vorgestellten Anatomiestudie vielversprechende erste Ergebnisse. So erlaubt es eine praktikable intraoperative Planung und eine hohe Präzision bei der operativen Umsetzung dieser Planung. Dennoch muss sich das System - ähnlich der hier vorgestellten Anatomiestudie - in weiteren Studien wie im klinischen Alltag noch nachweisbar bewähren und in den klinischen Workflow integriert werden. Weiterführende Untersuchungen sollen unter zusätzlicher Integration eines Pfannenmoduls eine navigiert assistierte Bestimmung des „Range of Motion“ zur Verbesserung des postoperativen Bewegungsausmaßes beinhalten.

Abstract

Introduction: Resurfacing arthroplasty represents an alternative method to total hip replacement especially for the young and active patient. The main reasons for early implant failure are mal-positioning of the femoral component and notching of the femoral neck during femoral head preparation. Material and Methods: In the context of a cadaver study of formalin-fixed cadaveric full body specimens 6 DUROM™-Hip-Resurfacing prosthesis have been implanted under navigation control. The aim of the study was an evaluation of the functionality and accuracy of the computer-assisted planning and navigation system on the basis of a navigation module library from Surgitaix AG Aachen, Germany. Results: The main angulation error between planning (135.2 ± 3.6°) and navigation (136.2 ± 2.8°) was 1.9 ± 1.1°, the main anterior offset error between planning (2.2 ± 1.3 mm) and navigation (2.7 ± 2.3 mm) was 1.2 ± 1.9 mm. The main distance error between planning and navigation was 2.7 ± 1.3 mm. The mean time for all five planning and navigation steps was 20.2 ± 2.5 min. Against the background of a acetabular bone-saving approach in all 6 cases the smallest possible femoral component could be implanted. Conclusion: The computer-assisted fluoroscopic planning and navigation system for hip resurfacing showed within the scope of this cadaver study first promising results. The system approaches a practicable intraoperative planning with a high accuracy in operative implementation. Nevertheless, the potential benefit has to be evaluated in further clinical studies, especially from the perspective of a possible integration of this navigation system into the clinical work-flow. Further studies should consider a fluoroscopic-assisted range of motion assessment under consideration of an additional cup-module to enhance the postoperative range of motion after hip resurfacing procedures.

Schlüsselwörter

Oberflächenersatz - Hüftgelenk - Fluoroskopie - Navigation - Anatomiestudie

Key words

hip resurfacing - fluoroscopy - navigation - cadaver study - hip joint

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