3D scanning af hofteled

Geometrisk 3D måling i hoftekirurgisk forskning På Århus Universitetshospitals Ortopædkirurgiske Center har Zebicon medvirket i et forskningsprojekt, ledet af læge Thomas Baad-Hansen, Ph.d. Formålet var at afprøve og teste en ny teknik til hoftekirurgi. Minimal invasiv hoftekirurgi (MIS) er en relativ ny kirurgisk teknik i Danmark. Fordelen ved metoden er, at skader på muskel og væv reduceres, hvilket resulterer i færre smerter, mindre ar og sandsynligvis hurtigere rehabilitering for patienten. MIS teknikken kræver nye kirurgiske instrumenter, og før disse anvendes som rutine i klinikken, foretages en grundig klinisk afprøvning. Zebicon udførte de geometriske målinger, der skulle afklare, om de nye MIS instrumenter kunne anvendes i hofteoperationer i fremtiden.

Formål med måling

Formålet var at validere et nyt design af et instrument, acetabular reamer, beregnet til MIS hoftekirurgi. Reameren bruges til at raspe ud i hofteleddet før en hofteprotese kan indsættes.

Udformningen af den nye MIS reamer er anderledes end de konventionelle reamere. Thomas Baad-Hansen var interesseret i at undersøge, om der var forskelle i geometrierne på hofteled, der var raspet ud med de forskellige typer reamere. Ydermere ønskede han at klarlægge om der skete en forflytning af hofteleddets centerpunkt ved brug af MIS reamer teknologi i forhold til konventionel teknologi.

Hvorfor 3D scanning?

I lignende studier har der været benyttet anden måleteknik end optisk 3D scanning til at bestemme geometrien og størrelsen på det udraspede hul i hofteleddet.

Tidligere er der blevet lavet afstøbninger af hofteskålen og produceret en kopi, der efterfølgende blev opmålt. En afstøbning er en præcis og velkendt metode, dog kan metoden give problemer med nøjagtigheden, da den forudsætter berøring med emnet. Hofteskålen er skrøbelig og elastisk, og geometrien af denne kan påvirkes i afstøbningsprocessen. Samtidig er selve opmålingen indirekte, da den foregår på en afstøbning. Optisk 3D scanning er en berøringsfri teknologi, der giver en direkte opmåling af emnet. Det var derfor en oplagt og ukompliceret løsning til at opnå højere præcision i resultaterne.

Proces Opmålingen skulle udføres på ni hofter, doneret til forskning, hvor hvert hofteled skulle scannes før og efter reamer-processen. På det ene hofteled blev den nye MIS reamer anvendt, og på det andet hofteled blev brugt en konventionel reamer. Billedet til højre viser et af de scannede hofteled.   Da overfladen på de scannede hofteled ikke udgjorde en perfekt geometrisk kugleform, blev der i rapporteringsfasen skabt matematisk korrekte kuglegeometrier på de scannede led. Det vil sige knogleområdet i hofteleddet blev udvalgt som grundlag for at danne den bedst mulige kuglegeometri, hvorpå der efterfølgende kunne beregnes afvigelser i radier, centerpositioner m.m. Dette blev gjort på scanningerne foretaget både før og efter kirurgisk indgreb med reameren. Billedet i midten er en farvesammenligning, der illustrer afvigelserne mellem hofteleddet før og efter udraspning med reamer. Tilsvarende blev en matematisk korrekt kuglegeometri skabt efter scanning af reamer instrumentet, således at der kunne laves en præcis målsætning af dette emne.

Konklusion
Generelt var der ikke bemærkelsesværdig forskel i resultatet på de to typer kirurgiske indgreb. De hofteled, hvor der var brugt MIS reamer, var ligeså præcise, som de, hvor der var brugt konventionel reamer, hvad angik kuglegeometrien. Ligeledes blev der ikke observeret forflytning af hofteleddets centerpunkt.

MIS teknologien giver altså samme kirurgiske resultat, men mindre gene for patienterne, og er nu godkendt til klinisk brug i fremtiden.