Computergestützte Operationsverfahren

Beim Einsetzen des künstlichen Hüft- und Kniegelenkes ist eine akkurate Position der Prothese mitentscheidend für den Operationserfolg. So kann beispielsweise bei einer Hüftoperation eine Fehlposition der Hüftpfanne zum Ausrenken (sogenannte Luxation) führen, bei Knieoperationen kann eine O- oder X-Beinstellung resultieren (Abbildung 1). Diese Fehlstellung stellt weniger ein kosmetisches Problem dar, sondern bedeutet auf einer Gelenkseite eine vermehrte Belastung, und somit eine schnellere Abnutzung des Gelenkes. Eine ungenaue Positionierung einer Knieprothese kann jedoch auch eine unausgewogene Bandspannung bedingen, die sich in Bewegungseinschränkung des Gelenkes und Schmerzen äußern kann.

Zusammenfassend ist eine möglichst genaue Implantation des Kunstgelenkes anzustreben. Die herkömmliche Technik sieht eine Ausrichtung der Kunstgelenke durch mechanische Instrumente vor. Jedoch konnte eine Vielzahl wissenschaftlicher Studien nachweisen, dass diese herkömmliche Ausrichtung häufig zu ungenauen Implantationen der Kunstgelenke führt.

Zur Verbesserung der Implantationsgenauigkeit wurden in den letzten 15 Jahren Computernavigationsgeräte entwickelt (Abbildung 2). Ein solches Navigationsgerät wurde im Januar 2014 in unserer Klinik beschafft. Dies hat nichts mit Roboterchirurgie zu tun, denn die Operation bleibt in der Hand des Chirurgen. Am Navigationsgerät können ohne Röntgenstrahlen die Knochenoberflächen und Bandspannungen des Gelenkes während der Operation erfasst werden und der Operateur kann anschließend die optimale Position des Kunstgelenkes festlegen (Abbildung 4). Jeder Operationsschritt kann dann durch das Navigationsgerät überprüft werden. Zeigt dass Gerät eine gute Genauigkeit an (Abbildung 5), so kann mit dem nächsten Schritt fortgefahren werden. Falls nicht kann der entsprechende Schritt nachgearbeitet werden, bis eine gute Position gefunden ist. Zusammenfassend stellt das Navigationsgerät in unserem OP ähnlich dem Navigationsgerät im Auto den richtigen Weg und Abweichungen dar, die Durchführung der Operation verbleibt aber beim Operateur.  Am Ende der Operation kann eine gute Gelenkposition, aber auch eine symmetrische Bandstabilität erreicht und dokumentiert werden (Abbildung 6).

Nun, welchen Nutzen bringt dem Patienten der Einsatz des Navigationsgerätes? Schon lange konnten zahlreiche Studien zeigen, dass Fehlpositionierungen durch die Anwendung eines Navigationsgerätes deutlich seltener vorkommen (Bathis, Shafizadeh et al. 2006). Neue Studien höchster Qualität (sogenannte Meta-Analysen) konnten jedoch zusätzlich nachweisen, dass die Anwendung von Navigation nicht nur zu weniger Komplikationen, sondern auch zu einer besseren Gelenkfunktion führt (Moskal, Capps et al. 2013, Rebal, Babatunde et al. 2013). Dies deckt sich mit unseren eigenen Untersuchungen: In einer eigene Studie konnte ein geringerer Blutverlust durch Anwendung der Navigation nachgewiesen werden (Schnurr, Csecsei et al. 2010). In einer zweiten Untersuchung, in der wir über 1000 Patienten nach künstlichen Kniegelenken nachuntersuchten (Schnurr, Gudden et al. 2012),  konnte eine geringere Anzahl von Komplikationen durch Anwendung der Navigation nachgewiesen werden.

Literaturverzeichnis

Bathis, H., S. Shafizadeh, T. Paffrath, C. Simanski, J. Grifka and C. Luring (2006). "[Are computer assisted total knee replacements more accurately placed? A meta-analysis of comparative studies]." Orthopade. 35(10): 1056-1065.
Moskal, J. T., S. G. Capps, J. W. Mann and J. A. Scanelli (2013). "Navigated versus Conventional Total Knee Arthroplasty." J Knee Surg.
Rebal, B. A., O. M. Babatunde, J. H. Lee, J. A. Geller, D. A. Patrick, Jr. and W. Macaulay (2013). "Imageless Computer Navigation in Total Knee Arthroplasty Provides Superior Short Term Functional Outcomes: A Meta-Analysis." J Arthroplasty.
Schnurr, C., G. Csecsei, P. Eysel and D. P. Konig (2010). "The Effect of Computer Navigation on Blood Loss and Transfusion Rate in TKA." Orthopedics. 33(7): 10-08.
Schnurr, C., I. Gudden, P. Eysel and D. P. Konig (2012). "Influence of computer navigation on TKA revision rates." Int Orthop 36(11): 2255-2260.

Abbildung 1 zeigt eine Knieprothese, die in einer deutlichen O-Beinfehlstellung eingesetzt wurde. Die rote Linie, die sogenannte Traglinie des Kniegelenkes sollte mitten durch das Kniegelenk laufen. Da sie jetzt innen am Knie vorbeiläuft, kommt es zu einer Überlastung des Innenseitigen Teiles des Kunstgelenkes.

Abbildung 2: Schema der Funktionsweise des Navigationsgerätes: Das Navigationsgerät besteht aus Kamera und Computer. Die Kamera sendet Infrarotstrahlen aus, die durch reflektierende Kugeln auf den Operationsinstrumenten zurückgespiegelt werden. Diese Kugeln sind in Abbildung 3 dargestellt. Dadurch kann das Navigationsgerät zu jedem Zeitpunkt der Operation die Lage der Instrumente und Knochenoberflächen im dreidimensionalen Raum erkennen.

Abbildung 3: Die gewünschte Position des Kunstgelenkes kann in allen drei Dimensionen in der Operation geplant werden.

Abbildung 4: Die gewünschte Position des Kunstgelenkes kann in allen drei Dimensionen in der Operation geplant werden.

Abbildung 5: Die Kontrolle nach einem Sägeschnitt. Die grüne Markierung bedeutet eine gute Genauigkeit in allen drei Dimensionen.

Abbildung 6: Das eingesetzte Kunstgelenk des Knies am Ende der Operation. Das Navigationsgerät zeigt eine gerade Beinachse und eine symmetrische Bandspannung dar.