ICOS - Regelung der chirurgischen Fräskopfführung auf Grundlage richtungsspezifischer elektrischer Impedanzanalyse
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Umsetzung einer schonenden Methode zur Erfassung und Entfernung von femoralem Knochenzement in der Revisionshüftendoprothetik. Dieses Verfahren soll typische Operationsrisiken des Revisionseingriffes reduzieren und eine exakte und umfassende Entfernung des Knochenzementes ermöglichen.
Dieses Projekt ist einer der Gewinner des Innovationswettbewerbs zur Förderung der Medizintechnik 2009 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
In der heutigen Endoprothetik kommt dem Hüftgelenksersatz mit deutschlandweit etwa 150.000 Erstimplantationen eine herausragende Bedeutung zu. Als Fixierung der Implantate im Knochen wird u. a. Knochenzement eingesetzt. Nach einer Lebensdauer von ca. 15 Jahren müssen die Prothesen entfernt und durch neue (Revisions-) Prothesen ersetzt werden. Für eine optimale Stabilität ist es notwendig, dass möglichst der gesamte Knochenzement entfernt wird, ohne dass dabei der Femurschaft geschädigt wird. Bei konventionellen Methoden unter Verwendung von Hammer und Meißel besteht das Risiko von Perforationen des bereits geschwächten Knochens. Weiter kann in einigen Fällen für eine umfassende Entfernung des Zementes eine weitere invasive Fensterung des Kochens notwendig werden.
In Kooperation mit der Klinik und Polioklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Bonn, der Aachener SurgiTAIX AG und dem Lehrstuhl für Medizinische Informationstechnik (MedIT) soll ihm Rahmen des Vorhabens ein Verfahren zur Messwerterfassung in Echtzeit entwickelt und im Bereich der Zemententfernung in der Revisionshüftendoprothetik erprobt werden.
Das grundlegende Konzept orientiert sich an der elektrischen Impedanztomographie, weswegen eine richtungsspezifische Auswertung der Daten erfolgen kann. Auf der Grundlage dieser in Echtzeit ermittelten Daten wird eine Regelung einer automatisierten Fräskopffüh-rung, bzw. eine Visualisierung von relevanten Daten bei der Freihand-Führung eines Fräswerkzeuges ermöglicht.
Partner
- SurgiTAIX AG
- Klinik und Poliklinik für Orthopädie und Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Bonn
- MedIT - Lehrstuhl für medizinische Informationstechnik
Förderung
Das Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 01EZ1005 gefördert.
(Laufzeit: 8/2010-8/2013)
Publikationen
- Niesche, A., Mirz, M., Korff, A., Müller, M., Brendle, C., Leonhardt, S. & Radermacher, K.: Electrical impedance controlled milling – a novel approach towards removal of bone cement in RTHR. Proc. 13th Annual Meeting of the International Society for Computer Assisted Orthopaedic Surg ery, 2013, pp. 176-178
- Niesche, A., Korff, A., Müller, M., Mirz, M., Brendle, C., Leonhardt, S. & Radermacher, K.: Electrical impedance controlled milling: A novel approach towards removal of bone cement in RTHR. Bone & Joint Journal Orthopaedic Proceedings Supplement. 2013, 95-B(SUPP 28), p. 27
- Brendle, C., Niesche, A., Korff, A., Radermacher, K. & Leonhardt, S.: Femoral Test Bed for Impedance Controlled Surgical Instrumentation. Acta Polytechnica Journal of Advanced Engineering. 2012, 52(5), pp. 17 - 21
- Brendle, C., Leonhardt, S., Niesche, A., Korff, A. & Radermacher, K.: Influence of a Sliding Contact on Impedance Monitoring in a Smart Surgical Milling Tool. Proc. International Workshop on Impedance Spectroscopy, 2012, pp. 34-35
- Brendle, C. & Niesche, A.: Femoral Test Bed for Impedance Controlled Surgical Instrumentation. Proc. 16th International Student Conference on Electrical Engineering POSTER 2012, 2012, p. BI11
- Brendle, C., Niesche, A., Korff, A., Radermacher, K. & Leonhardt, S.: Impedance Monitoring during Surgical Bone Cement Milling Processes. Proc. XVth International Conference on Electrical Bio-Impedance (ICEBI) and XIVth Conference on Electrical Impedance Tomography (EIT), 2013, p. 154
- Brendle, C., Niesche, A., Korff, A., Radermacher, K., Misgeld, B. & Leonhardt, S.: Rapid Control Prototyping Versuchsaufbau zur Erprobung eines impedanzkontrollierten chirurgischen Fräsers in der Revisionshüftprothetik. Automatisierungstechnische Verfahren für die Medizin 11. Workshop, 2013, pp. 16-17
- Brendle, C., Niesche, A., Korff, A., Radermacher, K., Rein, B., Scholl, A., Misgeld, B. & Leonhardt, S.: Modeling of Bioimpedance Spectroscopy Measurements for the Process Control of an Orthopedic Surgical Milling Tool. The 15th International Conference on Biomedical Engineering, 43, IFMBE Proceedings, 2013, pp. 468-471
- Brendle, C., Leonhardt, S., Niesche, A., Korff, A. & Radermacher, K.: Influence of a Sliding Contact on Impedance Monitoring in a Smart Surgical Milling Tool., in: Kanoun, O. (Hrsg.): Lecture Notes on Impedance Spectroscopy, 4, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2014, pp. 83-88