Spinale Navigation – Evidenz: Einsatz der Navigation in der Wirbelsäulenchirurgie

Zusammenfassung

Computerassistierte Navigation (CAN) wird in der Wirbelsäulenchirurgie zunehmend eingesetzt. Ziel ist die präzise Anlage spinaler Instrumentierungen, in der Regel von Pedikelschrauben, ohne dabei auf Röntgendurchleuchtung zurückgreifen zu müssen. Die hohe Genauigkeit der Schraubenanlage mit CAN soll dabei helfen, potenzielle Komplikationen von Schraubenfehllagen wie Instabilität, Gefäßverletzungen, neurologische Schäden und Revisionsoperationen zu verhindern. CAN wird darüber hinaus in der spinalen Tumorchirurgie eingesetzt, um das Zugangstrauma zu minimieren und das Resektionsausmaß zu optimieren.

In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile des Einsatzes von CAN in der Wirbelsäulenchirurgie anhand der verschiedenen verfügbaren CAN-Systeme mit Bezug auf die aktuelle Literatur dargestellt.

Intraoperative Computertomografie bietet die bestmögliche Bildqualität, den größten Ringtunnel und das größte Sichtfeld, stellt aber die kostenintensivste Variante dar. Eine günstigere Alternative stellt die intraoperative 3D-Fluoroskopie dar. Deren Bildqualität ist der CT unterlegen, dennoch können damit offene und auch perkutane Verfahren v. a. an der thorakolumbalen Wirbelsäule problemlos navigiert durchgeführt werden. Eine weitere Alternative ist die präoperative (CT-) Bildgebung. Hier ist die Bildqualität herausragend, doch besteht aufgrund der Differenz zwischen Patientenposition im OP und während des präoperativen Scans eine intrinsische Ungenauigkeit.

Die vorliegenden Daten zeigen, dass CAN tatsächlich die Genauigkeit der Schraubenanlage verbessert, die Anzahl von Revisionsoperationen aufgrund von Schraubenfehllagen verringert und damit assoziierte Komplikationen unwahrscheinlicher macht. Auch führt der Einsatz von CAN zu einer reduzierten Strahlenbelastung des Patienten und des OP-Personals. CAN kann an der gesamten Wirbelsäule und sowohl bei offener als auch minimal-invasiver Wirbelsäulenchirurgie eingesetzt werden. Entscheidend für einen erfolgreichen Einsatz von CAN ist eine fundierte Kenntnis der technischen Grundlagen und der Eigenheiten der verwendeten Systeme.

Weiterhin wird ein kleiner Ausblick in die mögliche Zukunft der spinalen Navigation gegeben.

Abstract

Computer-assisted navigation (CAN) is a widely employed tool in spinal instrumentation surgery. It aims at precise placement of pedicle screws without the need for intraoperative x-ray imaging. The high accuracy of screw placement using CAN is supposed to avoid complications potentially associated with screw misplacement, such as instability, vascular and neurological injury, or revision surgery. In addition, CAN is employed in spinal tumor surgery to minimise the trauma associated with the exposure and to optimise the extent of resection.

This article illustrates the advantages and disadvantages associated with the use of CAN in spinal surgery. The different CAN systems are discussed, and the current literature is reviewed.

Intraoperative computed tomography (CT) provides outstanding imaging quality, the largest gantry and the largest field of view. However, it is the most expensive system. An alternative is intraoperative 3D fluoroscopy. It comes with lower image quality, but still provides sufficient data for navigated instrumentation, especially of the thoracolumbar spine. Another alternative is preoperative CT imaging. It has the best image quality, but due to the mismatch between intraoperative situs and patient position in the scanner, there is an intrinsic inaccuracy.

The data available from the current literature shows that CAN actually improves screw placement accuracy, reduces the number of revision surgeries associated with screw misplacement and makes associated complications less likely. Moreover, CAN reduces the radiation exposure of patients and OR personnel. CAN is applicable to the entire spine both in standard open as well as minimally-invasive surgery. Substantial knowledge of its technical basics and the specific properties of the different systems are crucial to a successful implementation of CAN.

Furthermore this article gives an outlook on the possible future perspectives in spinal navigation.

Zusammenfassung auf einen Blick: Vorteile spinaler Navigation

• Computerassistierte Navigation (CAN) ist ein nützliches Werkzeug bei spinalen Instrumentierungen.

• CAN erhöht die Genauigkeit bei der Platzierung von Pedikelschrauben und führt so zu einem besseren klinischen Ergebnis.

• CAN verringert die Rate revisionsbedürftiger Pedikelschraubenfehllagen signifikant.

• Der Nutzen von CAN gilt für alle Pedikelschraubenanlagen, er nimmt jedoch mit der Komplexität des Eingriffs zu (Halswirbelsäule, dorsoventrale Instrumentierungen).

• CAN verringert die Strahlenbelastung der Patienten und des medizinischen Personals signifikant.

• CAN erleichtert minimalinvasive spinale Instrumentierungen, was insbesondere bei Tumorpatienten von Bedeutung ist.

• CAN erleichtert die Resektion primärer spinaler Tumore.

• CAN ist nutzlos, wenn die Registrierung versagt, sodass fundierte Kenntnisse der Theorie und Anwendung der Methode entscheidend sind.

• CAN muss geübt werden und es gibt eine Lernkurve.

• CAN sollte Standardmethode bei spinalen Instrumentierungen sein.

Pearls and Pitfalls: Spinale Navigation

• Die Plausibilität und Genauigkeit der Registrierung permanent prüfen.

• Die Anatomie beherrschen.

• Niemals ausschließlich auf die Navigation verlassen.

• Das visuelle Feedback der Navigation bleibt eine virtuelle Realität.

• Die Genauigkeit nimmt mit dem Abstand des Referenzinstruments zur Kamera ab.

• Unerkannte Bewegungen des Referenzinstruments oder des Patienten können Ungenauigkeiten verursachen.

• Das Referenzinstrument sollte nicht an beweglichen Strukturen fixiert werden.

• Das Referenzinstrument sollte nicht zu stark befestigt werden, da Brüche z. B. von Dornfortsätzen möglich sind.

• Die Sicht der Kamera auf das Referenzinstrument muss stets frei sein.

Schlüsselwörter

CAN (Computer-assisted navigation) - IGSS (Image-guided spine surgery) - spinale Navigation - iCT - 3D-Fluoroskopie-Navigation

Keywords

CAN (computer-assisted navigation) - IGSS (image-guided spine surgery) - spinal navigation - iCT - 3D-fluoroscopy-guided navigation

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