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Forschungsgruppe MINTOS Medical Imaging and Navigation in Trauma and Orthopaedic Surgery
- OA Dr. med. Jochen Franke
Team:
Organisatorische Leitung:
OA Dr. med. Jochen Franke
Mitarbeiter:
PD Dr. Guoyan Zheng
SL Dr. Jan von Recum
OA Dr. Klaus Wendl
Dr. Christina Keil
PhD student:
Weiguo Xie
Medizinische Doktoranden:
Nils Beisemann
Finn Euler
Jeannie Schied
Kooperationspartner:
ISTB Institute for Surgical Technology and Biomechanics, Universität Bern/Schweiz (Direktor: Prof. Dr.-Ing. Lutz-P. Nolte)
DKFZ Deutsches Krebsforschungszentrum Universität Heidelberg, Abteilung Medizinische und Biologische Informatik (Direktor: Prof. Dr. Hans-Peter Meinzer)
Industriepartner:
Siemens AG, Erlangen
Aesculap AG, Tuttlingen
Forschungsgruppe MINTOS Medical Imaging and Navigation in Trauma and Orthopaedic Surgery
Bereits seit mehr als 10 Jahren beschäftigt sich die Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie der BG Unfallklinik Ludwigshafen mit dem Einsatz von innovativen Technologien auf dem Gebiet der intraoperativen 3D-Bildgebung und dem weiten Feld der Computernavigation. Es besteht mittlerweile eine erhebliche Expertise, sowohl theoretischer als auch praktischer Natur. Insbesondere in der Zahl der klinischen Anwendungen ist sie eine der führenden Kliniken Deutschlands. Der Ärztliche Direktor Prof. Dr. med. Paul A. Grützner ist Leiter der Arbeitsgemeinschaft AG iTEC (Arbeitsgemeinschaft intraoperative Bildgebung und Technologieintegration) der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Unfallchirurgie, Mitglied der AO Expert Group "computer assisted surgery", kurz CSEG und war 2007 Präsident von CAOS International (Computer Assisted Orthopaedic Surgery), der weltgrößten Gesellschaft auf diesem Gebiet.
Zu den Routine-Anwendungen im klinischen Alltag gehören der Einsatz von intraoperativer 3D-Bildgebung bei der Versorgung von intraartikulären Frakturen von Fersenbein, Schienenbeinkopf, Pilon tibiale sowie Azetabulum. Des weiteren werden komplizierte Verletzungen am oberen Sprunggelenk einer intraoperativen Kontrolle unterzogen. Hierdurch wird bei schwierig einsehbaren Regionen sowohl der Erfolg der Reposition (z.B. stufenlose Wiederherstellung einer Gelenkfläche), als auch die Lage der Implantate überprüft. Dies gelingt auf ähnliche Weise ansonsten nur durch eine nach der Operation durchgeführte Computertomographie. Sollte sich hier dann allerdings zeigen, daß noch Verbesserungen möglich wären, müßte ein zweites Mal operiert werden. Dies entfällt durch die 3D-Kontrolle im OP. Eventuelle Verbesserungen können sofort in der gleichen Operation erfolgen und auch erneut überprüft werden. Für diese Untersuchungen stehen im OP kontinuierlich drei 3D-Bildwandler zur Verfügung, ein viertes Gerät ist ausschließlich Forschungszwecken vorbehalten.
Abbildung 1: Durch intraoperative 3D-Bildgebung visualisierte intraartikuläre Schraubenfehllage und verbliebene Gelenkstufe am Fersenbein
Fünf verschiedene Navigationsgeräte werden im klinischen Alltag für die Implantation von Knie- und Hüftendoprothesen sowie von Umstellungsoperationen verwendet. Außerdem kommen sie bei der Plazierung von Schrauben bei komplexen Beckenbrüchen und Wirbelsäulenverletzungen zum Einsatz. Auch der Ersatz des vorderen Kreuzbandes und die minimal invasive so genannte retrograde Anbohrung der Osteochondrosis dissecans am Sprungbein kann computernavigiert vorgenommen werden.
Um die Entwicklung neuer Techniken und Anwendungen auf den Gebieten der medizinischen Bildgebung und der bildgeführten Chirurgie weiter voran zu treiben, wurde die Forschungsgruppe MINTOS - Medical Imaging and Navigation in Trauma and Orthopaedic Surgery unter der organisatorischen Leitung von Oberarzt Dr. med. Jochen Franke gegründet. Dr. Franke ist Facharzt für Chirurgie und Unfallchirurgie und beschäftigt sich bereits seit 2001 intensiv mit den Themen Bildgebung und Navigation. Er hat neben wissenschaftlichen Projekten vor allem die praktischen Anwendungen im OP in großer Zahl betreut und so über die Jahre umfangreiche klinische Erfahrungen gesammelt.
Ziel der Forschungsgruppe MINTOS ist neben der Entwicklung und Weiterentwicklung innovativer Ideen insbesondere der Transfer in die klinische Anwendung. So sollen diese Techniken einfacher, sicherer und schneller durchführbar und somit einer größeren Zahl von Chirurgen nutzbar gemacht werden. Für MINTOS stehen im Bereich für Forschung und Lehre der BG Unfallklinik Ludwigshafen spezielle Räumlichkeiten zur Verfügung, in denen die Forschung mit Röntgenstrahlen möglich ist.
Eine enge Kooperation besteht mit PD Dr. Guoyan Zheng vom ISTB Institute for Surgical Technology and Biomechanics (Direktor: Prof. Dr.-Ing. Lutz-P. Nolte) der Universität Bern in der Schweiz. Inhaltlich wird hier auf dem Gebiet der 2D3D-Rekonstruktion, d.h. der Erstellung von virtuellen dreidimensionalen Modellen aus einfachen zweidimensionalen Röntgenbildern und dem Transfer in die navigierte Hüftendoprothetik gearbeitet.
Abbildung 2: Erstellung eines 3D-Beckenmodells aus einer einfachen Beckenübersichtsaufnahme
Weiterer Kooperationspartner ist das DKFZ Deutsches Krebsforschungszentrum der Universität Heidelberg, Abteilung Medizinische und Biologische Informatik (Direktor: Prof. Dr. Hans-Peter Meinzer). Hier konzentriert sich die Forschung auf die Weiterentwicklung diverser Aspekte der intraoperativen 3D-Bildgebung. In diesem Zusammenhang wurde Anfang 2011 ein Kooperationsvertrag mit einem "global player" der medizinischen Bildgebung, der Firma Siemens geschlossen. Mit diesem Vertrag wurde eine Zusammenarbeit zur Erforschung, Evaluierung und Einführung von neuen Technologien, Produkten und Applikationen im Bereich der medizinischen Bildgebung und bildgeführten Chirurgie vereinbart und die BG Unfallklinik Ludwigshafen als internationale Referenzklinik der Firma Siemens benannt.
Durch die Kooperationen ist eine intensive Zusammenarbeit zwischen Klinikern, Ingenieuren und Grundlagenforschern gewährleistet. Die enge Zusammenarbeit unter einem Dach in der BG Unfallklinik Ludwigshafen soll den effizienten und zügigen Transfer von neuen Forschungsergebnissen in die klinische Routine möglich machen. Dies kommt letztendlich unseren Patienten zugute.