26dkou58710.3205/26dkou587urn:nbn:de:0183-26dkou5877Meeting AbstractDer „OpenKneeNavigator“ – Proof of concept eines open-source-Programms zur Etablierung eines optischen TrackingsystemsGellhausGellhausFlorianFKlinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Kiel, DeutschlandAnatomisches Institut, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, DeutschlandauthorKlimekKlimekMatthiasMKlinik für Unfall-, Hand-, und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Münster, Münster, DeutschlandauthorAlbertAlbertAlinaAKlinik für Unfall-, Hand-, und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Münster, Münster, DeutschlandauthorDeichselDeichselAdrianAKlinik für Unfall-, Hand-, und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Münster, Münster, DeutschlandauthorMoradiMoradiBabakBKlinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Kiel, DeutschlandauthorSeekampSeekampAndreasAKlinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Kiel, DeutschlandauthorHorstHorstKlemensKKlinik für Unfall-, Hand-, und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Münster, Münster, DeutschlandauthorKurzKurzBodoBAnatomisches Institut, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, DeutschlandauthorWedelWedelThiloTAnatomisches Institut, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, DeutschlandauthorKittlKittlChristophCKlinik für Unfall-, Hand-, und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Münster, Münster, DeutschlandauthorBehrendtBehrendtPeterPKlinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel, Kiel, DeutschlandOrthopädische Chirurgie Kiel, Kiel, DeutschlandauthorGerman Medical Science GMS Publishing House
Düsseldorf
61020261020germThis is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License.Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung).M0659587Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und UnfallchirurgieDeutsche Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische ChirurgieDeutsche Gesellschaft für UnfallchirurgieBerufsverband für Orthopädie und UnfallchirurgieDeutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2026)Poster experimentell | Frakturheilung und BewegungsanalyseBerlin2026102020261023DKOU26_Abs_1106TextZielsetzung und Fragestellung: Kommerzielle Messsysteme für die biomechanische Forschung sind häufig teuer in der Anschaffung. Ziel dieser Arbeit war es, ein open-source Biomechanik-Messsystem zu validieren, welches mithilfe eines in vielen Kliniken verfügbaren chirurgischen Navigationssystems (z.B. Brainlab, Firma NDI) Kniegelenkskinematiken erfassen kann.Material und Methoden: Es wurde die Open-Source-Software OpenKneeNavigator entwickelt, die optische Marker des Navigationssystems in Echtzeit erfasst, femorale/tibiale Referenzrahmen über Pointer-basierte Landmarken definiert und eine tibiofemorale 6-Degree-of-Freedom (DOF) Kinematik nach dem von Grood-Suntay beschriebenen Koordinatensystem ausgibt. Zur Etablierung des Messsystems wurde eine Vergleichsmessung an fünf Körperspenderkniegelenken gegenüber einem 6-DOF-Industrieroboter (KUKA KR 60-3) mit Kraft-Momenten-Sensor (ATI Theta) durchgeführt, welcher mittels SimVitro (Cleveland Biomechanics Lab) betrieben wird. Es wurde ein biomechanisches Testprotokoll mit 89 N anteriorer Translation [AT], 5 Nm Innen-/Außenrotation [IR/AR] und 8 Nm Varus/Valgus-Rotation [VR/VL]) verwendet. Verglichen wurden die kinematischen Messungen des Roboters gegenüber der OpenKneeNavigator-Methodik mittels Bland-Altman-Test, Pearson-Korrelation und Intraclass Correlation Coefficient (ICC). Ergebnisse: Die Bland–Altman-Analyse zeigte geringe systematische Abweichungen für Varus- und Valgusrotation (mittlere Abweichung von 0,05° bei VL [95% CI -0,28; 0,19)] und 1,83° bei VR [95% CI 1,53; 2,12]). Für die Bewegung aus der Innen- in die Außenrotation (Intervall der Bewegungen) zeigte sich eine geringe Abweichung von im Mittel 1,91° (95% CI 1,57; 2,25) bei hoher Korrelation der Messmethoden (r = 0,99). Die Intervallmessung der Bewegung aus dem Varus in den Valgus ergab eine mittlere Abweichung von 1,86° (95% CI 1,51; 2,22; r = 0,96). Die anteriore Translation zeigte eine konstante Messabweichung von 3,47 mm (95% CI 3,00; 3,94; r = 0,93). Insgesamt blieb die Gesamtübereinstimmung bei Vergleich aller Werte hoch bei einer mittleren Abweichung von 0,96°/mm (95% CI 0,81; 1,11, r = 0,98).Diskussion und Schlussfolgerung: Der OpenKneeNavigator konnte in dieser vorläufigen Testung in vielen Bereichen vergleichbare Messwerte generieren wie der 6-DOF Roboter. Unterschiede in den Messungen könnten sich zum Teil aus den unterschiedlichen Berechnungen der Rotations- und Translationswege beider Methoden ergeben. Der OpenKneeNavigator ist open-source, frei anpassbar und ermöglicht mit der in vielen Kliniken verfügbaren Navigationshardware eine kostengünstige Umsetzung biomechanischer Messungen.Abbildung 1 Tabelle 1
11
Tabelle 1
111
Abbildung 1: Eine klinische Navigationshardware (NDI-Optikkamera; z.B. Brainlab; A) wird über 14-Pin/LAN ausgelesen (B). Der OpenKneeNavigator (C) erfasst Femur-/Tibia-Marker, registriert Landmarken per Pointer und berechnet daraus ein Knie-Koordinatensystem und die tibiofemorale 6-degree-of-freedom (DOF) Kinematik. Synchron erfolgte eine Aufzeichnung (hier mit einem Phantom gezeigt) mit einem kraftgesteuerten 6-DOF-Roboter (D).