Morpho-funktionelle Modellierung zur patienten-spezifischen Planung in der Hüftendoprothetik (MoFuMo)

Der Einsatz einer Hüftendoprothese aufgrund degenerativer Erkrankungen des Hüftgelenks ist der weltweit am häufigsten durchgeführte Gelenkersatz. Eine präoperative Planung der Implantation unter Berücksichtigung der individuellen Morphologie anhand medizinsicher Bilddaten ist Standard in der klinischen Praxis. Obwohl in der Literatur belegt ist, dass funktionelle Parameter, wie die resultierende Hüftgelenkskraft und die sagittale Beckenkippung, von hoher Bedeutung für den Operationserfolg sind, werden diese routinemäßig nicht in der präoperativen Planung berücksichtigt. Dies liegt vor allem an dem erhöhten technischen und zeitlichen sowie kostenintensiven Aufwand zur Abschätzung dieser postoperativen Parameter.

Im Rahmen des Projektes wird daher untersucht, mit welchen Genauigkeiten die postoperativen funktionellen Parameter Hüftgelenkskraft und Beckenkippung durch präoperative Abschätzung mittels morpho-funktioneller Modelle in der klinischen Routine prognostizierbar sind und inwieweit diese Ergebnisse mit postoperativen klinischen Nachuntersuchungen zur Therapieergebnisqualität korrelieren. Für die Vorhersage der Hüftgelenkskraft sollen einerseits die bisher notwendigen patienten-spezifischen Bewegungsdaten für Simulation mittels komplexer Mehrkörpersimulation durch eine statistische Modellierung parametrisierter Bewegungsdaten ersetzt werden. Als zweite Methode sollen vereinfachte analytische Modelle für die Ermittlung der Hüftgelenkskraft für die wichtigsten Aktivitäten des täglichen Lebens herangezogen werden. Beide Methoden werden mit Daten instrumentierter Hüftgelenksimplantate der OrthoLoad Datenbank validiert. Zur Vorhersage der funktionellen Beckenkippung werden prä- und postoperative CT- und EOS-Datensätze mit morphologischen Parametern des knöchernen Beckens korreliert. Die Modellierungsansätze werden anschließend in ein computergestütztes Planungssystem integriert und anhand klinischer Daten evaluiert.