Personalisiertes dynamisches 3D Modell des Kniegelenks

Hintergrund: Mit dem geplanten Projekt soll ein personalisiertes dynamisches 3D Computer Model des menschlichen Kniegelenks entwickelt werden. Die Computersimulation der Gelenke hat in der Biomechanik in den letzten Jahren grosses Interesse erfahren. Basieren die zur Zeit vorliegenden Computermodelle alle auf Daten und Berechnungen aus Literatur und Leichenexperimenten, so stellt das hier präsentierte Projekt einen neuen individualisierten Zugang der Untersuchung der Gelenkskinematik dar. Methodik: Mittels Magnetresonanztomographieaufnahmen (MRT) gesunder Probanden werden Computer Modelle des Kniegelenks angefertigt. Neben den knöchernen Strukturen, werden die Kreuz- und Seitenbänder sowie die Menisken in das Model inkludiert. Bewegungsaufnahmen der MRT ermöglichen die personalisierte Berechnung der Gelenkskinematik. Es können dann die Bewegungen aller sechs Freiheitsgrade zwischen den Probanden verglichen werden. Als zweiter Schritt werden Probanden mit vorderer Kreuzbandinsuffizienz (VKB) untersucht, wobei die Kinematik des gesunden als auch des verletzten Kniegelenk berechnet werden. Letztendlich wird die Rekonstruktion des VKB am Modell simuliert, mit dem Ziel die Gelenkskinematik im Vergleich zur kontralateralen Seite wiederherzustellen. Ziel und Perspektiven: Mit der Entwicklung personalisierter dynamischer 3D Computer Modelle, steht eine neue nichtinvasive Methode zur Untersuchung der individuellen Gelenkskinematik und deren Veränderungen nach Verletzung zur Verfügung. Weiters kann die Simulation der postoperativen Kinematik dem Chirurgen bereits präoperativ wichtige theoretische Informationen zur Wiederherstellung des Bewegungsablaufes und der Gelenksstabilität liefern.

Ziel des Projektes war es, das individuelle Bewegungsmuster des Kniegelenkes darzustellen. Mit einer Kombination von statischen Magnetresonanzbildern und Sequenzen des Gelenks in Bewegung koennen saemtliche Strukturen dargestellt und das 3D Bewegungsmuster auf individueller Basis erfasst werden. Das soll die Grundlage fuer die naechsten Schritte unserer Forschungsarbeit darstellen, wo wir veruchen werden, den Einfluss von Bandverletzungen bzw. deren chirurgische Rekonstruktion auf das individuelle Bewegunsmuster zu erarbeiten, um ein Instrument zu kreieren, personalisierte rekonstruktive Kniechirurgie betreiben zu koennen.