Computergestützte Modellierung könnte Knieimplantate verbessern

Ein Doktorand der Texas A&M University hat mit einem innovativen Unternehmen für chirurgische Navigation und Robotik an der Forschung zur Bewegungserfassung zusammengearbeitet, die möglicherweise die Positionierung von Implantaten bei Kniegelenkersatzoperationen verbessern kann.

In den USA wurden 2020 über eine Million Kniegelenkersatzoperationen durchgeführt. 20% der Patient*innen waren unzufrieden mit den Ergebnissen, hauptsächlich aufgrund von Ausrichtungsproblemen der Implantate. Aaron Henrys Forschung konzentrierte sich auf die Validierung eines computergestützten Kniemodells von Caira, das eine genauere Implantatpositionierung ermöglicht.

Traditionell versuchten Chirurg*innen, die korrekte Implantatposition aufgrund von Erfahrung und Diagnosen abzuschätzen. Mithilfe von Computermodellen können Ärzt*innen nun die Ausrichtung eines Implantats genauer überprüfen und mögliche Fehlausrichtungen vor der endgültigen Platzierung beurteilen. Diese Modelle erlauben auch Simulationen der spezifischen Kniebewegungen nach der Operation und können erhebliche Mobilitätsveränderungen vorhersagen.

Henry validierte das Modell durch den Vergleich von Bewegungsaufnahmen eines physischen 3D-gedruckten Kniemodells mit dem Berechnungsmodell, was zeigte, dass das Berechnungsmodell reale Weltverhältnisse gut vorhersagen konnte.

Die Forschungsarbeit wurde auf der Design of Medical Devices-Konferenz präsentiert und in der ASME Digital Collection veröffentlicht.

Dr. Andrew Robbins, wissenschaftlicher Assistenzprofessor an der School of Engineering Medicine und der Abteilung für multidisziplinäre Ingenieurwissenschaften an der Texas A&M, ist einer von Henrys Beratern.

“Diese Arbeit mit unseren Partnern bei Caira bietet die Möglichkeit, eine große Anzahl von Amerikanern, die einen Gelenkersatz benötigen, zu unterstützen”, sagte er. “Aarons Arbeit legt eine wichtige Grundlage für bedeutende Verbesserungen in der klinischen Praxis in naher Zukunft”.

Neben Robbins arbeiteten zwei Mitarbeiter von Caira Surgical mit Henry an der Studie: Gordon Goodchild, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung, und Jon Greenwald, Mitbegründer und CEO. Weitere Mitwirkende sind Dr. Morteza Meftah, ein orthopädischer Chirurg an der New York University Langone Health, und Dr. Michael Moreno, Henrys zweiter Berater und außerordentlicher Professor am J. Mike Walker ’66 Department of Mechanical Engineering an der Texas A&M.