Aus der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie
der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

CT-basierte Computernavigation von Pedikelschrauben an der Brustwirbelsäule – Praktikabilität, klinische Ergebnisse und Vergleich zur konventionellen Technik

Zur Erlangung des akademischen Grades
Dr. medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin

von Klaus John Schnake
aus Luthe, jetzt Wunstorf

Dekan: Prof. Dr. med. Dudenhausen

Gutachter:
1. PD Dr. med. M. Raschke
2. Prof. Dr. med. J. R. Weber
3. Prof. Dr. med. C. Josten

eingereicht: 23. Februar 2002

Datum der Promotion: 12. Juli 2002

Abstract

Several studies have shown that computer assisted pedicle screw insertion in spinal surgery can decrease pedicle perforation rate significantly to less than 10%. However, few data exist concerning the accuracy of pedicle screw navigation in the thoracic spine in trauma patients. The goal of this study was to evaluate the accuracy of CT-based computer assisted pedicle screw insertion in the thoracic spine in patients with fractures, metastases and spondylodiscitis compared to conventional technique. 324 pedicle screws were inserted in the thoracic spines of 85 patients. 211 screws were placed using a CT-based optoelectronic navigation system assisted by an image intensifier. 113 screws were placed with conventional technique. Screw positions were evaluated with postoperative CT-scans by an independent radiologist. In the computer assisted group 174 (82,5%) screws were found completely within their pedicles compared with 77 (68,1%) correctly placed srews in the conventional group (p < 0,003). Despite of using the navigation system 1,9% of the computer assisted screws perforated the pedicle wall more than 4 mm. The additional use of the image intensifier helped identifying the correct vertebral body and avoided cranial or caudal pedicle wall perforations.

Keywords: Computer assisted surgery, CT-based navigation, Thoracic spine, Pedicle screws, Conventional technique

Zusammenfassung

Die Einführung der Computer-assistierten Navigation von Pedikelschrauben an der Wirbelsäule in den klinischen Alltag konnte in mehreren Studien eine signifikante Senkung der Fehlplatzierungsraten auf deutlich unter 10% zeigen. Es existieren aber nur spärliche Daten bezüglich der Navigation an der Brustwirbelsäule und deren Anwendung bei unfallchirurgischen Patienten, typischerweise mit frischen Frakturen. Ziel dieser Arbeit war es, die Genauigkeit der CT-basierten Navigation von Pedikelschrauben an der Brustwirbelsäule mit Hilfe eines optoelektronischen Navigationssystems bei Patienten mit Frakturen, Tumoren und Entzündungen im Vergleich zur konventionellen Technik zu untersuchen. Dazu wurden bei 85 Patienten 324 Pedikelschrauben, 211 navigiert und 113 konventionell, an der Brustwirbelsäule gesetzt. Die Navigation erfolgte mit einem optoelektronischen System, wobei zusätzlich ein Bildverstärker zur Lagekontrolle verwendet wurde. Postoperativ wurde die Pedikelschraubenplatzierung mit Hilfe von Computertomogrammen dargestellt und durch einen unabhängigen Radiologen ausgewertet. In der navigierten Gruppe wurden 174 (82,5%) Schrauben korrekt platziert. In der konventionellen Gruppe waren es mit 77 (68,1%) Schrauben signifikant weniger (p < 0,003). Allerdings ließen sich erhebliche Fehllagen von über 4 mm in 1,9% der Fälle trotz Navigation nicht vermeiden. Die zusätzliche Röntgendurchleuchtung vermied vor allem die Navigation falscher Wirbelkörper sowie Abweichungen der Schrauben nach kaudal bzw. kranial.

Eigene Schlagworte: Computerassistierte Chirurgie, CT-basierte Navigation, Brustwirbelsäule, Pedikelschrauben, Konventionelle Technik

Inhaltsverzeichnis

Tabellen

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13.10.2004