| Ulrich Stöckle
: Schräg dorsaler Beckenfixateur - Ein neues Konzept zur Beckenstabilisierung Klinische und biomechanische Grundlagen, Entwicklung, Biomechanische Testung |
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Aus der
Klink für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie
der
Medizinischen Fakultät Charité
der
Humboldt- Universität zu Berlin
(Direktor: Univ. –Prof. Dr. med. Norbert Haas)
Schräg dorsaler Beckenfixateur -
Ein neues Konzept zur Beckenstabilisierung
Klinische und biomechanische Grundlagen,
Entwicklung, Biomechanische Testung
Habilitationsschrift
Zur Erlangung der Venia legendi für das Fach Unfallchirurgie
vorgelegt der Medizinischen Fakultät
der Humboldt- Universität zu Berlin
von
Dr. med. Ulrich
Stöckle
Berlin 2001
Datum der Einreichung der Habilitationsschrift: 22.02.2001
Gutachter:
1. Prof. Dr. Reinhold Ganz, Inselspital Bern, Ch
2. Prof. Dr. H. Zwipp, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, D
Datum der Habilitation: 6. November 2001
Inhaltsverzeichnis
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1
Inhaltsverzeichnis
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2
Einleitung
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3
Anatomie des Beckens, Biomechanische Grundlagen
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3.1 Anatomie des Beckens
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3.1.1 Ossäre Bestandteile
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3.1.2 Ligamentäre Bestandteile und Gelenke
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3.1.3 Nerven und Gefäße
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3.1.4 Muskuläre Strukturen
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3.2
Biomechanische Grundlagen
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3.3
Biomechanik des verletzten Beckenringes
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3.3.1 Punktuelle Krafteinwirkungen
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3.3.2 Kompression in a.p.- Richtung
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3.3.3 Laterale Kompression
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3.3.4 „Vertical shear“- Verletzungen
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4
Diagnostik und Klassifikation
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4.1 Diagnostik der Beckenverletzungen
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4.2 Klassifikation von Beckenringverletzungen
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4.2.1 AO- Klassifikation
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4.2.2
OTA- Klassifikation
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4.2.3 Klassifikation der Sakrum- Frakturen
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5
Klinische Grundlagen
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5.1 Historischer Überblick
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5.2
Aktueller Stand
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5.3
DGU Multizenter Studie
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5.3.1 Allgemeine Daten, Unfallursachen, Klassifikation
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5.3.2 Therapie
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5.3.2.1 Notfallstabilisierung
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5.3.2.2 Verletzungsspezifische Behandlung
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5.3.3 Nachuntersuchung
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5.4
Eigene klinische Erfahrungen
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5.4.1 Therapiekonzept
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5.4.2 Auswertung
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5.4.3 Ergebnisse
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5.4.4 Nachuntersuchung
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5.4.4.1 Ergebnis- Score bei Becken B- Verletzungen
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5.4.4.2 Ergebnis- Score bei Becken- C- Verletzungen
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5.4.5 Zusammenfassung
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5.5
Zusammenfassung und Problemstellung
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6
Zielsetzung
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7
Entwicklung des neuen Fixateurs
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8
Material und Methoden
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8.1 Testreihen an Kunststoffbecken
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8.2 Testreihe an Humanpräparaten
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9
Ergebnisse
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9.1 Testreihen an Kunststoffbecken
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9.1.1 Vermessen der Kunststoffbecken
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9.1.2 Meßgenauigkeit
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9.1.3 Erste Testreihe
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9.1.3.1
Montageanleitung des optimierten schräg dorsalen Fixateurs
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9.1.3.2 SCHANZ-Schrauben unter Last
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9.1.4
Zweite Testreihe
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9.1.4.1 Supraacetabulärer Fixateur
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9.1.4.2
Beckenzwinge (ACE-Clamp) + supraacetabulärer Fixateur
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9.1.4.3 Schräg dorsaler Fixateur, ohne Vorspannung
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9.1.4.4
Schräg dorsaler Fixateur, verspannt
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9.1.4.5
Gesamtauswertung zweite Testreihe
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9.1.5
Dritte Testreihe
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9.1.5.1
Supraacetabulärer Fixateur
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9.1.5.2
Beckenzwinge mit Supraacetabulärem Fixateur
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9.1.5.3
Schräg dorsaler Fixateur ohne Vorspannung
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9.1.5.4
Schräg dorsaler Fixateur, verspannt
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9.1.5.5
Gesamtauswertung dritte Testreihe
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9.1.6
Vierte Testreihe
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9.2
Testreihe an Humanpräparaten
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9.2.1 Supraacetabulärer Fixateur
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9.2.2
Schräg dorsaler Fixateur
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9.2.3
Interne Stabilisierung mit DCP Doppelplattenosteosynthese
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9.2.4
Gesamtauswertung Humanpräparate
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10
Diskussion
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10.1 Versuchsaufbau, Beckenmodelle
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10.2
Versuchsaufbau Humanpräparate
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10.3 Meßverfahren
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10.4 Ergebnisse
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10.4.1 Schräg dorsaler Fixateur
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10.4.2 Interne Stabilisierungsverfahren SI Gelenk
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11
Zusammenfassung und Ausblick
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Danksagung
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Literaturverzeichnis
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Anhang
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Eidesstattliche Versicherung
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LEBENSLAUF
Tabellen
Bilder
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Abbildung 1: Das knöcherne Becken zerfällt ohne ligamentäre Verbindungen in drei Einzelteile
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Abbildung 2: Pyramidenmodell der Kraftverteilung im Zweibeinstand (modifiziert n. Tile [183])
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Abbildung 3: Kräfteverlauf im intakten Beckenring (Seitschnitt)
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Abbildung 4: Symphysensprengung bei open- book- Verletzung
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Abbildung 5: Laterale Kompressionsverletzung
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Abbildung 6: Einseitige vertical shear- Verletzung
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Abbildung 7: Klinisches Beispiel einer vertical shear- Verletzung
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Abbildung 8: Standard- Röntgenaufnahmen bei Beckenringverletzungen
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Abbildung 9: Typ A-, B- und C- Verletzungen nach AO- Klassifikation
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Abbildung 10: AO Klassifikation Beckenverletzungen Typ B
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Abbildung 11:AO Klassifikation Beckenverletzungen Typ C
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Abbildung 12: Os sacrum- Frakturzonen nach Denis et al [21]
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Abbildung 13: Beckenschwebe
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Abbildung 14: Beckenfixateur n. Slätis (aus H. Rieger: Das instabile Becken [147])
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Abbildung 15: Pittsburgh triangular frame (aus H. Rieger: Das instabile Becken [147])
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Abbildung 16a,b: Fixateur Rahmenkonstruktion und Dreiecksmontage
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Abbildung 17: Unfallursachen aus der Literatur in Prozent
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Abbildung 18: Klassifikation der Beckenringverletzungen in unterschiedlichen Studien
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Abbildung 19a-c: Stabilisierung mit Beckenzwinge und Fixateur bei SI Sprengung bds. (AO C 3.1)
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Abbildung 20a,b: Supraacetabulärer Fixateur externe
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Abbildung 21: De Bastiani Fixateur (Abb aus Egbers HJ: Die äußere Stabilisierung des Beckens [39])
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Abbildung 22: Komplexe Fixateurkonstruktion n. Egbers (Abb. Aus Egbers HJ: Die äußere Stabilisierung des Beckens [39])
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Abbildung 23: Plattenosteosynthese der Symphyse
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Abbildung 24: Plattenosteosynthese der rechten SI- Fuge und der Symphyse bei C1-Verletzung
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Abbildung 25a-c: Verschraubung der SI- Fuge beidseits bei beidseitiger SI-Gelenksprengung,
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Abbildung 26: Distraktionsspondylodese und SI- Verschraubung nach AO- C1- Verletzung links
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Abbildung 27: Algorithmus zur Behandlung instabiler Beckenverletzungen
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Abbildung 28: Altersverteilung der Patienten mit B- und C- Verletzungen (n= 140)
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Abbildung 29: Unfallursachen in Prozent
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Abbildung 30: Nachuntersuchungsergebnisse nach B- Verletzungen
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Abbildung 31: Nachuntersuchungsergebnisse nach C- Verletzungen
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Abbildung 32: Schanz-Schraubenapplikation des Schräg dorsaler Fixateurs
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Abbildung 33: Neuer Fixateur mit steiler schräg dorsaler Schanz-Schraube
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Abbildung 34: Montageprinzip zur Kompressionserhöhung
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Abbildung 35: Theoretische Überlegung zur asymmetrischen Applikation
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Abbildung 36: Prinzip der Verspannung des Fixateurs
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Abbildung 37: Versuchsaufbau im Biomechaniklabor
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Abbildung 38: Kunststoff- Beckenmodell
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Abbildung 39: Kunststoff-Beckenmodell mit dorsaler Bändersimulation bds.
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Abbildung 41: Einbeinstandmodell
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Abbildung 42: Materialprüfmaschine
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Abbildung 43: Lasteinleitung
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Abbildung 44: Magnetfeldwegaufnehmersystem motion tracker
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Abbildung 45: Positionierung der elektromagnetischen Sensoren
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Abbildung 46: Krafteinleitung
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Abbildung 47: Versuchsaufbau in der Pathologie
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Abbildung 48: Anordnung der LED`s und der Infrarotkameras
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Abbildung 49: Aufbau der Meßgenauigkeitsprüfung
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Abbildung 50: Meßgenauigkeitsprüfung
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Abbildung 51: Kräfte in den Muskelsimulationen
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Abbildung 52: Varianten des neuen schräg dorsalen Fixateur externe
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Abbildung 53: Versuchsplan als Organigramm dargestellt
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Abbildung 54: Vektorbeträge aller Versorgungsmodelle exemplarisch am Becken 3
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Abbildung 55: Vektorbeträge max und min bei 100 N für alle Becken
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Abbildung 56: Vergleich aller Versorgungsmodelle bei 150 N
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Abbildung 57: Vektorbeträge max und min bei 200 N für alle Becken /
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Abbildung 58: Mittelwerte der Hoch- und Tiefpunkte je Versorgungstyp
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Abbildung 59: Erste gebogene Verbindungsstange
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Abbildung 60: Zweite gebogene Verbindungsstange
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Abbildung 61: Dritte gebogene Verbindungsstange
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Abbildung 62: Biegung der schräg dorsalen SCHANZ-Schraube (5 mm) unter Last
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Abbildung 63: Testung der intakten Becken, Testreihe 2
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Abbildung 64: Belastungszyklische Dislokationen
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Abbildung 65: Belastungszyklische Dislokationen bei Versorgung mit der Beckenzwinge
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Abbildung 66: Belastungszyklische Dislokationen, Schräg dorsaler Fixateur ohne Vorspannung
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Abbildung 67: Belastungszyklische Dislokationen, Schräg dorsaler Fixateur, verspannt
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Abbildung 68: Die durchschnittliche Dislokation in mm für jeden Versorgungstyp
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Abbildung 69: Rotation
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Abbildung 1: Belastungszyklische Dislokation
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Abbildung 2: Belastungszyklische Dislokation
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Abbildung 3: Belastungszyklische Dislokation
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Abbildung 4: Belastungszyklische Dislokation
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Abbildung 5: Anzahl der Becken, die den Belastungsstufen standgehalten haben
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Abbildung 6: Gesamtauswertung Translation
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Abbildung 7: β Rotation – gesamt
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Abbildung 8: Belastungszyklische Dislokation in mm, Sawaguchi Platte
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Abbildung 9: Translation in mm bei Stabilisierung mit zwei DCP
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Abbildung 10: Lastabhängige Dislokation in mm, SI Schraube
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Abbildung 11: Lastabhängige Dislokation in mm, Schräg dorsaler Fixateur
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Abbildung 12: Lastabhängige Dislokationen der einzelnen Stabilisierungen im Vergleich
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Abbildung 13: Lastabhängige Dislokation
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Abbildung 14 a und b: Lastabhängige Dislokation
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Abbildung 15: Lastabhängige Dislokation
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Abbildung 16: Durchschnittliche Dislokation der einzelnen Stabilisierungen
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Abbildung 17: Vereinfachte Darstellung der durchschnittlichen Dislokation bei Testung an den Humanpräparaten
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Abbildung 17: Vereinfachte Darstellung der durchschnittlichen Dislokation bei Testung an den Humanpräparaten
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Abbildung 18: Prototyp des SI Fixateur interne
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| DiML DTD Version 4.0 | Zertifizierter Dokumentenserver der Humboldt-Universität zu Berlin | HTML-Version erstellt am: 09.06.2005 |