Osteosyntéza pánve pomocí počítačové navigace


Pelvic Osteosynthesis using computer guided navigation

Objective:
The authors report about their experience using computer guided navigation in pelvic/acetabular osteosynthesis regarding duration of surgery and peri-operative radiation doses.

Materials and methods:
A total of 29 osteosyntheses were performed using computer guided navigation of the sacroiliac joint (21) and acetabulum (8). For fixation cannulated screws were used. The followed parameters were duration of surgery, radiation dose as seen on the image-intensifier, related to the number of inserted screws.

Results:
The graphs show a decrease in duration of surgery and radiation dose corresponding with the number of surgeries performed. We observed one infection. There were no mal-positions of the inserted screws or damage to neurovascular structures seen.

Conclusion:
The use of computer guided navigation in screw fixation of the pelvic area can significantly reduce the perioperative radiation load and shorten duration of surgery.

Key words:
Computer navigation device, osteosynthesis pelvis, X- ray radiation.


Autoři: Roman Madeja;  Leopold Pleva;  Vladimír Ječmínek
Působiště autorů: Traumatologické centrum FN Ostrava a Lékařská fakulta OU v Ostravě;  Trauma Centre University Hospital Ostrava and Fakulty of Medicine University of Ostrava
Vyšlo v časopise: Úraz chir. 23., 2015, č.3

Souhrn

Cíl práce:
Autoři hodnotí použití počítačové navigace u osteosyntéz zlomenin pánve z hlediska operačního času a perioperační dávky RTG záření.

Materiál a metoda:
Pomocí počítačové navigace bylo provedeno 21 osteosyntéz v oblasti SI skloubení pánve a osm osteosyntéz zlomenin v oblasti acetabula. Osteosyntézy byly prováděny pomocí jednotlivých kanulovaných šroubů. Během výkonů byl měřen operační čas, dávky RTG záření na RTG skiaskopicko-skiagrafickém přístroji a počet zavedených šroubů.

Výsledky:
V grafickém znázornění s počtem operací klesá operační čas a také dávky perioperačního RTG záření. Byla zaznamenána jedna infekční komplikace, nebyly zaznamenány malpozice umístěných šroubů či poranění nervově-cévních struktur po operacích.

Závěr:
Použití počítačové navigace u osteosyntéz zlomenin v oblasti pánve jednotlivými šrouby může významně omezit perioperační RTG záření a také zkrátit operační čas.

Klíčová slova:
Počítačová navigace, osteosyntéza pánve, RTG záření.

ÚVOD

Počítačová navigace se používá v traumatologii poměrně krátkou dobu a v omezených indikacích. Jednou z indikací, kde lze výhody počítačové navigace v traumatologii využít, jsou osteosyntézy zlomenin páteře a některé osteosyntézy pánve, kde je nutné vrtání kanálu pro fixační šrouby do relativně úzce vymezeného prostoru skeletu [1, 2]. Směr vrtání kanálu a zavedení šroubu se standardně kontroluje pomocí skiaskopie, kde pacient i personál na operačním sále jsou vystaveni poměrně značným dávkám RTG záření. Počítačová navigace umožní kontrolu směru vrtání kanálu a zavedení šroubů s omezením perioperační skiaskopie a tímto snižuje dávky RTG záření pro pacienta i personál.

METODA

Zlomeniny pánevního kruhu jsou jedny z nejzávažnějších zlomenin. Vyskytují se většinou u polytraumatizovaných pacientů a timing jejích ošetření je závislý na celkovém stavu pacienta.

U urgentních stavů je nutné aplikovat metodu damage con-trol traumatology, což je rychlá stabilizace zlomeniny pomocí zevního fixátoru nebo pánevní svorky. Po stabilizaci stavu pacienta je možné provést definitivní ošetření zlomenin [9]. Typ definitivní osteosyntézy je závislý od typu zlomeniny a také poranění sakroiliakálních vazů zadního segmentu pánve nebo poranění symfýzy, s přihlédnutím na typ nestability pánevního kruhu. Typy zlomenin a nestabilit jsou popsány v klasifikaci podle Tileho, převzaté společností AO, modifikované pak v dalších klasifikacích [10].

Zlomeniny acetabula jsou důsledkem většinou vysokoenergetických úrazů u mladších pacientů, často vznikající při dopravních nehodách, pádech z výšky a pracovních úrazech. Jejich ošetření je opět fázové, v akutní fázi je většinou provedena repozice a skeletální trakce nebo zevní fixace. V další fázi je podle typu zlomeniny indikována otevřená repozice a osteosyntéza s použitím dlah a šroubů. U indikovaných zlomenin může být aplikována zavřená repozice a osteosyntéza jednotlivými šrouby.

Osteosyntéza zadního segmentu pánve pomocí iliosakrálních šroubů a její kombinace s vnitřní osteosyntézou nebo zevním fixátorem je indikována zejména u zlomenin pánve typu C podle Tileho klasifikace tam, kde je předpokládána nebo prokázána vertikální nestabilita pánevního kruhu.

U izolované zlomeniny zadní hrany acetabula je v některých případech indikována osteosyntéza jednotlivými šrouby zavedenými z miniincize pod kontrolou skiaskopie [4].

Tyto typy osteosyntéz jsou vhodné pro použití počítačové navigace, protože ta umožňuje lepší kontrolu vrtání kanálu pro šrouby bez opakovaného použití rentgenového zesilovače.

Principem počítačové navigace je možnost přenesení základních RTG projekcí zlomeniny provedených na RTG skiaskopicko-skiagrafickém pojízdném přístroji (C rameni) před vlastní operací do počítače navigace, který poté vizualizuje pohyb nástrojů a osteosyntetického materiálu v operačním poli a v oblasti zlomeniny, již bez nutnosti perioperační RTG skiaskopie.

Pro provedení osteosyntézy pomocí počítačové navigace je nutný přístroj pro navigaci, který je tvořen dvěmi infračervenými kamerami, vizualizačním a dotykovým monitorem a počítačem, který zpracovává RTG snímky z C ramene a vytváří virtuální operační pole. Dále je nutné kompatibilní C rameno propojené datovým či analogovým kabelem s přístrojem pro navigaci a různé nástroje pro navigovanou osteosyntézu (obr. 1, 2, 3).

Přístroj počítačové navigace BrainLab-Vector Vision
Obr. 1. Přístroj počítačové navigace BrainLab-Vector Vision

C-rameno kompatibilní s přístrojem počítačové navigace Ziehm Vario 3D
Obr. 2. C-rameno kompatibilní s přístrojem počítačové navigace Ziehm Vario 3D
 

Nástroje pro navigaci-vodič vrtáků, navigační ukazovátko, kalibrační matrice
Obr. 3. Nástroje pro navigaci-vodič vrtáků, navigační ukazovátko, kalibrační matrice
 

V traumatologii pánve je nejvhodnější pro počítačovou navigaci zavádění jednotlivých šroubů u osteosyntéz poranění sakroiliakální oblasti (zadního segmentu pánve), dále pak zlomeniny v oblasti acetabula a horního raménka kosti stydké. Vhodné je také použití navigace při otevřené osteosyntéze v oblasti acetabula, kde můžeme kontrolovat umístění jednotlivých šroubů dlahy případně tažných šroubů [7].

Před osteosyntézou provádíme základní RTG diagnostiku a také CT vyšetření pokud možno s 3D rekonstrukcí zlomenin [5].

Před vrtáním kanálu pro šrouby je nutná repozice zlomeniny pomocí trakce nebo zevního fixátoru. Následně se fixuje pomocí dvou Schanzových šroubů umístěných do protilehlé lopaty kosti kyčelní navigační sonda, která umožňuje vizualizaci operované oblasti v prostoru pro kameru navigace. Navigační sondu je možné v některých případech po repozici a naložení zevního fixátoru umístit na tělo fixátoru, což jsme vyzkoušeli jak na modelu pánve, poté také v průběhu operace (obr. 4).


Obr. 4a,b: Umístění sondy pro navigaci na tělo zevního fixátoru pánve na modelu a perioperačně
Obr. 4a,b: Umístění sondy pro navigaci na tělo zevního fixátoru pánve na modelu a perioperačně

Po zvolení příslušného programu v počítači navigace se provedou základní RTG snímky na C rameni. Tyto se uloží do počítače navigace prostřednictvím vzájemného propojení obou zařízení kabelem. Před vytvářením RTG projekcí je nutné na C rameno umístit speciální navigační matrici, která umožní výpočet prostorové informace pro počítačovou navigaci (obr. 5, 6).

Provádění vstupních RTG snímků
Obr. 4. Provádění vstupních RTG snímků

RTG snímek acetabula přenesený z C ramene do navigace
Obr. 5. RTG snímek acetabula přenesený z C ramene do navigace

Po provedení potřebných RTG projekcí je perioperační skiaskopie ukončena. Její další využití se omezuje pouze na kontrolu již zavedeného osteosyntetického materiálu. Na dotykovém monitoru navigace můžeme na provedených RTG projekcích virtuálně naplánovat a uložit v optimální pozici osteosyntetický materiál (šroub), zjistit jeho rozměry (obr. 7).

Monitor navigace s programem pro plánování šroubů
Obr. 6. Monitor navigace s programem pro plánování šroubů
 

Po tomto procesu pomocí navigačního ukazovátka zjistíme optimální místo pro miniincizi, po provedení miniincize pak tupou preparací pronikáme ke skeletu. Pomocí vodiče vrtáků kompatibilního s navigací můžeme vrtat kanál pro zavedení šroubu, přičemž jeho umístění kontrolujeme v reálném čase ve dvou nebo více projekcích na monitoru navigace (obr. 8, 9, 10). Po vyvrtání kanálu zavádíme šroub, jehož následné umístění můžeme zkontrolovat pomocí perioperační skiaskopie nebo CT skenu.


Obr. 8a,b: Plánování optimální incize pomoci počítačové navigace pomocí navigačního ukazovátka
Obr. 8a,b: Plánování optimální incize pomoci počítačové navigace pomocí navigačního ukazovátka


Obr. 9a,b: Vrtání kanálu pro šroub do zadního segmentu pánve pod kontrolou počítačové navigace
Obr. 9a,b: Vrtání kanálu pro šroub do zadního segmentu pánve pod kontrolou počítačové navigace

Cílení kanálu pro šroub na zadní hranu acetabula
Obr. 7. Cílení kanálu pro šroub na zadní hranu acetabula
 

METODIKA

V letech 2009 - 2011 bylo zařazeno do prospektivní studie 21 pacientů se zlomeninou pánve typu C1, C2 podle Tileho klasifikace, kde byla provedena zavřená repozice a osteosyntéza poraněné sakroiliakální oblasti kanulovanými šrouby pod kontrolou počítačové navigace. Stabilizace poraněné přední části pánevního kruhu byla provedena otevřenou repozicí a osteosyntézou pomocí LCP dlahy nebo zavřenou repozicí a osteosyntézou zevním fixátorem [6, 8] (obr. 11, 12).

Zlomenina pánve s vertikální nestabilitou
Obr. 8. Zlomenina pánve s vertikální nestabilitou

Stav po osteosyntéze zevním fixátorem a sakroiliakálním šroubem zavedeným pod kontrolou počítačové navigace
Obr. 9. Stav po osteosyntéze zevním fixátorem a sakroiliakálním šroubem zavedeným pod kontrolou počítačové navigace

Dále bylo zařazeno do studie osm pacientů se zlomeninou zadní hrany acetabula, kde byla provedena zavřená repozice a osteosyntéza pomocí kanulovaného šroubu taktéž pod kontrolou počítačové navigace (obr. 13, 14), (tab. 1, 2) U jednotlivých případů byl sledován operační čas navigované osteosyntézy (min), dávky perioperačního RTG záření (v cGy.cm2). V pooperačním období byl sledován klinický stav pacientů, hojení ran a RTG známky hojení v dvouletém období. Cílem studie bylo sledování vývoje hlavních ukazatelů - operačního času a perioperačních dávek RTG záření během počítačem navigovaných osteosyntéz.

Zlomenina zadní hrany acetabula
Obr. 10. Zlomenina zadní hrany acetabula

Stav po osteosyntéze zadní hrany acetabula
Obr. 11. Stav po osteosyntéze zadní hrany acetabula

Tab. 1. Klinický soubor
Klinický soubor

Tab. 2. Typy zlomenin
Typy zlomenin

VÝSLEDKY

Průměrné hodnoty operačních časů a dávky RTG záření jsme vložili to tabulky (tab. 3). S rostoucím počtem operaci jsme pozorovali pokles hodnot operačního času a také perioperačního RTG záření (graf 1, 2).

Tab. 3. Osteosyntéza pánve pomocí počítačové navigace - průměrné operační časy a dávky RTG záření
Osteosyntéza pánve pomocí počítačové navigace - průměrné operační časy a dávky RTG záření

Perioperační RTG záření na C rameni (cGy.cm<sup>2</sup>)
Graf 1. Perioperační RTG záření na C rameni (cGy.cm<sup>2</sup>)

Operační časy (min)
Graf 2. Operační časy (min)

Během operací jsme nepozorovali žádné významnější komplikace kromě technických komplikací, jako nutná výměna poškozených wolframových markérů na sondách navigace a matrici či výměna propojovacího kabelu mezi navigací a C ramenem.

V pooperačním průběhu jsme pozorovali jedenkrát povrchní infekční komplikaci v ráně po zavedení šroubů do SI skloubení, v dlouhodobém sledování jsme nepozorovali malpozici šroubů, nezhojení zlomeniny, selhání osteosyntézy nebo poranění nervově-cévních struktur.

DISKUZE

Zkušenosti s počítačovou navigací v traumatologii v celosvětovém měřítku nejsou dlouhodobé. Je to metoda, která se stále vyvíjí. V některých pracích popisují obdobné zkušenosti a operační časy při použití počítačové navigace u osteosyntéz jednotlivými šrouby v oblasti pánve. Gerbhard a kolektiv provedli zajímavou prospektivní studii se zaměřením na peroperační ozáření personálu. Srovnali dozimetry skupiny chirurgů provádějících osteosyntézy páteře pod standardní skiaskopickou kontrolou a srovnali se skupinou chirurgů provádějících tyto operace pod kontrolou 2D nebo 3D navigace. Výsledkem bylo téměř poloviční radiační zátěž u skupiny chirurgů provádějících výkony pod kontrolou počítačové navigace [3].

Relativní nevýhodou počítačové navigace je nutnost miniinvazivních vstupů pro umístění sond pro navigaci, dále pak cena navigace a nástrojů nutných k provedení navigované osteosyntézy. Zjistili jsme větší nároky na operační prostor a umístění jednotlivých přístrojů na operačním sále. Je nutné také větší množství operačních nástrojů a instrumentačních stolů, což se postupem času podařilo zredukovat vhodným výběrem nástrojů při určitých operacích. Nutné je proškolení personálu a provedení prvních operací na modelech pro pochopení principu a jednotlivých dílčích postupů.

ZÁVĚR

Osteosyntéza pomocí počítačové navigace skýtá nové možnosti pro operatéra, a to zejména plánování ideálního umístění osteosyntetického materiálu virtuálně již před operací, zjištění jeho optimálních rozměrů. Po zhotovení přesných vstupních RTG projekcí a jejich přenesení do počítače navigace je možné provést další operační výkon již bez použití C ramene. Kontrola vrtání je možná na monitoru ve dvou nebo více projekcích, což umožňuje přesnější zacílení než u standardní kontroly pod C ramenem. Po dostatečné erudici dochází postupně ke zkracování operačních časů a hlavně zmenšení dávky perioperačního RTG záření.

MUDr. Roman Madeja, Ph.D.

madeja@seznam.cz


Zdroje

1. BRIEM, D., RUEGER, JM., BEGEMANN, PG. et al. Computer-assisted screw placement into the posterior pelvic ring: assessment of different navigated procedures in a cadaver trial. Unfallchirurg. 2006, 109, 640–646, ISSN 0177–5537.

2. FOLEY, KT., SIMON, DA., RAMPERSAUD, YR. Virtual fluoroscopy: computer-assisted fluoroscopic navigation. Spine. 2001, 26, 347–351. ISSN 0362–2436.

3. GEBHARD, FT., KRAUS, MD., SCHNEIDER, E. et al. Does computer-assis-ted spine surgery reduce intraoperative radiation doses? Spine. 2006, 31, 2024–2027. ISSN 0362–2436.

4. GRAS, F., MARINTSCHEV, I., MENDLER, F. et al. 2D-fluoroscopic navigated screw osteosynthesis of acetabular fractures: A preliminary report. Orthop Unffal. 2008, 146, 231–239, ISSN 1864–6697.

5. CHMELOVÁ, J., DŽUPA, V., PLEVA, L. Role zobrazovacích metod v diagnostice poranění pánve. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2008, 75, 93–98, ISSN 0001–5415.

6. PAVELKA, T., DŽUPA, V., RYŠAVÝ, M. et al. Poranění pánevního kruhu. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2006, 73, 405–413, ISSN 0001–5415.

7. RUAN, Z., LUO, CF., ZENG, BF. et al. Percutaneous screw fixation for the acetabular fracture with quadrilateral plate involved by three-dimensional fluoroscopy navigation: surgical technique. Injury. 2012, 43, 517–521. ISSN 0020–1383.

8. SOUKUP, B. Osteosyntéza sakroilického kloubu u nestabilních zlomenin pánevního kruhu. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 1999, 66, 146–151, ISSN 0001–5415.

9. TALLER, S., LUKÁŠ, R., ŠRÁM, J. et al. Urgentní ošetření komplexních zlomenin pánve. Rozhl Chir. 2005, 84, 83–87. ISSN 0035–9351.

10. TILE, M. Acute pelvic fractures: I. Causation and classification. J Am Acad Orthop Surg. 1996, 4, 143-151. ISSN 1067-151X.

Štítky
Chirurgie všeobecná Traumatologie Urgentní medicína
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se