Skip to main content

Advertisement

SpringerLink
Log in

Einsatz von Navigation in der Traumatologie an der Wirbelsäule

Application of navigation in the fractured spine

  • Operative Techniken
  • Published:
Operative Orthopädie und Traumatologie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Operationsziel

Ziel der Navigation in der Traumatologie der Wirbelsäule ist die präzise Platzierung von Pedikelschrauben. Hierdurch sollen Komplikationen wie Verletzungen von Gefäßen, Nerven und Begleitstrukturen vermieden werden. Zudem kann die Stabilität der Schrauben im Pedikel durch eine optimale Verankerung erhöht werden.

Indikationen

Die intraoperative Navigation kann bei Frakturen der gesamten Wirbelsäule eingesetzt werden. Vornehmlich kommt sie bei dorsalen Eingriffen besonders bei der Platzierung von Pedikelschrauben zur Anwendung. Dies kann entweder minimal-invasiv oder offen durchgeführt werden.

Kontraindikationen

Für die Navigation ist eine stabile Verankerung des Referenzsterns am Knochen notwendig. Sollte das nicht möglich sein, gilt dies als Kontraindikation. Ventrale Frakturen und Pathologien können durch die Navigation nur schlecht adressiert werden.

Operationstechnik

Intraoperative Navigation wird zumeist mit einem System mit Infrarotkamera durchgeführt. Nach dem 3‑D-Scan erfolgt eine digitale Verknüpfung der Anatomie mit dem intraoperativen Datensatz. Mit einem Zielgerät (Pointer) werden perkutan oder offen die Schrauben geplant. Danach werden mit einer Bohrhülse die Pedikel eröffnet und Drähte eingebracht. Wahlweise können auch direkt die Schrauben nach der Bohrung implantiert werden. Auch diese können referenziert werden und sind danach im 3‑D-Datensatz sichtbar. Nach Implantation der K‑Drähte ist eine erneute 3‑D-Kontrolle mit dem C‑Bogen oder dem CT sinnvoll, um Fehllagen zu detektieren und ggf. zu korrigieren. Somit können Folgeoperationen zur Korrektur von Schraubenfehllagen vermieden werden.

Weiterbehandlung

Durch die Anwendung der Navigation in der Versorgung von Wirbelkörperfrakturen ändert sich das postoperative Nachbehandlungsschema nicht.

Ergebnisse

Die Anwendung der intraoperativen Navigation, besonders in Kombination mit modernen intraoperativen Bildgebungssystemen, führt zu einer sehr hohen Genauigkeit bei der Platzierung von Pedikelschrauben. Die umgehende intraoperative Kontrolle des Osteosynthesematerials sowie der Reposition kann Revisionsoperationen vermeiden. Zudem kann die intraoperative Strahlung für das Operationsteam reduziert werden.

Abstract

Objective

Computer navigation is used in patients with spine fractures to optimize the accuracy of pedicle screws and thereby reduce intra- and postoperative complications, such as injuries to vessels, nerves and accompanying structures. In addition, the ideal screw length and diameter for each pedicle can be detected to ensure optimal stability.

Indications

Intraoperative navigation is suitable for the treatment of spine fractures, which require dorsal stabilization or fusion. It is primarily used for dorsal procedures ranging from the cervical to lumbar/sacral spine.

Contraindications

Computer navigation relies on rigid fixation of the dynamic reference base (DRB) at the spinous process. Failure of DRB fixation is the major contraindication for navigation in the spine.

Surgical technique

After acquisition of an intraoperative three-dimensional (3D) scan, a digital relation between the anatomy and the 3D scan is established with the navigation system and its infrared camera. Pedicle screws are planned percutaneously with a calibrated pointer. In the next step K‑wires (or screws) are implanted after the pedicles are drilled with a calibrated drill guide. After implantation, an additional 3D scan is performed to verify accurate K‑wire placement.

Postoperative management

Postoperative management does not differ compared to nonnavigated procedures.

Results

Intraoperative navigation in combination with modern imaging systems leads to very high accuracy for pedicle screws. Immediate intraoperative control of K‑wires as well as screws and fracture reduction can avoid revision surgery. Image guidance can reduce radiation exposure for the surgical team.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6
Abb. 7
Abb. 8

Literatur

  1. Chang CC et al (2020) Comparison of radiation exposure between O‑arm navigated and C‑arm guided screw placement in minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. World Neurosurg 139:e489–e495

    Article  Google Scholar 

  2. Du JP et al (2018) Accuracy of pedicle screw insertion among 3 image-guided navigation systems: systematic review and meta-analysis. World Neurosurg 109:24–30

    Article  Google Scholar 

  3. Feng W et al (2020) O‑arm navigation versus C‑arm guidance for pedicle screw placement in spine surgery: a systematic review and meta-analysis. International Orthopaedics (SICOT) 44:919–926

    Article  Google Scholar 

  4. Kendlbacher P et al (2022) Workflow and performance of intraoperative CT, cone-beam CT, robotic cone-beam CT for spinal navigation in 503 consecutive patients. Neurosurg Focus 52(1):E7

    Article  Google Scholar 

  5. Kraus M et al (2016) Image quality and effective dose of a robotic flat panel 3D c‑arm vs. computed tomography. Int J Med Robot 12(4):743–750

    Article  Google Scholar 

  6. Luther N et al (2015) Comparison of navigated versus non-navigated pedicle screw placement in 260 patients and 1434 screws: screw accuracy, screw size, and the complexity of surgery. J Spinal Disord Tech 28(5):E298–E303

    Article  Google Scholar 

  7. Marzouk MM et al (2022) Comparison of radiation exposure and surgery time between an intraoperative CT with automatic surface matching and a preoperative CT with manual surface registration in navigated spine surgeries. Eur Spine J 31(3):685–692. https://doi.org/10.1007/s00586-021-07082-x

    Article  Google Scholar 

  8. Metha JS et al (2021) Radiation exposure during the treatment of spinal deformities. Bone Joint J 103B(4):1–7

    Google Scholar 

  9. Richter PH et al (2021) Accuracy of screw stabilization of the dorsal pelvic ring using a hybrid operating room: 5 year experience in a level 1 trauma center. Injury 52(10):2968–2972

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. Shin BJ et al (2012) Pedicle screw navigation: a systematic review and meta-analysis of perforation risk for computer-navigated versus freehand insertion. J Neurosurg Spine 17(2):113–122

    Article  Google Scholar 

  11. Vaishnav AS et al (2020) A review of techniques, time demand, radiation exposure, and outcomes of skin-anchored Intraoperative 3D navigation in minimally invasive lumbar spinal surgery. Spine 45(8):E465–E476

    Article  Google Scholar 

  12. Verma J et al (2010) Functional outcome of computer-assisted spinal pedicle screw placement: a systematic review and meta-analysis of 23 studies including 5,992 pedicle screws. Eur Spine J 19(3):370–375

    Article  Google Scholar 

  13. Wang J et al (2019) Comparative clinical efficiency and safety of cortical bone trajectory screw fixation and traditional pedicle screw fixation in posterior lumbar fusion: a systematic review and meta-analysis. Eur Spine J 28(7):1678–1689

    Article  CAS  Google Scholar 

  14. Xiao R et al (2017) Clinical outcomes following spinal fusion using an intraoperative computed tomographic 3D imaging system. J Neurosurg Spine 26(5):628–637

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Klinik für Unfall‑, Hand, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Ulm, Albert-Einstein-Allee 23, 89081, Ulm, Deutschland

    Peter Hinnerk Richter &  Florian Gebhard

Authors
  1. Peter Hinnerk Richter
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Florian Gebhard
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Peter Hinnerk Richter.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

P.H. Richter ist Mitglied der AO SDS Taskforce. F. Gebhard ist aktuell AO Foundation-Präsident. Prof. Dr. Gebhard und Prof. Dr. Richter halten Vorträge und sind Berater für Siemens Healthcare.

Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Additional information

Redaktion

Ralph Kothe, Hamburg

figure qr

QR-Code scannen & Beitrag online lesen

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Richter, P.H., Gebhard, F. Einsatz von Navigation in der Traumatologie an der Wirbelsäule. Oper Orthop Traumatol 35, 29–36 (2023). https://doi.org/10.1007/s00064-022-00790-7

Download citation

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00064-022-00790-7

Schlüsselwörter

Keywords

Search

Navigation