Experimentelle Studie zum Vergleich bestehender Methoden und Entwicklung einer neuen, computernavigierten Methode zur Bestimmung der tibialen Reklination (Tibial Slope)

In der vorliegenden experimentellen Studie wurden verschiedene
Referenzachsen und bildgebende Verfahren zur Bestimmung der
tibialen Reklination (Tibial Slope) verglichen. Zudem wurde eine
neue, computernavigierte Methode zur Bestimmung des Tibial Slope
entwickelt und anhand eines Prototyps validiert.
Tibial-Slope-Werte, die unter Verwendung von lediglich einer
einzigen anatomischen Referenz (PTC bzw. ATC, posteriore bzw.
anteriore tibiale Corticalis) ermittelt wurden, wiesen eine erhöhte
Anfälligkeit gegenüber Einflussfaktoren wie anatomischen Varianten
oder Messfehlern auf. Für die geometrisch aus PTC und ATC
gemittelte Referenzachse (TPAA) konnten eine hohe Validität und
Reliabilität bestätigt werden. Der neu eingeführte, arithmetisch
gemittelte Wert (MPA, Mittelwert aus posteriorer und anteriorer
Corticalis) wies eine exzellente Korrelation zum etablierten
TPAA-Wert auf. Im Gegensatz zu diesem konnte der neue MPA-Wert
jedoch einfacher bestimmt sowie in zusätzlichen Szenarien angewandt
werden. Computer- und Kernspintomografie zeigten sich bei der
exakten Bestimmung des Tibal Slope als ebenbürtig und wiesen
identische Werte auf, z. B. bei der Vermessung der Knochen mittels
digitalem Goniometer. In der MRT lassen sich zwar verlässliche
Werte erheben, jedoch ist nach Anfertigung der Aufnahmen keine
Korrektur der Aufnahmeebenen möglich. Um den exakten Tibial Slope
anhand konventioneller Röntgenaufnahmen verlässlich ermitteln zu
können, zeigte sich eine streng laterale Aufnahme als notwendig,
die jedoch eine Diskriminierung von medialem und lateralem Tibial
Slope erschwert. Unter der Voraussetzung der korrekten Ausrichtung
wiesen selbst kurze Röntgenaufnahmen, wie diese von der Größe her
im Klinikalltag Verwendung finden, eine exzellente Korrelation zu
mittels Computertomografie erhobenen Tibial-Slope-Werten auf. Trotz
vergleichbarer Reliabilität der gegenübergestellten konventionellen
Methoden scheint die Computertomografie für den klinischen Alltag
aufgrund der hohen Verfügbarkeit, einfachen Anwendbarkeit sowie der
Möglichkeit des Einsatzes bei einem breiten Patientenspektrum als
am geeignetsten. Um der erschwerten exakten Ausrichtung im
Klinikalltag Rechnung zu tragen, wurden im konventionellen Röntgen
die Auswirkungen einer Fehlrotation des Präparats im Strahlengang
auf den gemessenen Tibial Slope näher untersucht. Der nicht direkt
proportionale Zusammenhang zwischen Fehlrotation und gemessenem
Tibial Slope konnte erstmalig mit einer mathematischen Formel
dargestellt werden. Im Wissen um den Grad der Fehlrotation gelang
es anhand der Formel, den wahren Tibial-Slope-Wert zu errechnen.
Ein neu entwickelter Prototyp ermöglichte es, die dreidimensionale
Lage und Position des Knies in Echtzeit im Strahlengang zu
verfolgen und so die Fehlrotationen bei der Anfertigung von
Röntgenaufnahmen zu ermitteln. Über eine grafische
Benutzeroberfläche des Prototyps konnten alle Bewegungen der Tibia
verfolgt und der am Röntgenbild gemessene, durch Fehlrotation
verfälschte Wert korrigiert werden. Im Rahmen der Versuchsreihe
ließen sich Funktionsfähigkeit, Genauigkeit und Verlässlichkeit von
entwickelter Software und Prototyp validieren. Die neue Methode
ermöglichte unter praxisnahen Bedingungen eine Bestimmung des
Tibial Slope im konventionellen Röntgen, deren Validität und
Reliabilität bisher dreidimensionalen bildgebenden Verfahren
vorbehalten waren.