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Einleitung: In der Orthopädie werden an deformierten Röhrenknochen Korrekturosteotomien mit dem Ziel durchgeführt, die pathologische Gelenkbelastung wieder in den physiologischen Bereich zu überführen. Neben der Korrektur der Knochengeometrie ist das Ziel, eine möglichst große Kontaktfläche zwischen den Knochenfragmenten zu erhalten, da dies einen deutlich besseren Heilungsprozess bedingt. Zur optimalen Korrektur wurde ein Optimierungsmodul entwickelt, das sowohl die numerische Berechnung und navigierte Umsetzung der optimalen Osteotomien als auch die optimale Ausrichtung der Knochenfragmente ermöglicht, wobei chirurgische Randbedingungen wie maximal zugelassenen Schnittneigung oder Ort des Zugangs mit berücksichtigt werden. Es zeigte sich anhand von Simulationen, dass Korrekturen basierend auf Schrägosteotomien geometrisch betrachtet den größtmöglichen Lösungsraum aller Osteotomietechniken bieten.

Material und Methoden: Folgende Studie diente der Evaluation des Optimierungsmoduls in Bezug auf Genauigkeit der erreichten Korrekturwinkel mittels navigierter Schrägosteotomie und Größe der postoperativ erreichten Kontaktflächen am Kunstknochen versus der konventionellen Planung und Durchführung der Korrektur mittels öffnender Keilosteotomie am Kunstknochen durch einen Orthopäden. Die Genauigkeit der erreichten Winkel der am häufigsten angewandten Korrekturen wurden beurteilt: Angulation in der Frontalebene, Flexion in der Sagittalebene und Rotation der Knochenfragmente zueinander. Bei Sawbones Kunstfemora (n=20) wurde zunächst mittels fluoroskopisch- navigierter Bildgebung eine Achs- und Winkelbestimmung durchgeführt. Bei allen Femora sollte eine Angulation in der Frontalebene um 17 Grad, eine Flexion in der Sagittalebene um 15 Grad und eine Rotation von 12 Grad erreicht werden. Bei der Hälfte der Femora (n=10) wurde die Osteotomie mit Hilfe des Optimierungsmoduls navigiert durchgeführt, bei den restlichen Femora (n=10) erfolgte die Planung und Durchführung konventionell anhand vorher angefertigter Röntgenaufnahmen durch den Orthopäden. Postoperativ erfolgte die erneute Achs- und Winkelvermessung mittels fluoroskopisch- navigierter Bildgebung und die Auswertung und der Vergleich der Ergebnisse.

Ergebnisse: Bei den mit Hilfe des Optimierungsmoduls durchgeführten Korrekturosteotomien zeigte sich in der Auswertung deutlich genauer erreichte Winkel als bei den durch konventionelles Verfahren durchgeführten Korrekturosteotomien. Ebenfalls zeigten sich bei allen Knochenfragmenten bei Osteotomien mit Hilfe des Optimierungsmoduls postoperativ größere Kontaktflächen.

Schlussfolgerung: Durch Nutzung des Optimierungsmoduls können multiplanare Korrekturosteotomien deutlich genauer ausgeführt werden als mit Hilfe konventioneller Operationsverfahren.