Individuelle anatomische Implantation von Schulterendoprothesen durch ultraschallbildvolumenbasierte präoperative Planung und intraoperative Navigation

• Applicant: Professor Dr. Heinrich Martin Overhoff
• Subject Area: Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5420604

Für den Gelenkflächenersatz des Schultergelenkes soll ein auf Ultraschallbildvolumina geplantes und -navigiertes Implantationsverfahren realisiert werden. Ein konventionelles Ultraschallgerät gepaart mit einem Localizersystem dienen der Aufzeichnung dreidimensionaler Bildvolumina. Für die Planung des Eingriffs werden hiermit bestimmte Bereiche des Glenoids, Schulterblatts und des Oberarms aufgezeichnet. In ihm werden automatisch computerbasiert die operationsrelevanten knöchernen Anteile segmentiert. Aus diesen Konturdaten werden ein virtuelles Modell des knöchernen Schultergelenkes sowie anatomische Koordinatensysteme für Glenoid, Schulterblatt und Oberarm bestimmt, die der virtuellen Plazierung der Prothesenkomponenten dienen. Für die Segmentierung werden spezifische Algorithmen zur Knochendetektion entwickelt. Kriterien für einen optimalen Prothesensitz werden in Messungen an humanen anatomischen Präparaten gewonnen. Zur intraoperativen passiven Navigation werden außerhalb des Wundbereichs Ultraschallbildvolumina aufgezeichnet, in Echtzeit segmentiert und die aktuellen Knochenausrichtungen bestimmt. Dieses Vorgehen wird an humanen anatomischen Präparaten getestet. Erweist sich die ultraschallbildnavigierte Intervention als erfolgreich ist ihr Konzept auch für andere Eingriffe an transkutan darstellbaren Strukturen des Binde- und Stützgewebes potentiell einsetzbar.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1124: Medical Navigation and Robotics
• Participating Person: Professor Dr. Carl Joachim Wirth