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TU Berlin

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Untersuchung der Möglichkeiten einer funktionellen Bewertung orthopädischer Hilfsmittel mit Hilfe offener Magnetresonanztomographen

Partner/Auftraggeber:

Otto Bock Stiftung
Max-Näder-Str.15
37115 Duderstadt

sowie Stiftung Oskar-Helene-Heim und HELIOS Klinikum Emil-von-Behring

Zeitraum: 01.02.2008 – 31.05.2010

Bearbeiter: Dipl.-Ing. Martin Tettke

Mitarbeiter: Annegret Niesche, Anna-Luisa Uhlitz

Volumen: 187.273 €

Zielsetzung

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts werden am Beispiel von Kniegelenkorthesen Methoden entwickelt, orthopädische Hilfsmittel unter physiologischer Belastung zu bewerten.

Als Hintergund ist zu sehen, dass Hersteller für die Aufnahme ihrer Produkte in das Hilfsmittelverzeichnis der gesetzlichen Krankenkassen laut SGB V §139 Absatz 2, Satz 1 grundsätzlich „die Funktionstauglichkeit und den medizinischen Nutzen des Hilfsmittels“ nachzuweisen haben. Für die meisten Indikationen z.B. der Knieorthesen-Versorgung ist der medizinische Nutzen unklar bzw. nicht durch klinische Studien belegt, so dass eine kontroverse Debatte über die Effektivität von Orthesen geführt wird. Es sind Bestrebungen seitens der Krankenkassen zu beobachten, die Routineversorgung mit Orthesen für bestimmte Indikationen (z.B. postoperativ) abzuschaffen.

Mit Hilfe dieses Forschungsvorhabens soll gezeigt werden, dass neben zeit- und kostenintensiven Studien auch mittels des Einsatzes modernster Forschungs- und Bildgebungsmethoden im Bereich der technischen Orthopädie Aussagen über den medizinischen Nutzen von Hilfsmitteln getroffen werden können.

Bisherige Ansätze der Bewegungsanalyse – neben der Gangbildanalyse, welche die bisher nicht zufriedenstellend geklärte Problematik der Weichteilverschiebung aufweist – fanden meist unter Verwendung ionisierender Strahlen („Röntgen“ oder „Fluoroskopie“) statt, so dass eine nicht direkt medizinisch induzierte Anwendung dieser Verfahren aus ethischen Gründen ausscheidet.

In den letzten Jahren kamen jedoch Niederfeld-Kernspintomographen mit Permanentmagneten und um 90° in vertikale Richtung schwenkbarer Patientenliege (z.B. ESAOTE G-Scan mit 0,25 T) auf den Markt. Zwar führt das Niederfeld zu einer Einschränkung des Anwendungsspektrums gegenüber konventionellen Hochfeld-Tomographen, doch bieten diese Geräte im Gegenzug erstmalig Möglichkeiten der nicht-ionisierenden Bildgebung unter physiologischer Belastung.

Im Rahmen des hier beschriebenen Projektes werden mit Hilfe eines ESAOTE G-Scans Bilddaten unter diskreten Flexionsgraden mit und ohne angelegte Orthese gewonnen, wobei eine Auswahl schneller MR-Sequenzen, welche nur Ausschnitte knöchernder Strukturen sowie die MR-Marker der Orthese abbilden, physiologisch sinnvolle Belastungssituationen erlaubt.

Diese ermöglichen eine Berechnung der funktionellen Knieachse sowie eine Bewertung des Einflusses der Orthese auf diese Achse. Mittels einer vorab erstellten dreidimensionalen Vermessung der Orthese (Streifenlichtscan) und der Verwendung MR-sensitiver Marker während der Bildgebung lässt sich die Orthese über der Anatomie modellieren.

Eine Vergleichbarkeit der Aufnahmen untereinander sowie die Berechnung der funktionellen Achsen wird mittels Segmentierung und Registrierung der Ausschnitte knöchernder Strukturen auf eine vorab im Liegen durchgeführte Turbo-3D-Sequenz, welche die knöchernden Strukturen komplett abbildet, erreicht. Femur und Tibia können auf diese Art dreidimensional rekonstruiert im Raum abgebildet werden.

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