Zusammenfassung
Das Ziel der vorliegenden Studie ist die Untersuchung der Präzision fluoroskopisch
navigierter Pedikelschrauben an der Brust- und Lendenwirbelsäule in einem konsekutiv
erfassten Krankengut nach Trauma. Innerhalb von 36 Monaten erfolgte bei 29 Patienten
die C-Arm navigierte Implantation von 111 Pedikelschrauben, 60 im Bereich der Brustwirbelsäule
und 51 an der Lendenwirbelsäule. Postoperativ wurde zur Bestimmung der exakten Schraubenposition
eine routinemäßige Dünnschichtcomputertomografie durchgeführt. Die Schraubenposition
in Relation zum Pedikel wurde eingeteilt in a) Schraube komplett intraossär, b) Schraubenaustritt
aus dem Pedikel unter Gewindetiefe und c) Schraubenaustritt über Gewindetiefe. Eine
komplett intraossäre Lage fand sich bei 34 (56,7 %) der thorakalen und 32 (62,7 %)
der lumbalen Schrauben, weitere 14 (23,3 %) Schrauben thorakal und 14 (27,5 %) lumbal
perforierten unter Gewindetiefe. Die Perforationsquote über Gewindetiefe lag thorakal
bei 20 % (n = 12) und lumbal bei 9,8 % (n = 5). Es ergaben sich ausschließlich mediale
und laterale Lageabweichungen an der Bogenwurzel (allesamt ohne Neurologie), kraniale
und kaudale fanden sich nicht. Die Aufsplittung der C-Arm-Navigation in zwei gleiche
Behandlungsintervalle zeigte eine Lernkurve mit Reduktion der Perforationen in der
zweiten Hälfte (nach 57 instrumentierten Pedikeln) um etwa 15 %, eine statistische
Signifikanz konnte nicht nachgewiesen werden. Die fluoroskopische Navigation von transpedikulären
Schrauben ist im Bereich der Lendenwirbelsäule ein sicheres Verfahren mit einer Präzision,
die der nicht navigierten konventionellen Platzierung ebenbürtig ist. Die Anwendung
der C-Arm-Navigation im Bereich der Brustwirbelsäule zeigt Schwankungen der Genauigkeit,
sodass an dieser Lokalisation die Verwendung eines 3D-Datensatzes zur Zielführung
vorteilhaft ist.
Abstract
The aim of the present study was the verification of the accuracy of 2D fluoroscopy-based
navigated pedicle screw placements at the thoracic and lumbar spine in a case series
of traumatised patients. Within 36 months 111 pedicle screws were instrumented using
C-arm based navigation in 29 patients, 60 at the thoracic and 51 at the lumbar spine.
All screw positions were evaluated postoperatively by a routine thin-slice CT scan
using multiplanar reconstruction. The position of a screw in relation of its pedicle
was classified as: a) screw completely intraosseous, b) screw perforated less than
thread level and c) screw perforated over thread level. In 34 thoracic (56.7 %) and
32 lumbar (62.7 %) screws complete intraosseous placement was observed, 14 thoracic
screws (23.3 %) and 14 lumbar screws (27.5 %) perforated less than thread level. Perforations
over thread level were found in 12 thoracic (20 %) and 5 lumbar (9.8 %) screws. Only
medial and lateral perforations of the pedicle were documented (without neurological
signs), cranial or caudal perforations did not occur. Segmentation of the C-arm navigation
into two comparable treatment periods showed a learning curve with a reduction of
perforations in the second sequence (after 57 pedicle instrumentations) of about 15 %,
this was not found to be statistically significant. The fluoroscopic navigation of
pedicle screws is a safe procedure at the lumbar spine with equal accuracy compared
to the non-navigated conventional instrumentation. Application of C-arm navigation
at the thoracic spine showed more inaccuracies, so that 3D-based navigation seems
to be more advantageous in this region.
Schlüsselwörter
Wirbelsäule - Navigation - C-Arm - Präzision
Key words
spine - navigation - C-arm - accuracy
Literatur
- 1
Arand M, Hartwig E, Hebold D et al.
Präzisionsanalyse navigationsgestützt implantierter thorakaler und lumbaler Pedikelschrauben.
Eine prospektive klinische Studie.
Unfallchirurg.
2001;
104
1076-1081
- 2
Arand M, Schempf M, Kinzl L et al.
Präzision standardisierter Iso-C-Arm-basierter navigierter Bohrungen am proximalen
Femur.
Unfallchirurg.
2001;
104
1150-1156
- 3
Arand M, Kinzl L, Gebhard F.
Fehlerquellen und Gefahren der CT-basierten Navigation.
Orthopäde.
2002;
31
378-384
- 4
Arand M, Schempf M, Fleiter T et al.
Qualitative and quantitative accuracy of CAOS in a standardized in vitro model.
Clin Orthop Relat Res.
2006;
450
118-128
- 5
Castro W HM, Halm H, Jerosch J et al.
Accuracy of pedicle screw placement in lumbar vertebrae.
Spine.
1996;
21
1320-1324
- 6
Fritsch E, Duchow J, Seil R et al.
Genauigkeit der fluoroskopischen Navigation von Pedikelschrauben.
Orthopäde.
2002;
31
385-391
- 7
Gebhard F, Kinzl L, Arand M.
Grenzen der CT-basierten Computernavigation in der Wirbelsäulenchirurgie.
Unfallchirurg.
2000;
103
696-701
- 8
Gebhard F, Kraus M, Schneider E et al.
Does computer-assisted spine surgery reduce intraoperative radiation dose?.
Spine.
2006;
31
2024-2027
- 9
Grützner P A, Rose E, Vock B et al.
Computer-assistierte perkutane Verschraubung des hinteren Beckenrings. Erste Erfahrungen
mit einem Bildwandler basierten optoelektronischen Navigationssystem.
Unfallchirurg.
2002;
105
254-260
- 10
Hofstetter R, Slomczykowski M, Sati M et al.
Fluoroscopy as an imaging means for computer-assisted surgical navigation.
Comput Aided Surg.
1999;
4
65-76
- 11
Laine T, Lund T, Ylikoski M et al.
Accuracy of pedicle screw insertion with and without computer assistance: a randomised
controlled clinical study in 100 consecutive patients.
E Spine J.
2000;
9
235-240
- 12 Lavallee S, Troccaz J, Sautot P et al. Computer-assisted spinal surgery using anatomy-based
registration. In: Taylor RH, Lavallee S, Burdea G, Moesges R, eds. Computer-Integrated
Surgery and Clinical Application. Lancaster: MIT Press; 1995
- 13
Misenhimer G R, Peek R D, Wiltse L L et al.
Anatomic analysis of pedicle cortical and cancellous diameter as related to screw
size.
Spine.
1989;
14
367-372
- 14
Nolte L P, Slomczykowski M A, Berlemann U et al.
A new approach to computer-aided spine surgery: fluoroscopy-based surgical navigation.
Eur Spine J.
2000;
9 (Suppl. 1)
78-88
- 15
Potamianos P, Davies B L, Hibbert R D.
A robotic system for minimal access surgery.
Proc Instn Mech Engrs.
1994;
208
119-126
- 16
Rampersaud Y R, Simon D A, Foley K T.
Accuracy requirements for image-guided spinal pedicle screw placement.
Spine.
2001;
26
352-359
- 17
Schulze C J, Munzinger E, Weber U.
Clinical relevance of accuracy of pedicle screw placement. A computed tomographic-supported
analysis.
Spine.
1998;
23
2215-2221
- 18
Schwarzenbach O, Berlemann U, Jost B et al.
Accuracy of computerassisted pedicle screw placement. An in vivo computed tomography
analysis.
Spine.
1997;
22
452-458
- 19 Slomczykowski M, Hofstetter R, Strauss M et al. Fluoroscopy-based surgical navigation
– concept and possible clinical applications. In: Nolte LP, Ganz R, Hrsg. Computer
Assisted Orthopedic Surgery (CAOS). Seattle, Toronto, Bern: Hogrefe & Huber; 1999:
206–217
- 20
Smith K R, Frank K J, Bucholz R D.
The NeuroStation – A highly accurate, minimally invasive solution to frameless stereotactic
neurosurgery.
Med Imaging Graph.
1994;
18
247-256
- 21
Stöckle U, König B, Hofstetter R et al.
Bildwandler-gestützte Navigation. Eine experimentelle Studie zu Beckenverschraubungen.
Unfallchirurg.
2001;
104
215-220
- 22
Suhm N, Jacob A L, Nolte L P et al.
Surgical navigation based on fluoroscopy – clinical application for computer-assisted
distal locking of intramedullary implants.
Comput Aided Surg.
2000;
5
391-400
PD Dr. med. M. Arand
Klinik für Unfall-, Wiederherstellungschirurgie und Orthopädie · Klinikum Ludwigsburg
Posilipostraße 4
71640 Ludwigsburg
Phone: 0 71 41 / 99 / 6 63 01
Email: Markus.Arand@kliniken-lb.de