An intertrochanteric osteotomy of the proximal femur is a surgical procedure which aims at realigning the proximal part of the femur (long bone of the thigh) in relation to its distal part through the removal of a bone wedge between the two fragments. In contrast to hip arthroplasty, which is a total replacement of the hip joint, intertrochanteric osteotomy is a jointsaving procedure. Indications for this kind of intervention are numerous especially among young patients, who are to be spared a total hip replacement as long as possible. Due to the complex nature of the realignment, which may involve a correction with up to six degrees of freedom (three rotations and three translations in 3D), this intervention is technically highly demanding for the surgeon. This thesis presents a novel approach to planning and performing this kind of intervention with the help of a computer-aided navigation system. The FEMOS (FEMur OSteotomy) system, which was developed for this thesis, allows the repositioning of the proximal fragment to be planned with all six degrees of freedom, based solely on two calibrated fluoroscopic images acquired intraoperatively. Using a primitive 3D model reconstructed from these images, the system determines all parameters essential for the procedure, such as the location of the planes forming the bone wedge to be excised and the position of an insertion channel for the fixation plate, with which the fragments are held together after the operation. During the interactive planning phase, the surgeon has full control over the predicted outcome of the intervention, including the effects on the biomechanical axis of the leg and the position of the plate, a visualization of which is overlaid to the fluoroscopic images. Specifying the location of the fixation plate is made especially intuitive through the use of a custom-designed tool, tracked by the localizer, which allows the surgeon to adjust this position for optimal fit directly on the bone surface. Furthermore, by using a special template system, the portion of the procedure during which position tracking is required is minimized. In particular, the critical steps of the intervention, the cutting of the excision planes and the gouging of the channel for the implant, can be performed without the tracking system. The system was evaluated in a number of in-vitro test series, including a comparison with the results obtained with the conventional operating method under identical conditions, and a test series conducted with "traditional" navigation techniques (without the special template system). The analysis of the results has shown a noticeable increase in accuracy and reproducibility when using the FEMOS system in comparison to the other methods.     «

An intertrochanteric osteotomy of the proximal femur is a surgical procedure which aims at realigning the proximal part of the femur (long bone of the thigh) in relation to its distal part through the removal of a bone wedge between the two fragments. In contrast to hip arthroplasty, which is a total replacement of the hip joint, intertrochanteric osteotomy is a jointsaving procedure. Indications for this kind of intervention are numerous especially among young patients, who are to be spared a t...     »

Die intertrochantäre Umstellungsosteotomie ist ein chirurgischer Eingriff am Femur (Oberschenkelknochen), in dem die Stellung des proximalen (körpernahen) Fragments in Bezug auf das distale (körperferne) Fragment durch Entnahme eines Knochenkeils verändert werden soll. Im Gegensatz zum künstlichen Hüftgelenkersatz, bei dem das komplette Gelenk ersetzt wird, handelt es sich bei der intertrochantären Osteotomie um einen gelenkerhaltenden Eingriff. Es existieren zahlreiche Indikationen für diesen Eingriff, insbesondere bei jungen Patienten, denen man ein künstliches Hüftgelenk so lange wie möglich ersparen möchte. Da eine solche Umstellung mit bis zu sechs zu beachtenden Freiheitsgraden (drei Rotationen und drei Translationen im Raum) sehr komplex werden kann, erfordert diese Operation großes Geschick vom Operateur. Die vorliegende Arbeit präsentiert einen neuartigen Ansatz zur Planung und Durchführung einer solchen Operation mithilfe eines computergestützten Navigationssystems. Das für diese Arbeit entwickelte FEMOS -System (FEMur OSteotomy) ermöglicht die Planung der Umstellung des proximalen Fragments in allen sechs Freiheitsgraden. Als Grundlage für die Planung dienen lediglich zwei intraoperativ erstellte kalibrierte Fluoroskopieaufnahmen, aus denen ein einfaches 3D-Modell des Knochens gewonnen wird. Mit diesem Modell kann das System die für die Ausführung des Eingriffs notwendigen Parameter bestimmen, z.B. die Lage der Schnittebenen die den Keil bilden, oder die Position des Kanals, in den die Klinge des zur Fixation der Fragmente verwendeten Implantats eingeführt wird. Während der interaktiven Planungsphase hat der Chirurg volle Kontrolle über das zu erwartende Ergebnis der Operation, darunter die Auswirkungen auf die biomechanischen Beinachse oder die Positionierung der Platte, die in die fluoroskopischen Aufnahmen eingeblendet wird. Die Festlegung der gewünschten Plattenposition wurde durch ein speziell entwickeltes, positionsgetracktes Instrument vereinfacht, das die Anpassung der Platte für optimalen Sitz direkt am Knochen erlaubt. Desweiteren konnte durch Verwendung eines Führungssystems die Phase des Eingriffs, in dem das Trackingsystem verwendet werden muss, soweit minimiert werden, dass die kritischen Schritte ohne dieses durchgeführt werden können. Dies betrifft unter anderem die Sägeschnitte entlang der Keilebenen, und das Erzeugen des Implantatkanals durch einen Knochenmeißel. Das System wurde in einer Reihe von in-vitro-Tests ausgewertet, einschließlich eines Vergleichs mit der konventionellen Operationsmethode bei gleichen Bedingungen, und einer Testserie unter Verwendung ”traditioneller” Navigationstechniken (d.h. ohne das spezielle Führungssystem). Die Ergebnisse zeigen, verglichen mit anderen Methoden, einen deutlichen Zuwachs an Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei Verwendung des FEMOS -Systems.     «

Die intertrochantäre Umstellungsosteotomie ist ein chirurgischer Eingriff am Femur (Oberschenkelknochen), in dem die Stellung des proximalen (körpernahen) Fragments in Bezug auf das distale (körperferne) Fragment durch Entnahme eines Knochenkeils verändert werden soll. Im Gegensatz zum künstlichen Hüftgelenkersatz, bei dem das komplette Gelenk ersetzt wird, handelt es sich bei der intertrochantären Osteotomie um einen gelenkerhaltenden Eingriff. Es existieren zahlreiche Indikationen für diesen E...     »