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