2.2.3.5 Implantation einer Knieendoprothese
In den folgenden Abbildungen werden die einzelnen Schritte für die computer-navigierte Implantation einer Totalendoprothese des Knies mit dem System der Firma Stryker-Leibinger erläutert (Vgl. Abbildung 1 und Endresultat Abbildung 3). Aus Praktikabilitätsgründen wird im Folgenden die Bezeichnung „der Patient“ sowohl für den männlichen Patienten als auch für die weibliche Patientin benützt.
Dem operativen Eingriff gehen ein ausführliches Patientengespräch, eine klinische und radiologische Untersuchung und eine genaue Planung voraus. Zusätzlich erfolgen eine internistische/anästhesiologische Abklärung samt EKG, Lungenröntgenaufnahme und Blutuntersuchung. Die stationäre Aufnahme des Patienten erfolgt üblicherweise am Vortag der Operation.
Bild 0:
Im Operationssaal: Vorbereitung des Patienten
Der Patient erhält nach seinen Wünschen eine Totalnarkose oder eine Teilnarkose bei der nur die Beine betäubt sind. Oft erhält der Patient auch einen sog. periduralen Katheter wodurch beim operierten Bein nach der Operation das Schmerzempfinden ausgeblendet wird. Der Patient auf dem Operationstisch auf dem Rücken gelagert, das Bein wird desinfiziert und abgedeckt (Foto A).
A 
B
Die Operation erfolgt mit einer sogenannten Blutsperre, so dass der Einsatz von Fremd- oder Eigenblut minimiert werden kann.
Das Bild B zeigt eine schematische Darstellung des Patienten auf dem Operationstisch sowie dem Navigationsgerät mit einem Abstand von ca. 1.5 m zum Patienten. Mittels Infrarot-Technik kommunizieren die trackers auf dem Ober- und Unterschenkel bidirektional mit dem Navigationsgerät.
Bild 1:
Setzen der Navigations-"Tracker"
Die sog. trackers werden am Oberschenkel und am Unterschenkel durch zwei kleine Schnitte befestigt. Sie ermöglichen eine exakte Bestimmung aller relevanten Daten während der Operation mit Hilfe des Navigationssytems.
A
A: Befestigung eines tracker am Oberschenkel durch den konventionellen Zugang von 15-18 cm (alte Methode).
B
B: Befestigung der beiden trackers am Ober- und Unterschenkel durch zwei kleine separate Schnitte nach der minimal invasiven Methode mit einem Hautschnitt von nur 8-12 cm (neue und aktuelle Methode).
Bild 2:
Die Ausrichtung der "trackers"
Die Sender für das Navigationsgerät sind angebracht (Foto A). Nun wird die Ausrichtung der Sender in den trackers so gewählt, dass sie ideal mit dem Navigationsgerät und dem darin integrierten Empfänger kommunizieren (Foto B).
A 
B
Bild 3:
Das Kniegelenk wird digitalisiert
Mit Hilfe des sog. pointer werden für dem Operateur wichtige anatomische Bezugspunkte des Knies (z.B. Knochenvorsprünge) digitalisiert (Foto C). Der Operateur kann die entsprechend digitalisierten Punkte direkt am Computerbildschirm sehen und evtl. sofort korrigieren (Foto A).
Alle wichtigen Daten werden direkt während der Operation erfasst, für das Navigationssystem sind daher keine kostspieligen Zusatzuntersuchungen vor der Operation wie Computertomographie etc notwendig. Offene computer-navigierte Technik (Foto B) und minimal invasive computer-navigierte Technik (Foto C).
A
B 
C
Bild 4:
Digitalisierung
Diese Abbildung zeigt nochmals die Digitalisierung mit Hilfe des pointer, der als digitaler Finger des Operateurs dient. Das Navigationssystem zeigt punktgenau die erfasste Anatomie, hier am Beispiel der Digitalisierung des Zentrums der Unterschenkelgelenkfläche (Foto A und Foto B) und der entsprechenden Abbildung auf dem Computer (Foto C).
A
B
C
Bild 5:
Achsen und Kinematik
Durch Bewegung des Kniegelenks werden die Weichteilverhältnisse vor Implantation der Prothese geprüft. Am Bildschirm des Navigationssystems erkennt der Operateur die Achsenverhältnisse des Beines. Diese Abbildung zeigt die Sicht des Operateurs auf den Bildschirm des Navigationssystems bei der Bestimmung der Beinachsen (Foto A) und der Kinematik (Foto B).
A
B
Minimal invasive computer-navigierte Technik MIS (Fotos A-D).
A
B
C
D
Bild 6:
Achsen und Kinematik
Diese Abbildung zeigt die Sicht des Operateurs auf den Bildschirm des Navigationssystems bei der Bestimmung der Beinachsen (Fotos A-C). Der Operateur erhält wichtige Informationen über die Achsenverhältnisse: Varus/Valgus (linkes Bild), Flexion/Extension (mittleres Bild), und Innenrotation/Aussenrotation (rechtes Bild) (Fotos A und B).
A 
B
Bild 7:
Oberschenkelknochen, tracker und navigierter Schnittblock
Diese Abbildung zeigt den Oberschenkelknochen mit den "trackers" für das Navigationssystem und den Schnittblock (Hier mit der fixierten Schnittmaske, sog. “Dedicated Jig” (Fotos A und B). Diese alte Technik ist heute durch die mobile Schnittblocktechnik ersetzt (s. unten).
A 
B
MIS Technik mit dem mobilen Schnittblock (Fotos A und B).
A
B
B Technik mit einem mobilen Schnittblock: Der Chirurg stellt den Schnittblock in die gewünschte Position gemäss Varus/Valgus, Flexion/Extension und Slope anhand der Daten auf dem Computer ein (Foto A). Der Schnittblock wird dann in der gewünschten Position mit kleinen Nägeln fixiert. Anschliessend wird der entsprechende Knochenschnitt mit der Säge durchgeführt (Foto B).
Bild 8:
Einstellung der Rotation der femoralen Komponente
(Prothesendrehung des Oberschenkelanteils)
Die MIS Technik mit einem mobilen Schnittblock (Foto A).
A
Sicht auf den Computerbildschirm mit Einstellung der gewünschten Position des mobilen Schnittblockes (Foto B).
B
Bild 9:
Genauigkeit
Auf 0,3 Millimeter oder 0.3 Grad genau wird mit Hilfe des Navigationssystems der Sägeschnitt für den Oberschenkelknochen (Fotos A und B) eingestellt.
Bild 10:
Knochensäge des Femurs
Der Operateur sägt den Oberschenkelknochen für einen späteren optimalen Sitz der Prothese zurecht. Offene computer-navigierte Technik (Foto A) und minimal invasive computer-navigierte Technik (Foto B).
A 
B
Bild 11:
Schnitt des Tibiaplateaus und Kontrolle der Rotationsverhältnisse der tibialen Komponente
(Ausrichtung des Unterschenkelteils der Knieprothese).
A
Minimal invasive computer-navigierte Technik mit mobilem Schnittblock (Foto A).
Kontrolle der Rotationsverhältnisse der tibialen Komponente mit Hilfe der Navigation (Foto B).
Bild 12:
Kontrollmöglichkeiten
Obwohl das Navigationssystem komplett vom Operateur gesteuert wird, kann jederzeit ein Assistent im Operationssaal am Computer die Daten überprüfen.
Bild 13:
Implantation der Probeprothese
Nachdem der Oberschenkel- und Unterschenkelknochen für die Implantation vorbereitet sind, setzt der Operateur zunächst eine Probeprothese ein. Offene computer-navigierte Technik (Foto A) und minimal invasive computer-navigierte Technik (Foto B).
A
B
Bild 14:
Überprüfung des Prothesensitzes
Der Sitz der Probeprothese wird mit Hilfe des Navigationssystems überprüft. Erst wenn der Operateur mit dem Ergebnis 100%-ig zufrieden ist, wird die definitive Prothese implantiert. Kontrolle der Varus/Valgus- und Flexion/Extension- Stellungsverhältnisse der femoralen Komponente (Foto A) und Prüfung der Kinematik (Fotos B und C).
A
B
Bild 15:
Ende der Operation
Nach ca. 1h 45 ist die Operation vorüber und die Haut wird wieder geschlossen. Das Endresultat ist auf der Abbildung 3 und 7 sichtbar. Offene computer-navigierte Technik (Foto A) und minimal invasive computer-navigierte Technik (Foto B).
A 
B
Narbe bei einer minimal invasiven computer-navigierten Technik (Foto A). Der Patient steht aufrecht (Foto B).
Bild 17:
Seine radiologischen Aufnahmen vor und nach der Operation
Orthoradiogramm im Stehen: Präoperative Aufnahme bei einer Varusgonarthrose links von 20 (Foto A) und postoperative Aufnahme nach MIS computer-navigierten Implantation Knie TP (NRG System der Firma Stryker) links mit einer geraden Beinachse (Foto B).
A 
B
2.2.3.6 MIS - Computer-navigierte Implantation einer Knie Total Prothese
Die minimal invasive Chirurgie (englisch „MIS= Minimally Invasive Surgery“) erlaubt die Implantation einer Knieprothese durch einen kleinen Hautschnitt unter maximaler Schonung der Weichteile. Der Hauptzweck dieser neuen Operationsmethode ist die Reduktion des chirurgischen Traumas unter minimaler Beschädigung des Knochen und der Weichteile. Dank dieser minimal invasiven Technik ist es zudem möglich, den Hautschnitt von 15-18 cm auf 8-12 cm zu reduzieren. Dies erlaubt eine Schonung der Muskulatur und der Bänder. Weniger postoperative Schmerzen und eine raschere Rehabilitation sind die Folge dieser neuen Operationsmethode.
Eben diese neue Operationsmethode kann aber auch gefährliche Komplikationen verursachen, wenn der Eingriff nicht durch ein eingespieltes Operationsteam durchgeführt wird. Durch den kleinen Zugang hat der Operateur nur eine beschränkte Sicht auf das Operationsgebiet, daraus kann bei falscher Einschätzung der Verhältnisse eine falsche Position der Prothese mit einer Malposition und Instabilität der femoralen und tibialen Komponente resultieren.
Dank der Unterstützung der Navigation ist es dem erfahrenen Operateur aber möglich, auch durch diesen kleinen Zugang eine präzise Einstellung der Position und der Stabilität der femoralen und tibialen Komponente mit einer Fehler von nur 0.3 mm oder 0.3 Grad zu erreichen.
Die Vorteile dieser Operationsmethode sind nicht nur eine Reduktion der postoperativen Schmerzen sondern auch eine raschere postoperative Rehabilitation und eine frühere Belastung der Knieprothese: Der Patient kann nach 3-4 Tagen ohne Stöcke mit voller Belastung laufen. Das ist aber nur möglich wenn die Prothese sowohl in der Achse und Rotation als auch in der Stabilität der Bänder perfekt eingebaut wird. Nur minimale Veränderungen davon können Schmerzen und eine frühe Lockerung der Prothese verursachen, was wiederum einen frühzeitigen Prothesenwechsel mit hohen Folgekosten notwendig macht.
Diese neue Operationsmethode braucht keine zusätzlichen radiologischen oder computer-tomographischen Vorabklärungen und kann nach einer gewissen Erfahrung auch die Operationsdauer reduzieren. Die Rehabilitation sowie die Hospitalisationsdauer des Patienten werden kürzer, die Lebensdauer der Prothese wird länger.
Unter diesen Aspekten wird die Computernavigation in Zukunft eine Reduktion der Kosten für das Gesundheitswesen hervorrufen, die computer-assistierte Navigation wird aber nie die Erfahrung des Chirurgen ersetzten können.
Gonarthrose:
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