Sceenshot modiCAS||3D: Endoprothesenplanung mit 3D-Knochenmodell vom Becken
3D-Knochenmodell eines Patienten mit geplanten Hüftgelenkimplantaten. Sceenshot: modiCAS GmbH

Gut zu wissen: Die präoperative 3D-Planung für Hüftendoprothesen, Teil 1

Unsere Kunden sind Orthopäden und Chirurgen, die ihre Operationsplanung softwaregestützt durchführen. Neben der 2D-Lösung für die Hüft- und Knieendoprothetik können sie seit 2016 die Hüftgelenke ihrer Patienten präoperativ auch in 3D planen. Was dabei „passiert“, warum wir von modiCAS eine solche Lösung anbieten und welche Vorteile sich sowohl für Chirurgen als auch Patienten gegenüber der 2D-Variante ergeben, schildern wir Ihnen in unserem Beitrag.

Die Ausgangslage ist oft dieselbe: Ein Patient hat starke Hüftbeschwerden und geht zum Arzt. Es folgt ein CT (Computertomografie). Die Diagnose steht fest, beispielsweise Hüftgelenkarthrose (Verschleiß des Hüftgelenks), und der Arzt bespricht die verschiedenen Behandlungsoptionen gemeinsam mit dem Patienten.

Angenommen, beide entscheiden sich für eine Hüftoperation, wird das CT in unsere Softwarelösung modiCAS||3D geladen. Die Anatomie des Patienten wird beurteilt. Dabei markiert der Chirurg wichtige anatomische Punkte, woraus die 3D-Software automatisch präoperative Messwerte berechnet.

Danach wählt der Chirurg aus den vorgeschlagenen Implantaten das passende Modell aus. Nun fügt der Arzt visuell – anhand von CT-Schnitten und des 3D-Knochenmodells – das Implantat in das Gelenk ein. Mithilfe simulierter postoperativer Parameter kann der Chirurg die Wiederherstellung der Patientenanatomie überprüfen. Die Fragen, die dabei gestellt werden, sind unter anderem: Kann das erwartete Bewegungsausmaß wiederhergestellt werden? Verankert sich das Implantat stabil? Ist die Beinlänge gleich? An dieser Stelle kann die Planung gegebenenfalls modifiziert werden. Ist der Chirurg mit dem Ergebnis zufrieden, schließt er die Planung ab. Der danach automatisch erstellte Report wird in der Patientenakte archiviert.

Im nächsten Schritt wird der Patient über mögliche Risiken der OP aufgeklärt. Mithilfe des Reports erhält er eine Vorstellung von seiner Anatomie und seinem zukünftigen Implantat. Während der Patient operiert wird, hat der Chirurg den Planungsreport im OP-Saal und kann sich daran orientieren. Nach der OP wird ein Röntgenbild angefertigt und mit der Planung verglichen. Der Patient erholt sich und verlässt im Idealfall nach wenigen Tagen das Krankenhaus. Daraufhin folgt Physiotherapie, um die weitere Genesung zu fördern.

3D führt zu mehr Passgenauigkeit bei Implantaten

„Eine Planung, die der Realität standhält“: Auf diesen Nenner lassen sich die Vorteile einer 3D-Version bringen. Die Datenbasis für modiCAS||3D sind Patienten-CTs und 3D-Implantatmodelle.

Die Vorteile einer 3D-Planung liegen auf der Hand: Sie gewährleistet höchste Genauigkeit bei der Messung anatomischer Parameter. Zudem lässt sich die natürliche Patientenanatomie sehr gut rekonstruieren. Die 3D-Version trägt auch dazu bei, dass der Chirurg vor der OP präzise Informationen zu Art, Größe und Positionierung von Implantaten erhält und diese für die OP bereitgestellt werden können.

Ein weiterer Nutzen für Patient und Arzt: Die Anatomie des Patienten lässt sich mithilfe von CT-Schnitten und des 3D-Knochenmodells besser visualisieren. Somit lässt sich auch die Knochenstruktur im Vorfeld einer OP besser beurteilen. Das ist wichtig für die Stabilität und Verankerung der Implantate im Knochen. Man kann festhalten: Mithilfe der 3D-Planung lassen sich vor einer OP Lage und Passgenauigkeit von Implantaten aus allen Blickwinkeln kontrollieren.

3D-Lösung unterstützt den Workflow in besonderem Maße

Ideal für den Chirurgen, der Schritt für Schritt durch den Planungsablauf geleitet wird: Wichtige Kenngrößen werden automatisch berechnet, passende Implantate werden ihm vorgeschlagen und vorpositioniert. „Unsere 3D-Lösung sorgt für eine intuitive Bedienbarkeit und unterstützt den Workflow in ganz besonderem Maße“, sagt Cathleen Runge, Qualitätsmanagerin bei 4 Plus GmbH, der Muttergesellschaft von modiCAS. Und das ist noch nicht alles: „Der Planungsreport mit allen relevanten Informationen für die OP ist übersichtlich und strukturiert. Er ist DICOM-konform und archivierbar im PACS bzw. in der Patientenakte.

Während bei der 3D-Planung eine Computertomographie nötig ist, dienen bei der 2D-Version Röntgenbilder als Datengrundlage. „Die 2D-Planung ist sozusagen unsere „Light“-Version gegenüber der 3D-Planung. Sie genügt in einfachen Fällen aus, ist hilfreich bei Standardfällen und kostengünstig in der Anschaffung“, sagt Cathleen Runge.

Im Gegensatz zur 3D-Version muss man bei der zweidimensionalen Variante eine große Einschränkung hinnehmen: Ungenauigkeiten bei der Planung kann man nicht ausschließen. Der Grund: Die Anatomie und die Lage des Implantats kann man anhand des Bildmaterials nur bedingt beurteilen. Die entscheidenden Nachteile von Röntgenbildern sind die einseitige Ansicht, die Bildqualität und Skalierung sind fehlerbehaftet und anatomische Strukturen können sich überlagern.

„Die 2D-Software bietet kaum intraoperative Unterstützung, lediglich über die Größe der Implantate bekommt man einen Anhaltspunkt. Das führt  dazu, dass zur OP mindestens 3 Varianten des Implantats vorliegen müssen, da die Größe intraoperativ meist um plus oder minus 1-2 Größen variieren kann“, meint Cathleen Runge.

Im 2. Teil schildern wir Ihnen, wo die Herausforderungen einer 3D-Planung für modiCAS liegen und welche weiteren Vorteile der Patient von der Lösung hat.

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