Sustentaculum-tali-Schraubenplatzierung bei der Versorgung von Kalkaneusfrakturen – verschiedene Navigationsverfahren im Vergleich zur konventionellen Technik

Zusammenfassung

Studienziel: Der exakten Positionierung der Sustentaculum-tali-Schraube wird bei der Osteosynthese von Kalkaneusfrakturen eine zentrale Bedeutung für die Stabilität zugeschrieben. Im klinischen Alltag ist die Platzierung aufgrund der komplexen anatomischen Konturen des Kalkaneus und der schwierigen intraoperativen Visualisierung mit dem Bildwandler anspruchsvoll. Ziel dieser Studie war eine Präzisionsanalyse der Sustentaculum-tali-Schraubenplatzierung unter Verwendung verschiedener Navigationsverfahren im Vergleich zum Goldstandard einer konventionellen Implantation. Weiterhin wurde der navigationsspezifische Workflow evaluiert und die Praktikabilität der einzelnen Verfahren in der klinischen Anwendung untersucht. Methode: Im experimentellen Teil wurden 8 Sustentaculumschrauben pro Gruppe in einem Synbone-Modell implantiert. Folgende Navigationsverfahren wurden eingesetzt: 2-D-fluoroskopiebasiert, 3-D-fluoroskopiebasiert, Fluoro-free-basiert und mit der konventionellen Schraubenplatzierung verglichen. Für jede Schraube wurden die Fluoroskopiezeit, die Prozedurdauer und die Präzision der Platzierung bestimmt. Weiterhin wurden die navigationsspezifischen Workflows evaluiert und in der klinischen Anwendung auf Praktikabilität und Nutzen beurteilt. Ergebnisse: Während für die konventionelle und die Fluoro-free-navigierte Schraubenplatzierung keine Röntgenzeit notwendig war, betrug diese für die 2-D- und 3-D-fluoroskopiebasierten Navigationsverfahren im Durchschnitt 17 ± 1,03 und 66,8 ± 0,9 s. Korrelierend hierzu betrug die jeweilige Prozedurdauer: 1,26 ± 0,05, 3,49 ± 0,26, 13,32 ± 0,49 und 19,04 ± 1,41 min (mean ± SE, p < 0,002). Im Hinblick auf die Präzision wurden keine signifikanten Unterschiede beobachtet. In der klinischen Anwendung zeigte sich eine bessere Orientierung mithilfe der Navigationsverfahren, wobei relevante Unterschiede in der Aufwand-Nutzen-Relation der einzelnen Navigationsverfahren festzustellen waren. Schlussfolgerung: Navigationsverfahren erscheinen auch in der Kalkaneusfraktur-Chirurgie sinnvoll. Die Wahl des Verfahrens ist abhängig von der Infrastruktur des Hauses und der Navigationserfahrung des Operationsteams. Während die Fluoro-free-Navigation in den bisherigen Operationsablauf einfach zu integrieren ist, besitzt die 2-D-Navigation ein schlechteres Aufwand-Nutzen-Verhältnis. Die 3-D-Navigation liefert dem Spezialisten sinnvolle Zusatzinformationen, die den Mehraufwand rechtfertigen könnten.

Abstract

Aim: Precise placement of the sustentaculum tali screw is esssential for fixation of calcaneus fractures to achieve the best fixation strength. In the clinical practice, this procedure is demanding due to the complex anatomic configuration of the calcaneus and the limited visualisation in the intraoperative fluoroscopic images. The aim of this study was an evaluation of the accuracy for the sustentaculum tali screw placement by using different navigation procedures compared to the standard procedure. The different navigation specific workflows were evaluated and the feasibility of each procedure proven in clinical applications. Method: Eight sustentaculum screws per group were placed in an artifical Synbone model. Different navigation procedures were evaluated: 2D-fluoroscopy (group I), 3D‐fluoroscopy (group II), fluoro-free (group III) and compared to the conventional screw placement without navigation (group IV). For each screw the time of fluoroscopy and the duration of the procedure were measured. The accuracy was evaluated postoperatively by computed tomography using axial slices and coronary as well as sagittal reformations. Furthermore, the workflow of each navigation procedure was analysed and proven in clinical applications. Results: In the experimental setup, no radiation exposure was mandatory for the conventional and fluoro-free procedures, whereas mean fluoroscopy times of 17 ± 1.03 und 66.8 ± 0.9 were measured for 2D- and 3D‐navigation procedures. In line with this, the overall mean procedure times for the screw placement were 1.26 ± 0.05 (group IV), 3.49 ± 0.26 (group III), 13.32 ± 0.49 (group I) und 19.04 ± 1.41 minutes (group II). No significant differences were observed for the accuracy of screw placement. In the clinical practice a better orientation was achieved by use of a navigation system. The fluoro-free procedure can be easily integrated into the common operation workflow, whereas the workflow of both image-based navigation procedures is technically demanding. Conclusion: Navigation procedures seem to be helpful for the precise placement of sustentaculum tali screws in cases of operative calcaneus fracture fixation. The kind of application to be used depends on the infrastructure of the department and the navigation-experience of the operating room team. Whereas the fluoro-free procedure is intuitive in use, the 2D‐navigation does not justify the extra efforts. The 3D‐procedure is the recommended application for surgeons familiar with navigation, providing the best orientation due to the slice image visualisation in all three dimensions.

Schlüsselwörter

Kalkaneusfrakturen - Sustentaculum‐tali‐Schraube - 2‐D‐Navigation - 3‐D‐Navigation - Fluoro‐free - referenzierungsbasisfrei

Key words

calcaneus fracture - sustentaculum tali screw - 2D‐navigation - 3D‐navigation - fluoro‐free - pinless

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