ROTAMETER

Research Project : Analyse der Kraftübertragung im Kniegelenk

Project Leader: Stefan Maas

Research Team: Simon Pierre Njiengoué Touko (Ph.D.), Arno Zürbes, Danièle Waldmann

Research Domaine: Engineering

Project Period: 01.03.2009 – 30.09.2011

Partners : Clinique D'Eich, Centre Hospitalier Luxembourg (CHL)

Objectives:

In diesem Projekt will die Universität in Luxemburg zusammen mit der Orthopädie des Centre Hospitalier de Luxembourg (CHL), Clinique d’Eich die Kraftübertragung im Knie genauer ermitteln. Es sollen die Kräfte in Sehnen, Bändern und Knochen bei speziellen Bewegungsabläufen berechnet und soweit möglich experimentell bestätigt werden. Alle medizinischen Untersuchungen (klinische Messgeräteerprobung und Kadaverstudien) erfolgen in der Clinique d’Eich und die Berechnungen an der Universität von Luxemburg. Zur Berechnung wird neben der finiten Element Methode (FEM) das neu entwickelte Mehrkörpersimulationsprogramm ‚ANYBODY’ www.anybodytech.com eingesetzt. Speziell für das Kniegelenk wurde in Luxemburg im Rahmen von mehreren Diplomarbeiten ein Messgerät („Rotameter“) entwickelt, welches die tibiofemorale Rotation und die dazu erforderlichen Drehmomente im Kniegelenk des Knies von außen am lebenden Patienten nicht invasiv messen kann, womit sich viele medizinische Fragestellungen rund um Knieverletzungen, Operationstechniken, Endoprothetik und Erkrankungen im Bezug auf die Rotationsstabilität untersuchen lassen. Dieses Rotameter befindet sich derzeit in der klinischen Erprobung und liefert viel versprechende Ergebnisse, so dass es gerätetechnisch weiter verbessert werden soll, wozu auch numerische Simulationen (FEM, ANYBODY) notwendig sind.

Unter anderem wurden bei Studien an Leichen invasiv Marker an den Knochen befestigt werden, die mit Hilfe der Knienavigation eine genaue Bestimmung des Verdrehwinkels zwischen Tibia (Unterschenkelknochen) und Femur (Oberschenkelknochen) zuließen, was beim lebenden Menschen nur schwer möglich ist. Die dort erhaltenen Kennlinien zeigen eine größere Steifigkeit, was aufgrund der Messmethodik auch logisch erscheint. Durch die vorangehenden Berechnungen und einigen Körperdaten (Geschlecht, Gewicht, …) soll die Entwicklung von Korrekturkurven für die Messwerte des Rotameters untersucht werden, so dass aufgrund dieser nicht invasiven Messung eine bessere medizinische Bewertung der Rotationsstabilität des Knies möglich ist.