3D Fuß- und Unterschenkelscanverfahren zur Bilddokumentation prä- und postoperativ in der Fußchirugie

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1 3D Fuß- und Unterschenkelscanverfahren zur Bilddokumentation prä- und postoperativ in der Fußchirugie Dr. med. A. Gruber Rheuma Therapie Zentrum Nürnberg Dr.- Ing. F. Jäger Explius GmbH M. Jahn IETEC Orthopädische Einlagen GmbH Produktions KG 103 PD. Dr. med. R- Demir MVZ Dr. Demir und Kollegen, Nürnberg Seite 1 10

2 Zielstellung Ziel der Studie ist es die Möglichkeiten eines mobilen 3D Fuß- und Unterschenkelkonturerfassungsverfahren mit 2D Farbbildüberlagerung zur Dokumentation des operativen Eingriffs zu prüfen. Die wichtigsten drei Punkte zur Bewertung waren: Ersten, kann in einem Arbeitsgang der gesamte Fuß und Unterschenkel aus allen Richtungen zur Dokumentation hinreichend genau erfasst werden, zweitens unter welchen Scan-Bedingungen können die Daten erfasst werden und drittens wie sind Nebengrößen wie Handhabung in der Praxis, Programmbedienung und Anbindungsmöglichkeiten an die bestehende Dateninfrastruktur zu bewerten. Seite 2 10

3 Validierung des 3D Scanners Kontrollmessung der Messgüte durch FH Münster Fachbereich Physikalische Technik, Hr. Prof. Peikenkamp Stufe I : 1. Messreihe (10 Probanden je 5 Messungen) Stufe II: 2. Messreihe (12 Probanden je 2 Messungen morgens / 2 Messungen nachmittags) mm Mittelwert über alle Standardabweichung über alle Probanden rechts / links in mm mm Ballenbreite rechts Ballenbreite links mm rechts Fußlänge [mm] links Fußlänge [mm] P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 Seite 3 10

4 Stufe II Validierung des 3D Scanners Messreihe 2 2-faktoriellen ANOVA mit Messwiederholung, Faktoren = Messzeitpunkt (4-stufig) und der Fußseite (2-stufig). Bei signifikanten Unterschieden bezüglich des Messzeitpunkts erfolgte der paarweise Vergleich durch den Bonferroni-Test; p < 0,05. Signifikante Unterschiede zwischen den Messzeitpunkten ergeben sich für die Parameter: Fersenbreite Zehenhöhe Mittelfußhöhe Längsgewölbehöhe Ballenmaß vorderes Spannmaß Die absoluten Unterschiede lagen für: gemessen zwischen den Messzeitpunkten unter 2 mm gemessen im Seitenvergleich unter 2 mm relative Verteilung der Tagesaktivität 2% 2% 8% 15% 2% Stehen Gehen Laufen Sitzen Liegen Sonstige Abb1a. (Fußpositiv in Gips) Abb1b. 71% Abb1a: Fußpositiv mit Nadelköpfen als 3D Scann. Abb1b: Abb1a als 3D Differenzbild ohne und mit Nadelköpfe. Messbarer Unterschied 1 mm. Seite 4 10

5 Methode: Dokumentationsablauf Die Dokumentation unserer Fußpatienten erfolgt prä- und postoperativ mit dem 3-D-Scan und mit prä- und postoperativen Röntgenaufnahmen des betreffenden Fußes im Stehen in zwei Ebenen. Unsere operierten Fußpatienten werden dabei nach Standard präoperativ, 6 Wochen postoperativ, 6 Monate postoperativ und 12 Monate postoperativ so dokumentiert. Beispielhaft sind hier 3 Patienten ausgewählt und dargestellt. Seite 5 10

6 P1: präoperativer Zustand 103 P1: postoperativer Zustand Patient!! K. J., 63jährige Patientin mit Hallux valgus und Hallux elevatus bds., links stärker ausgeprägt als rechts.!! Am erfolgte die Hallux-Operation mit Umstellungsosteotomie modifiziert nach Reverdin/ Green/Laird mit Weichteilakt.!! Die postoperative 3-D-Scan-Kontrolle erfolgte 8 Monate nach der Operation.!! Bei den Messwerten erkennt man eine deutliche Verschmälerung der Ballenbreite von 103mm auf 97mm. Seite 6 10

7 P2: präoperativer Zustand P2: postoperativer Zustand 2. Fall!! R.D., 54jährige Patientin!! Bei der Patientin findet sich ein!! ausgeprägter Hallux valgus mit einem Intermetatarsalwinkel (IMW) von 20 und einem!! Hallux abductus Winkel von 30 rechts sowie eine!! deutliche Instabilität mit Hypermobilität des 1. Metatarsalstrahles.!! Operativ erfolgte die Lapidusarthrodese am rechten 1 Fußstrahl mit einer Gruber-Lapidus-platte (Normed) am !! Die postoperative 3-D-Scan-Dokumenation erfolgte hier nach 7 Wochen. Seite 7 10

8 P3: präoperativer Zustand P3: postoperativer Zustand 3. Fall W.D.!! 58jährige Patientin mit deutlichem Hallux valgus rechts und Spreizfuß mit einem Intermetatarsalwinkel (IMW) von 22 und einem Hallux abduktus Winkel von 30.!! Operativ erfolgte eine Scarf-Osteotomie rechts am !! Die postoperative Kontrolle ist hier nach 9 Monaten erfolgt. Seite 8 10

9 Ergebnisse Zu den in der Zielstellung formulierten Anforderungen an das System wurden folgende Ergebnisse ermittelt: Die Digitalisierung beider Füße im Stand erfolgt in einem Durchgang innerhalb von ca. 4 Minuten Volumenmodell des Fußes bis zu einer Höhe von 350 mm Umfangs- und Längenmaße werden berechnet. Integrierte Echtbildüberlagerung Markierungen auf der Haut möglich Anwendung auf kleinem Raum, Radius = 65 cm, räumliche Auflösung von rund 1 mm, mobiler Einsatz ist gegeben Anbindung an bestehende Dokumentationssysteme, mit geeigneten Schnittstellen ist realisierbar, Gesamtfußbild von dorsal und plantar im Stand über angefügte Schaumabdruckoberfläche kann erzeugt werden. Name Urheber 2012 Seite 9 10

10 Zusammenfassung Der 3D Fußscanner erfüllt die wesentlichen Anforderungen eines Dokumentationssystems zur Nachkontrolle des medizinischen Versorgungsvorgangs nach Fuß, Unterschenkel- und Knieoperationen. Die fotographischen 3-D-Aufzeichnung mit Dokumentation von verschiedenen Messwerten von Fuß- und Unterschenkel ist gut möglich. Seite 10 10