Het Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ontwikkelde een volledig nieuwe meettechniek, waarmee de orthopedische chirurgen in staat zijn om de beenlengte van hun patiënten veel nauwkeuriger te kunnen vaststellen. Deze nieuwe methode was deze week eerder te zien op de Medtec expo in Stuttgart (D).
Als een patiënt een nieuwe heup krijgt, dan is deze normaal gesproken een benadering van de juiste beenlengte. Grotere nauwkeurigheid vraagt om een aangepaste, meer nauwkeurige meetprocedure en een verstelbaar implantaat. Een nieuwe meetmethode, gekoppeld aan een modulaire implantaat moet het mogelijk maken, dat de orthopedisch chirurg een nauwkeurige kalibrering van de beenlengte kan uitvoeren na de operatie, zodat deze zo dicht mogelijk bij de oorspronkelijke lengte komt.
Een pijnlijke heup voelt minder stabiel aan en ook is de bewegingsvrijheid anders. Voor veel patiënten betekent dit een nieuwe kunstheup. Het gaat hierbij om meer dan 200.000 mensen, alleen al in Duitsland. Fabrikanten van deze implantaten hebben verschillende uitdagingen, zoals de breuk van kunstledematen. Orthopedische chirurgen beschikken op dit moment nog niet over een geschikte meetprocedure voor het nauwkeurige vaststellen van de beenlengte of instelbare heupgewrichten. Hierdoor kan het been na de operatie in feite dus langer of korter zijn dan normaal. Dat levert weer problemen op voor de wervelkolom, die moeten worden opgelost, voordat met schoenaanpassing wordt gewerkt.
De onderzoekers van Fraunhofer werken samen met diverse projectpartners aan het nieuwe systeem: de Clinic for Orthopedics, Trauma Surgery and Plastic Surgery van het Leipzig University Hospital, University of Applied Sciences Zwickau en het Research and Transfer Centre, AQ Implants GmbH en MSB-Orthopädie-Technik GmbH. “De foutmarge in onze methode is minder dan 1 cm”, verklaart dr. Ronny Grunert, onderzoeker bij IWU. “We kunnen dit zelfs nog omlaag brengen tot ca. 5 mm”. De gebruikelijke methode vraagt om de beenlengte vast te stellen met een meetlint, wat een verschil kan opleveren tot wel 2 cm.
Meetmethode
Zo werkt het: de patiënt krijgt een liggende houding, waarna de arts een kleine plastic doos met daarin twee LED’s aanbrengt op de patiënt. De arts gaat daarna bij de hiel staan en beweegt deze op en neer. Bij die beweging maken de twee LED’s een boog, die wordt vastgelegd met een camera, die staat opgesteld aan de zijkant op ongeveer 1,5 m afstand. Het principe lijkt op een kompas. Het heupgewricht, waaraan het been hangt, is het belangrijkste punt op het kompas, waarbij de LED’s functioneren als een soort potlood. Als het been bijvoorbeeld korter of langer wordt, verandert dit de door de LED’s beschreven boog.
De arts doet de meting twee maal, de eerste keer voor de operatie, de tweede keer, nadat het implantaat voorlopig is geplaatst. De plastic doos blijft op het been tijdens de operatie. Een softwareprogramma vergelijkt beide bogen om vast te stellen of het been dezelfde lengte heeft als voor de operatie. Indien noodzakelijk kan de arts een bijstelling doen aan de kunstheup. De testen van het prototype van het meetsysteem waren al een succes bij het Leipzig University hospital. Er zijn plannen voor een medische test later in het jaar en het complete systeem kan over twee jaar rijp zijn voor de markt.
Onbreekbare, instelbare kunstheup
De onderzoekers van Fraunhofer verbeterden de heupimplantaat, ook nu weer in samenwerking met partners uit de industrie, medische wereld en research. “We hebben een implantaat ontwikkeld dat kan worden afgesteld op elke individuele patiënt”, zegt Grunert. De clou was om afstand te nemen van de geprefabriceerde implantaten in diverse maten en over te stappen op het gebruik van dit modulaire systeem. Hierbij kan de arts de juiste keuze maken voor zowel de kom als de kop van de implantaat. Nu meet de arts de beenlengte en kan hij, indien noodzakelijk, de separate delen van het gewricht verwisselen voor een beter passende set of ze opnieuw instellen.
Een ander voordeel van deze kunstheup is, dat de kunstheup minder gevoelig is voor breuk dan de conventionele modulaire modellen met de conische klemring. De arts slaat de stempel van de kunstheup tijdens de operatie met een ferme klap van een hamer op zijn plaats. Dit zet een enorme spanning op de verbinding, met name op de conische ring. En als de delen aan elkaar zijn verbonden, zijn ze nagenoeg onmogelijk weer te scheiden om ze na te stellen. Dat is niet het geval bij de speciale schroeven, die de delen van de nieuwe implantaatverbinding bij elkaar houden. Het punt, waar deze mechanische verbinding zit, is mechanisch stabiel en voorkomt breken van het implantaat.
Het nieuwe systeem is ontwikkeld binnen het samenwerkingsverband, de ‘artificial joints’, die is opgezet door het ministerie van Economie en Energie (BMWi). De coördinatie lag bij Fraunhofer IWU.
