Hightech für die exakte Prothesenplatzierung

Die Implantation eines künstlichen Kniegelenks gehört heute zur Routine an vielen Kliniken. Konventionell erfolgt die Prothesenplatzierung, indem der Operateur nach Röntgenplanung genaue Sägeschnitte an Ober- und Unterschenkelknochen mit speziellen Instrumenten vornimmt, die während der Operation direkt am Gelenk ausgerichtet werden, um eine optimale Passform der Prothese zu gewährleisten. Ziel ist die Wiederherstellung der korrekten Beinachse und eines ausgeglichenen Gelenkspalts.

Obwohl diese Methode bewährt ist, haben hochrangige Untersuchungen gezeigt, dass trotz großer Erfahrung der Operateure nicht alle künstlichen Gelenke in jeglicher Hinsicht perfekt platziert werden können. Dies liegt unter anderem daran, dass die Knochenverhältnisse individuell sehr unterschiedlich sind und die während der Operation durchgeführten Sägeschnitte ohne technische Unterstützung nicht immer mit der erforderlichen Präzision erfolgen. Eine nicht optimale Position der Prothese kann im Verlauf der Jahre zu einer vermehrten Belastung an der Innen- oder Außenseite des künstlichen Gelenks führen, was das Risiko einer frühzeitigen Lockerung erhöht.

Als optimal implantiert gilt eine Kniegelenkprothese dann, wenn sie der patientenindividuellen Anatomie entspricht und in Beugung und Streckung optimal balanciert ist. Viele wissenschaftliche Untersuchungen zeigen jedoch, dass selbst erfahrene Operateure sich mit bloßem Augenmaß verschätzen können, wenn sie dieses Ziel erreichen wollen.

Screenshot während einer robotergestützten Operation: Bei der Computerassisierten Chirurgie bekommt der Operateur dank hochpräziser Technik in Echtzeit Rückmeldung für einen optimalen Sitz der Prothese.

Um ein bestmögliches Ergebnis zu erzielen, verwenden die Spezialisten an der Klinik für Orthopädie der Universität Regensburg im Zentrum für computer-assistierte orthopädische Chirurgie seit über einer Dekade standardmäßig computergestützte Verfahren. Diese Technologie ermöglicht eine millimetergenaue Ausrichtung und berücksichtigt die dreidimensionalen Verhältnisse der individuellen Knochenstruktur. Der Eingriff wird weiterhin vom orthopädischen Chirurgen durchgeführt, wobei die computer-assistierte Technik wie ein Navigationssystem im Auto zu verstehen ist, das den idealen Weg vorgibt, während der Operateur die volle Kontrolle behält und bei Bedarf von diesem Plan abweichen kann.

Bei der navigationsgestützten Endoprothetik erfasst eine Kamera mithilfe von am Knochen angebrachten Markern die genaue Position des Gelenks, wodurch ein dreidimensionales virtuelles Abbild der anatomischen Strukturen erstellt wird.

Marker bei einer navigierten Hüft-OP

Auf dieser Grundlage zeigt das System dem Operateur an, wo die Instrumentenschablonen für die Sägeschnitte am Knochen anzulegen sind. Das gesamte Operationsfeld lässt sich dabei millimetergenau auf dem Bildschirm verfolgen, während der Chirurg jeden Schritt eigenhändig durchführt und jederzeit die volle Kontrolle behält.

Ziel dieser Methode ist es, mit Unterstützung der virtuellen Planung die Prothesenkomponenten optimal in Beugung und Streckung zu positionieren, um mögliche Fehl- oder Überlastungen später zu vermeiden.

Mit einer Software wird vor der OP eine erste Planungsskizze erstellt.

Als erstes universitäres orthopädisches Zentrum in Bayern setzt unsere Klinik seit November 2024 neben der Navigation auch ein robotisches Assistenzsystem der neuesten Generation ein. Dieses erfasst ebenfalls mithilfe von Markern und Sensoren die dreidimensionalen Verhältnisse des Kniegelenks, jedoch mit zusätzlicher Unterstützung bei der Umsetzung der geplanten Schnitte.

Während der Operation führt der Chirurg die Säge, doch der Roboterarm sorgt dafür, dass die Schnitte exakt entlang des vorgegebenen Plans erfolgen. Die Kamera überwacht dabei kontinuierlich die Position des Instruments und des Roboterarms und gewährleistet, dass der Schnitt weder von der geplanten Ebene abweicht noch über das Ziel hinausgeht. Der Roboterarm begrenzt die Bewegung der Säge und bietet so eine zusätzliche Sicherheitsschicht, bleibt jedoch stets unter der Kontrolle des Chirurgen.

Dies ermöglicht eine sehr präzise Anpassung der Prothese an die patientenspezifische Anatomie. Wie bei der Navigation steht die Unterstützung durch Kameras und das System im Dienst einer optimalen Prothesenplatzierung und Gelenkbalancierung.

Professor Renkawitz demonstriert die Technik des Robotiksystems im Hörsaal.

Während der OP wird das System zur optimalen Positionierung des Implantats eingesetzt. Foto: Daniel Peter

Die 3D Animation zeigt den Einsatz des VELYS™ Roboters im OP.
Quelle: Johnson & Johnson MedTech Orthopaedics