Konventionelle Hüftpfannennavigation mit dem Röntgenbildwandler: Korrekte Positionierung der Hüftpfanne unter Berücksichtigung des Pelvic Tilts

Zusammenfassung

Studienziel: Überprüfung der Genauigkeit der röntgenbildwandlernavigierten Hüftpfannenpositionierung im Vergleich mit der Freihandpositionierung beim totalendoprothetischen Hüftgelenksersatz. Material und Methoden: Erprobung der Methode am Kunststoffbeckenmodell: Unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Pelvic Tilts wurden 28 Pfannen implantiert. Durch intraoperativen röntgenologischen Abgleich des vorderen Beckenrings mit der präoperativen Beckenaufnahme wurde die Bezugsebene zur konventionellen Pfannennavigation ermittelt. Ziel: radiologische Inklination 40 ± 10°, radiologische Anteversion von 15 ± 10°. Die Pfannenposition wurde postoperativ mit 3‐D-CT unter Berücksichtigung des vorgegebenen Pelvic Tilts und zusätzlich mit konventionellem Röntgen überprüft. Klinische Anwendung am Patienten: 80 konsekutive, 2008 operierte Patienten wurden prospektiv erfasst. Die Platzierung der Hüftpfanne erfolgte intraoperativ mit Bildwandlernavigation nach einem standardisierten Protokoll. Die Ergebnisse wurden mit einer retrospektiven Kontrollgruppe von 80 2006 vor Einführung der Methode operierten Patienten verglichen. Die Pfannenposition wurde in beiden Gruppen postoperativ mithilfe einer Röntgenaufnahme des Beckens im a.–p. Strahlengang bestimmt. Ermittelt wurden die Mittelwerte (MW) und Standardabweichungen (SD) für die radiologische Inklination und Anteversion der Pfannen und die Zahl der Ausreißer aus der Lewinnek-Zone in der navigierten Gruppe und der Kontrollgruppe. Ergebnisse: Am Kunststoffbeckenmodell wurden alle Pfannen innerhalb der Lewinnek-Zonen für Inklination und Anteversion platziert. Die Bestimmung der radiologischen Inklination und Anteversion mit 3-D‐CT und konventionellem Röntgen zeigte eine hohe Übereinstimmung (durchschnittlicher Messunterschied CT-Rö für Inklination 0,625°, max. 2°, für Anteversion 0,75°, max. 3°). Am Patienten zeigte sich die konventionelle Bildwandlernavigation der Freihandplatzierung bei der Anteversion signifikant überlegen sowohl in einer Reduktion der Streubreite der Pfannenposition (SD 2,9° navigiert, SD 8,1° frei) als auch in der Reduktion der Zahl der Ausreißer aus der Lewinnek-Zone (n = 2 navigiert, n = 18 frei). Bei der Inklination waren die Unterschiede nicht signifikant. Schlussfolgerungen: Mithilfe des Röntgenbildwandlers kann intraoperativ die Frontalebene des Patienten als valide Bezugsebene zur Pfannenimplantation ermittelt werden. Dadurch wird eine Platzierung der Pfanne innerhalb der gewünschten Zonen für Inklination und Anteversion sicher möglich. Die konventionelle Bildwandlernavigation ist einfach und sicher mit geringem Aufwand an Zeit, Personal und Material.

Abstract

Aim: The objective of this study was to asses the accuracy of conventional cup navigation with 2D‐fluoroscopy compared to free-hand positioning in total hip arthroplasty. Material and Methods: A test of the procedure in a plastic bone model of the pelvis was undertaken: the implantation of 28 cups respecting the individual pelvic tilt was evaluated. The intraoperative determination of a reference plane for navigation by fluoroscopic matching of the anterior pelvic ring with the pre-operative X‐ray of the pelvis was performed. The target zone was a radiological inclination 40 ± 10° and a radiological anteversion 15 ± 10°. Measurement of cup position was done with 3D‐CT respecting the pelvic tilt and additionally with conventional X‐ray images. Clinical Application in Patients: A comparison was made of 80 consecutive, in 2008 operated patients (navigation group) with 80 consecutive in 2006 operated patients (free-hand group). Measurement of cup position in both groups was made with conventional X‐ray of the pelvis (mean value and standard deviation of radiological inclination and anteversion, the number of outliers of the target zone in navigation group and free-hand group). Results: In plastic bone models all cups were positioned in the target zone. Measurement of radiological inclination and anteversion with 3D‐CT and X‐ray demonstrated a good concordance (mean difference CT versus X‐ray for inclination 0.625°, max. 2°, for anteversion 0.75°, max. 3°). In patients, conventional cup navigation was significantly superior to free-hand positioning in anteversion (SD 2.9° nav, SD 8.1° free, outliers of target zone: n = 2 nav, n = 18 free). No significant differences were detected in inclination. Conclusions: The coronal plane of the patient was found to be a valid plane for cup navigation that can be determined by intraoperative fluoroscopy. The method allows for a safe positioning of the cup in the target zone for inclination and anteversion. Conventional cup navigation with 2D‐fluoroscopy is simple and safe with limited investment in time, manpower and material.

Schlüsselwörter

totaler Hüftgelenksersatz - konventionelle Hüftpfannennavigation - Beckenkippung - korrekte Positionierung der Hüftpfanne - Röntgenbildwandler

Key words

total hip replacement - conventional cup navigation - pelvic tilt - accurate cup positioning - fluoroscopy

Literatur

• 1 Kennedy J G, Rogers W B, Soffe K E et al. Effect of acetabular component orientation on recurrent dislocation, pelvic osteolysis, polyethylene wear, and component migration.  J Arthroplasty. 1998;  13 530-534
• 2 D'Lima D D, Chen P C, Colwell Jr C W. Optimizing acetabular component position to minimize impingement and reduce contact stress.  J Bone Joint Surg [Am]. 2001;  83 87-91
• 3 Woo R Y, Morrey F B. Dislocations after total hip arthroplasty.  J Bone Joint Surg [Am]. 1982;  64 1295-1306
• 4 Lewinnek G E, Lewis J L, Tarr R et al. Dislocations after total hip-replacement arthroplasties.  J Bone Joint Surg [Am]. 1978;  60 217-220
• 5 Murray D W. The definition and measurement of acetabular orientation.  J Bone Joint Surg [Br]. 1993;  75 228-232
• 6 Leichtle U, Gosselke N, Wirth C J et al. Radiologische Evaluation der Variationsbreite der Pfannenpositionierung bei konventioneller Hüftendoprothesenversorgung.  Fortschr Röntgenstr. 2007;  179 46-52
• 7 Honl M, Schwieger K, Gauck C H et al. Pfannenposition und Orientierung im Vergleich: Navigation vs. konventionelle Handimplantation von Hüftendoprothesen.  Orthopäde. 2005;  34 1131-1136
• 8 Ottersbach A, Haaker R. Optimierung der Pfannenpositionierung in der Hüftendoprothetik – vergleichende Untersuchung freihandimplantierter und computerassistiert platzierter Hüftpfannen mit dem Orthopilot-Navigations-System.  Z Orthop Ihre Grenzgeb. 2005;  143 611-615
• 9 von Recum J, Wendl K, Korber J et al. Die CT-freie bildgesteuerte Pfannennavigation in der klinischen Routine.  Unfallchirurg. 2003;  106 929-934
• 10 Haaker R G, Tiedjen K, Ottersbach A et al. Comparison of conventional versus computer-navigated acetabular component insertion.  J Arthroplasty. 2007;  22 151-159
• 11 Sendtner E, Müller M, Winkler R et al. Femur first beim Hüftgelenksersatz – das Konzept der kombinierten Anteversion.  Z Orthop Unfall. 2010;  148 185-190
• 12 Wan Z, Malik A, Jaramaz B et al. Imaging and navigation measurement of acetabular component position in THA.  Clin Orthop Relat Res. 2009;  467 32-42
• 13 Mayr E, Kessler O, Prassl A et al. The frontal pelvic plane provides a valid reference system for implantation of the acetabular cup: spatial orientation of the pelvis in different positions.  Acta Orthopaedica. 2005;  76 848-853
• 14 Lembeck B, Müller O, Reize P et al. Pelvic tilt makes acetabular cup navigation inaccurate.  Acta Orthopaedica. 2005;  76 517-523
• 15 Babisch J W, Layher F, Amiot L P. The rationale for tilt-adjusted acetabular cup navigation.  J Bone Joint Surg [Am]. 2008;  90 357-365
• 16 Blondel B, Parratte S, Tropiano P et al. Pelvic tilt measurement before and after total hip arthroplasty.  Rev Chir Orthop Traumatol. 2009;  95 568-572
• 17 Parratte S, Pagnano M W, Coleman-Wood K et al. The 2008 Frank Stinchfield award: variation in postoperative pelvic tilt may confound the accuracy of hip navigation systems.  Clin Orthop Relat Res. 2009;  467 43-49
• 18 DiGioia A M, Hafez M A, Jaramaz B et al. Functional pelvic orientation measured from lateral standing and sitting radiographs.  Clin Orthop Relat Res. 2006;  453 272-276
• 19 Müller O, Lembeck B, Reize P et al. Quantifizierung und Visualisierung des Einflusses der Beckenkippung auf die Messung der Pfanneninklination und -anteversion.  Z Orthop Ihre Grenzgeb. 2005;  143 72-78
• 20 Zu J, Wan Z, Dorr L D. Quantification of pelvic tilt in total hip arthroplasty.  Clin Orthop Relat Res. 2010;  468 571-575