CT-Guided Screw Fixation of Vertical Sacral Fractures in Local Anaesthesia Using a Standard CT

Abstract

Purpose: To evaluate time efficiency, radiation dose, precision and complications of percutaneous iliosacral screw placement under CT-guidance in local anaesthesia.

Material and Methods: Retrospective analysis of 143 interventions in 135 patients during a period of 42 months. Implant failures could be evaluated in 85/182 screws and bony healing or refracturing in 46/182 screws.

Results: A total of 182 iliosacral screw placements in 179 vertical sacral fractures (105 unilateral, 37 bilateral) took place in 135 patients. 166/179 of the sacral fractures were detected in Denis zone 1, 10 in Denis zone 2 and 3 in Denis zone 3. No screw misplacements including the simultaneous bilateral procedures were noted. The average time for a unilateral screw placement was 23 minutes (range: 14 – 52 minutes) and 35 minutes (range: 21 – 60 minutes) for simultaneous bilateral screwing. The dose length product was 365 mGy × cm (range: 162 – 1014 mGy × cm) for the unilateral and 470mGy × cm (range: 270 – 1271 mGy × cm) for the bilateral procedure. 1 gluteal bleeding occurred as the only acute minor complication (0.7 %). Fracture healing was verified with follow-up CTs in 42/46 sacral fractures after screw placement. Backing out occurred in 12/85 screws between 6 and 69 days after intervention. In 8 patients contralateral stress fractures were detected after unilateral screw placement between day 10 and 127 (average: 48 days).

Conclusion: CT-guided iliosacral screw placement in sacral fractures is a safe tool providing a very high precision. The radiation dose is in the order of a diagnostic CT of the pelvis for both unilateral and bilateral screws. Contralateral stress fractures in unilateral screw placements have to be considered during the first weeks after intervention.

Key Points:

• Sacral fractures are frequent in the elderly and are often only detected in CT or MRI.

• CT-guided screw placement is a precise and time-efficient procedure in non-dislocated vertical fractures of the sacral wings.

• Contralateral stress fractures may occur after unilateral screw placements.

Citation Format:

• Reuther G, Röhner U, Will T et al. CT-Guided Screw Fixation of Vertical Sacral Fractures in Local Anaesthesia Using a Standard CT . Fortschr Röntgenstr 2014; 186: 1 – 6

Zusammenfassung

Ziel: Evaluierung von perkutanen Osteosynthesen sakraler Frakturen unter CT-Kontrolle in Lokalanästhesie hinsichtlich Interventionszeit, Dosis, Präzision der Schraubenplatzierung und Auftreten von Komplikationen.

Material und Methoden: 143 Eingriffe an 135 Patienten aus einem Zeitraum von 42 Monaten wurden retrospektiv ausgewertet. Zur Beurteilung eines Versagens der Osteosynthese lagen für 85/182 Schrauben und zur Beurteilung der Durchbauung oder Auftreten einer Refraktur für 46/182 Schrauben verwertbare Bildgebungen vor.

Ergebnisse: Bei 135 Patienten mit vertikalen Frakturen des Os sacrum (98 unilateral, 37 bilateral) wurden in 143 Maßnahmen (7 zweizeitige Frakturen, 1 Reverschraubung) insgesamt 182 Schrauben transiliakal in Höhe SWK 1 gesetzt. 166/179 der Sakrumfrakturen lagen in Denis-Zone 1, 10 in Denis-Zone 2 und 3 in Denis-Zone 3. Eine Fehlpositionierung fand sich in keinem Fall. Der Zeitbedarf für eine unilaterale sakrale Schraubenplatzierung lag bei 23 Minuten (14 – 52 Minuten) und bei 35 Minuten (21 – 60 Minuten) für bilaterale Verschraubungen. Das Dosislängenprodukt (DLP) betrug für unilaterale Verschraubungen im Durchschnitt 365 mGy × cm (Schwankungsbreite: 162 – 1014 mGy × cm) und für bilaterale Verschraubungen 470mGy × cm (Schwankungsbreite: 270 – 1271 mGy × cm). Als einzige akute Minorkomplikation trat eine gluteale Einblutung auf (0,7 %). Bei 42/46 verschraubten Sakrumfrakturen konnte ein knöcherner Durchbau objektiviert werden. Bei 8 Patienten wurden nach unilateraler Verschraubung kontralaterale Frakturen in der CT in einem Zeitabstand von 10 – 127 Tagen (Durchschnitt 48 Tage) detektiert.

Schlussfolgerung: Die Auswertung belegt eine sehr hohe Präzision und zeiteffiziente Durchführung der CT-kontrollierten iliosakralen Osteosynthesen bei gleichzeitig sehr geringem Komplikationsrisiko. Die Strahlenexposition liegt für uni- und bilaterale Osteosynthesen in der Größenordnung eines diagnostischen Becken-CTs. Als mögliche iatrogene Komplikation können bei unilateralen Verschraubungen kontralaterale Stressfrakturen auftreten.

Kernaussagen:

• Sakrumfrakturen sind in höherem Lebensalter häufig und werden oft erst in CT oder MRT nachgewiesen.

• Nicht dislozierte vertikale Alafrakturen des Os sacrum können präzise und zeiteffizient unter CT-Kontrolle transiliakal verschraubt werden.

• Bei unilateralen Osteosynthesen muss auch mit dem Auftreten kontralateraler Insuffizienzfrakturen gerechnet werden.

Key words

bones - pelvis - skeletal-axial - CT - interventional procedures - percutaneous

• References

• 1 Böhme J, Höch A, Boldt A et al. Einfluss der Standard-Computertomografie hinsichtlich Frakturklassifikation und Therapie von Beckenringfrakturen bei Patienten über dem 65. Lebensjahr. Z Orthop Unfall 2012; 150: 477-483
• 2 Fuchs T, Rottbeck U, Hofbauer V et al. Pelvic ring fractures in the elderly. Underestimated osteoporotic fracture. Unfallchirurg 2011; 114: 663-670
• 3 Scheyerer MJ, Osterhoff G, Wehrle S et al. Detection of posterior pelvic injuries in fractures of the pubic rami. Injury 2012; 43: 1326-1329 Epub 2012 Jun 6
• 4 Galbraith JG, Butler JS, Blake SP et al. Sacral insufficiency fractures: an easily overlooked cause of back pain in the ED. Am J Emerg Med 2011; 29: 359.e5-359.e6 Epub 2010 Aug 2
• 5 Lau TW, Leung F. Occult posterior pelvic ring fractures in elderly patients with osteoporotic pubic rami fractures. J Orthop Surg 2010; 18: 153-157
• 6 Cabarrus MC, Ambekar A, Lu Y et al. MRI and CT of Insufficiency Fractures of the Pelvis and the Proximal Femur. Am J Roentgenol 2008; 191: 995-1001
• 7 Schindler OS, Watura R, Cobby M. Sacral insufficiency fractures. J Orthop Surg 2007; 15: 339-346
• 8 Linstrom NJ, Heiserman JE, Kortman KE et al. Anatomical and biomechanical analyses of the unique and consistent locations of sacral insufficiency fractures. Spine (Phila Pa 1976) 2009; 34: 309-315
• 9 Waites MD, Mears SC, Mathis JM et al. The strength of the osteoporotic sacrum. Spine (Phila Pa 1976) 2007; 32: E652-E655
• 10 Comstock CP, van der Meulen MC, Goodman SB. Biomechanical comparison of posterior internal fixation techniques for unstable pelvic fractures. J Orthop Trauma 1996; 10: 517-522
• 11 Sagi HC, Ordway NR, DiPasquale T. Biomechanical analysis of fixation for vertically unstable sacroiliac dislocations with iliosacral screws and symphyseal plating. J Orthop Trauma 2004; 18: 138-143
• 12 Osterhoff G, Ossendorf C, Wanner GA et al. Percutaneous iliosacral screw fixation in S1 and S2 for posterior pelvic ring injuries: technique and perioperative complications. Arch Orthop Trauma Surg 2011; 131: 809-813 Epub 2010 Dec 28
• 13 Gras F, Marintschev I, Wilharm A et al. 2D-fluoroscopic navigated percutaneous screw fixation of pelvic ring injuries--a case series. BMC Musculoskelet Disord 2010; 11: 153
• 14 van den Bosch EW, van Zwienen CM, van Vugt AB. Fluoroscopic positioning of sacroiliac screws in 88 patients. J Trauma 2002; 53: 44-48
• 15 Sagi HC, Lindvall EM. Inadvertent intraforaminal iliosacral screw placement despite apparent appropriate positioning on intraoperative fluoroscopy. J Orthop Trauma 2005; 19: 130-133
• 16 Grossterlinden L, Rueger J, Catala-Lehnen P et al. Factors influencing the accuracy of iliosacral screw placement in trauma patients. Int Orthop 2011; 35: 1391-1396
• 17 Ebraheim NA, Rusin JJ, Coombs RJ et al. Percutaneous computed-tomography-stabilization of pelvic fractures: preliminary report. J Orthop Trauma 1987; 1: 197-204
• 18 Nelson DW, Duwelius PJ. CT-guided fixation of sacral fractures and sacroiliac joint disruptions. Radiology 1991; 180: 527-532
• 19 Ebraheim NA, Coombs R, Jackson WT et al. Percutaneous computed tomography-guided stabilization of posterior pelvic fractures. Clin Orthop Relat Res 1994; 307: 222-228
• 20 Jacob AL, Messmer P, Stock KW et al. Posterior pelvic ring fractures: closed reduction and percutaneous CT-guided sacroiliac screw fixation. Cardiovasc Intervent Radiol 1997; 20: 285-294
• 21 Ziran BH, Smith WR, Towers J et al. Iliosacral screw fixation of the posterior pelvic ring using local anaesthesia and computerised tomography. J Bone Joint Surg Br 2003; 85: 411-418
• 22 Sciulli RL, Daffner RH, Altman DT et al. CT-guided iliosacral screw placement: technique and clinical experience. Am J Roentgenol 2007; 188: 181-192
• 23 Taller S, Lukás R, Srám J et al. 100 CT-guided pelvic operations. Acta Chir Orthop Traumatol Cech 2003; 70: 279-284
• 24 Iguchi WT, Ogawa K, Doi T et al. Computed tomography fluoroscopy-guided placement of iliosacral screws in patients with unstable posterior pelvic fractures. Skeletal Radiol 2010; 39: 701-705 Epub 2009 Nov 13
• 25 Rysavy M, Pavelka T, Khayarin M et al. Iliosacral screw fixation of the table pelvic ring fractures. Acta Chir Orthop Traumatol Cech 2010; 77: 209-214
• 26 Tjardes T, Paffrath T, Baethis H et al. Computer assisted percutaneous placement of augmented iliosacral screws: a reasonable alternative to sacroplasty. Spine (Phila Pa 1976) 2008; 33: 1497-1500
• 27 Marintschev I, Gras F, Klos K et al. Navigation of vertebro-pelvic fixations based on CT-fluoro matching. Eur Spine J 2010; 19: 1921-1927
• 28 Baria D. Sacroiliac joint biomechanics and Effects of Fusion. . Open Access Dissertations 2010. Paper 466; http://scholarlyrepository.miami.edu/oa_dissertations