Abstract
Objective: In contrast to cranial neuro-navigation, which has been accepted as a routine intraoperative
tool, there is still much debate about spinal navigation as an aid for the insertion
of pedicle screws. Opinions range from “not useful at all” to “malpractice if not
using it”. The aim of our investigation was to obtain data about the availability
of spinal navigation and compile a common opinion among German neurosurgeons about
its usefulness. The current literature is reviewed. Methods: We present the results of a survey of the Commission for Technical Standards of the
German Neurosurgical Society about the use of intraoperative computerised spinal navigation.
Results: Of the 128 neurosurgical departments surveyed, 107 (84 %) responded. 57 (53 %) of
the responders are equipped with a spinal navigation device, 12 (11 %) use a spinal
navigation equipment together with other departments, and 38 (36 %) do not have spinal
navigation. Of the departments not equipped with spinal navigation, 58 % would like
to have it but 42 % would not. 52 (49 %) responders held the opinion that spinal navigation
enhances safety when introducing pedicle screws; while 40 (37 %) answered in the negative,
and 15 (14 %) were not sure. Of the responders, 101 (94 %) disagreed with the statement
that spinal navigation should be mandatory for pedicle screw placement, 3 (3 %) agreed,
and 3 (3 %) were not sure. Of the responders, 105 (98 %) rejected the statement that
insertion of pedicle screws without navigation is medical malpractice, 1 (1 %) upheld
the statement, and 1 (1 %) was not sure. Conclusion: It is still not generally considered common practice to use spinal navigation as
an aid for the implantation of pedicle screws. Most pedicle screws are still inserted
conventionally. Although nearly 50 % of German neurosurgeons believe that spinal navigation
could enhance safety when placing pedicle screws, they clearly reject efforts to make
spinal navigation mandatory. With only one exception, the German neurosurgical community
unanimously rejects the idea that placing pedicle screws without spinal navigation
is medical malpractice.
Zusammenfassung
Gegenstand: Im Gegensatz zur kraniellen Neuronavigation, welche sich erfolgreich in der Routinebehandlung
etabliert hat, wird die Rolle der spinalen Navigation als Hilfsmittel zur Pedikelschraubenimplantation
noch debattiert. Die Meinungen reichen von absolut nicht hilfreich bis zum Kunstfehler
bei deren Nichtgebrauch. Ziel unserer Untersuchung war es, Daten über die Verfügbarkeit
spinaler Navigation zu gewinnen und eine gemeinsame Meinung der deutschen Neurochirurgen
zu ermitteln. Die aktuelle Literatur wird diskutiert. Methoden: Wir präsentieren die Resultate einer Umfrage im Auftrag der Kommission Technische
Standards der Deutschen Gesellschaft für Neurochirurgie über die Nutzung der intra-operativen
computerisierten spinalen Navigation. Resultate: Von den 128 angeschriebenen neurochirurgischen Kliniken und Abteilungen antworteten
107 (84 %). 57 (53 %) sind mit einem eigenen spinalen Navigationsgerät ausgestattet,
12 (11 %) können ein spinales Navigationsgerät mit einer anderen Abteilung gemeinsam
nutzen und 38 (36 %) haben keine spinale Navigation zur Verfügung. Von den Abteilungen
ohne spinale Navigation würden 58 % gern navigiert spinal operieren und 42 % nicht.
Die Behauptung, dass spinale Navigation die Sicherheit bei der Insertion von Pedikelschrauben
erhöht, wird von 52 Befragten (49 %) geteilt, 15 (14 %) sind sich nicht sicher und
40 (37 %) antworteten negativ. Die Behauptung, dass spinale Navigation verpflichtend
für die Insertion von Pedikelschrauben sein sollte, wird von nur 3 Befragten unterstützt,
3 sind sich nicht sicher und 101 (94 %) stimmten nicht zu. Die Behauptung, die Insertion
von Pedikelschrauben ohne Navigation sei ein Kunstfehler, wird nur von einem Befragten
unterstützt, ein weiterer ist sich nicht sicher. Die überwältigende Mehrheit von 105
Befragten (98 %) weist diese Behauptung zurück. Zusammenfassung: Spinale Navigation als Hilfe zur Pedikelschraubenimplantation ist nach wie vor weit
entfernt von allgemeiner Behandlungspraxis. Die meisten Pedikelschrauben werden immer
noch konventionell eingesetzt. Obwohl etwa 50 % der deutschen Neurochirurgen glauben,
dass spinale Navigation die Sicherheit bei der Insertion von Pedikelschrauben erhöhen
könnte, weisen sie Versuche, die spinale Navigation verpflichtend zu machen, klar
zurück. Die Ansicht, Pedikelschraubeninsertion ohne spinale Navigation sei ein Kunstfehler,
ist eine Einzelmeinung, die von der deutschen Neurochirurgie nicht unterstützt wird.
Key words
navigation - spinal - surgical
Schlüsselwörter
Navigation - spinale - chirurgische
References
1
Arand M, Hartwig E, Kinzl L, Gebhard F.
Spinal navigation in cervical fractures - a preliminary clinical study on Judet-osteosynthesis
of the axis.
Comput Aided Surg.
2001;
6
170-175
2
Arand M, Hartwig E, Kinzl L, Gebhard F, Arand M, Hartwig E, Kinzl L, Gebhard F.
Spinal navigation in tumor surgery of the thoracic spine: first clinical results.
Clin Orthop.
2002;
399
211-218
3
Assaker R, Reyns N, Pertruzon B, Lejeune J P.
Image-guided endoscopic spine surgery: Part II: clinical applications.
Spine.
2001;
26
1711-1718
4
Austin M S, Vaccaro A R, Brislin B, Nachwalter R, Hilibrand A S, Albert T J.
Image-guided spine surgery: a cadaver study comparing conventional open laminoforaminotomy
and two image-guided techniques for pedicle screw placement in posterolateral fusion
and nonfusion models.
Spine.
2002;
27
2503-2508
5
Brodwater B K, Roberts D W, Nakajima T, Friets E M, Strohbehn J W.
Extracranial application of the frameless stereotactic operating microscope: experience
with lumbar spine.
Neurosurgery.
1993;
32
209-213
6 Chassat F, Lavallee S. Experimental protocol of accuracy evaluation of 6-D localizers
for computer-integrated surgery: application to four optical localizers. In: Wells
WM, Colchester A, Delp S (eds). Lecture Notes in Computer Science: Medical Image Computing
and Computer-Assisted Intervention - MICCAI '98. Berlin, Heidelberg 2001; 277-284
7
Ebmeier K, Giest K, Kalff R.
Intraoperative computerized tomography for improved accuracy of spinal navigation
in pedicle screw placement of the thoracic spine.
Acta Neurochir Suppl.
2003;
85
105-113
8
Foley K T, Simon D A, Rampersaud Y R.
Virtual fluoroscopy: computer-assisted fluoroscopic navigation.
Spine.
2001;
26
347-351
9
Foley K T, Smith M M.
Image-guided spine surgery.
Neurosurg Clin N Am.
1996;
7
171-186
10
Fritsch E, Duchow J, Seil R, Grunwald I, Reith W.
[Accuracy of fluoroscopic navigation of pedicle screws. CT-based evaluation of bone
screw placement]. [German].
Orthopäde.
2002;
31
385-391
11
Haberland N, Ebmeier K, Grunewald J P, Hliscs R, Kalff R L.
Incorporation of intraoperative computerized tomography in a newly developed spinal
navigation technique.
Comput Aided Surg.
2000;
5
18-27
12
Holly L T, Foley K T.
Intraoperative spinal navigation. [Review].
Spine.
2003;
28
S54-S61
13
Holly L T, Foley K T.
Three-dimensional fluoroscopy-guided percutaneous thoracolumbar pedicle screw placement.
Technical note.
J Neurosurg Spine.
2003;
99
324-329
14
Hott J S, Deshmukh V R, Klopfenstein J D, Sonntag V K, Dickman C A, Spetzler R F,
Papadopoulos S M, Hott J S, Deshmukh V R, Klopfenstein J D, Sonntag V KH, Dickman C A,
Spetzler R F, Papadopoulos S M.
Intraoperative Iso-C C-arm navigation in craniospinal surgery: the first 60 cases.
Neurosurgery.
2004;
54
1131-1136
15
Kalfas I H.
Image-guided spinal navigation.
Clin Neurosurg.
2000;
46
70-88
16
Kamimura M, Ebara S, Itoh H, Tateiwa Y, Kinoshita T, Takaoka K.
Accurate pedicle screw insertion under the control of a computer-assisted image guiding
system: laboratory test and clinical study.
J Orthop Sci.
1999;
4
197-206
17
Kerschbaumer F.
[“Numerical imaging, operation planning, simulation, navigation, robotics”. Do the
means determine the end?]. [German].
Orthopäde.
2000;
29
597-598
18
Khadem R, Yeh C C, Sadeghi-Tehrani M, Bax M R, Johnson J A, Welch J N, Wilkinson E P,
Shahidi R.
Comparative tracking error analysis of five different optical tracking systems.
Comput Aided Surg.
2000;
5
98-107
19
Klein G R, Ludwig S C, Vaccaro A R, Rushton S A, Lazar R D, Albert T J.
The efficacy of using an image-guided Kerrison punch in performing an anterior cervical
foraminotomy. An anatomic analysis.
Spine.
1999;
24
1358-1362
20
Laine T, Lund T, Ylikoski M, Lohikoski J, Schlenzka D.
Accuracy of pedicle screw insertion with and without computer assistance: a randomised
controlled clinical study in 100 consecutive patients.
Eur Spine J.
2000;
9
235-240
21
Laine T, Schlenzka D, Makitalo K, Tallroth K, Nolte L P, Visarius H.
Improved accuracy of pedicle screw insertion with computer-assisted surgery. A prospective
clinical trial of 30 patients.
Spine.
1997;
22
1254-1258
22
Nolte L P, Slomczykowski M A, Berlemann U, Strauss M J, Hofstetter R, Schlenzka D,
Laine T, Lund T.
A new approach to computer-aided spine surgery: fluoroscopy-based surgical navigation.
Eur Spine J.
2000;
9 (Suppl 1)
S78-S88
23
Nolte L P, Zamorano L J, Jiang Z, Wang Q, Langlotz F, Berlemann U.
Image-guided insertion of transpedicular screws. A laboratory set-up.
Spine.
1995;
20
497-500
24
Rampersaud Y R, Simon D A, Foley K T.
Accuracy requirements for image-guided spinal pedicle screw placement.
Spine.
2001;
26
352-359
25
Reichle E, Sellenschloh K, Morlock M, Eggers C.
[Placement of pedicle screws using different navigation systems. A laboratory trial
with 12 spinal preparations]. [German].
Orthopäde.
2002;
31
368-371
26
Richter M, Amiot L P, Puhl W.
[Computer navigation in dorsal instrumentation of the cervical spine - an in vitro
study]. [German].
Orthopäde.
2002;
31
372-377
27
Richter M, Mattes T, Cakir B, Richter M, Mattes T, Cakir B.
Computer-assisted posterior instrumentation of the cervical and cervico-thoracic spine
[see comment].
Eur Spine J.
2004;
13
50-59
28
Sagi H C, Manos R, Benz R, Ordway N R, Connolly P J.
Electromagnetic field-based image-guided spine surgery part one: results of a cadaveric
study evaluating lumbar pedicle screw placement.
Spine.
2003;
28
2013-2018
29
Schaeren S, Roth J, Dick W.
[Effective in vivo radiation dose with image reconstruction controlled pedicle instrumentation
vs. CT-based navigation]. [German].
Orthopäde.
2002;
31
392-396
30
Schlenzka D, Laine T, Lund T.
Computer-assisted spine surgery.
Eur Spine J.
2000;
9 (Suppl 1)
S57-S64
31
Schwarzenbach O, Berlemann U, Jost B, Visarius H, Arm E, Langlotz F, Nolte L P, Ozdoba C.
Accuracy of computer-assisted pedicle screw placement. An in vivo computed tomography
analysis.
Spine.
1997;
22
452-458
32
Veres R, Bago A, Fedorcsak I.
Early experiences with image-guided transoral surgery for the pathologies of the upper
cervical spine.
Spine.
2001;
26
1385-1388
33
Weidner A, Wahler M, Chiu S T, Ullrich C G.
Modification of C1-C2 transarticular screw fixation by image-guided surgery.
Spine.
2000;
25
2668-2673
Dr. med. J. Schröder
Department of Neurosurgery · University Clinics Muenster
Albert-Schweitzer Str. 33
48129 Münster
Germany
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