Computerunterstützte Planung von chirurgischen Eingriffen in der Orthopädie

In der Orthopädie spielen die geometrischen Verhältnisse des Bewegungsapparates eine große Rolle. Die Beseitigung von Fehlstellungen oder deren Auswirkungen ist häufig Anlaß orthopädischer Operationen. Diese Eingriffe werden in der Praxis anhand zweidimensionaler Röntgenaufnahmen geplant, wobei die dreidimensionalen Gegebenheiten nur schwer erfaßt werden. Ausgehend von der Analyse des Planungsproblems befaßt sich diese Publikation mit Methoden der computerunterstützten dreidimensionalen Planung derartiger Eingriffe am Beispiel der Umstellungsosteotomie des Oberschenkelknochens. Dazu wird ein Verfahren zur dreidimensionalen Rekonstruktion von Objektmodellen aus CT-Schichtaufnahmen dargestellt. Die Planung einer optimalen Umstellung sowie die Auswahl von Werkzeugen und Osteosynthesematerial erfolgt an diesen Modellen in einer computergraphischen Simulation des Eingriffs. Zur Operationsdurchführung wird der Einsatz einer operationsunterstützenden Maschine konzipiert. Anforderungen an ein derartiges System werden geklärt und Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. Für eine nicht-invasive Lagebestimmung des Operationsgebietes wird ein Sensorsystem entworfen, dessen grundlegende Funktionen realisiert werden.