Objektive Funktionsanalyse bei der Knie-Totalendoprothetik

Ist das Knorpelgewebe des Kniegelenks z.B. durch Arthrose so stark beschädigt, dass gewebeerhaltende Behandlungen keinen langfristigen Erfolg mehr bieten können, muss das geschädigte Gewebe und Teile des Knochens entfernt und das Gelenk durch ein Implantat vollständig ersetzt werden. Die komplexe Kinematik eines gesunden Knies soll dabei möglichst exakt wiederhergestellt werden.

Für die Prothese muss daher eine ideale Lage gefunden werden, welche sowohl die Stabilität als auch die Bewegungsfreiheit des Gelenks sicherstellt. Bislang hängt der Erfolg einer solchen Operation stark von der Erfahrung und der subjektiven Beurteilung durch den Chirurgen ab. Im aktuellen Forschungsprojekt soll daher ein serieller Roboter zur objektiven Analyse des pathologischen Zustands des Knies und zur Definition des korrekten Sitzes der Prothese in das OP-Konzept eingebunden werden. Grundgedanke ist, den Unterschenkel mit Hilfe des Roboters auf einer kraftgeregelten Bahn zu bewegen und durch Auswertung zusätzlicher Sensorinformationen den Zustand der Bandstrukturen des Gelenks zu analysieren.

Am bestehenden Versuchstand werden die benötigten Regelalgorithmen implementiert und erprobt sowie Konzepte zur Immobilisierung und Fixierung von Ober- und Unterschenkel entwickelt. Ein optisches Navigationssystem dient zur Registrierung und Überwachung. Zur besseren Rekonstruktion der realen OP-Situation wird ein physikalisches Modellknie aufgebaut, das zusätzliche Erkenntnisse über die Kniekinemmatik liefert.