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Der Orthopäde

, Volume 42, Issue 3, pp 157–163 | Cite as

Elektromagnetische Navigation transpedikulärer Punktionen

Präziser als der Standard?
  • J.A.K. OhnsorgeEmail author
  • K. Kowalski
  • P. Bruners
  • M. Weisskopf
  • M. Lühmann
  • T. Penzkofer
  • U. Maus
Originalien
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Zusammenfassung

Hintergrund

Vor dem klinischen Einsatz eines dafür zugelassenen elektromagnetischen Trackingsystems (CAPPA IRAD EMT) sollte die experimentelle Analyse am Phantom die Sicherheit des Verfahrens und einen Mehrwert hinsichtlich erreichbarer Präzision im Vergleich zur klassischen C-Bogen-gestützten Methode bei transpedikulären Punktionen belegen.

Material und Methoden

Es wurden insgesamt 110 transpedikuläre Punktionen an je 11 Wirbelkörpern von 5 künstlichen Wirbelsäulenphantomen in konventioneller Technik unter fluoroskopischer Kontrolle und mittels elektromagnetischer Navigation im Seitenvergleich durchgeführt. Zielpunkt waren 2 ventral der Wirbelsäule fixierte röntgendichte, nicht ferromagnetische Markierungskugeln. Zur Evaluation der Präzision wurden an dreidimensionalen CT-Bilddatensätzen der Wirbelsäule die absolute Distanz des Endes des Punktionskanals zum Zielmarker und die graduelle Abweichung des reellen Punktionskanals von der zuvor definierten idealen Zieltrajektorie zum Marker bestimmt. Die Berechnung der Werte und der statistischen Signifikanz erfolgte mit dem Wilcoxon-Test, Version SPSS 16.0.1, für Windows.

Ergebnisse

Die Abweichung vom Zielpunkt betrug bei der elektromagnetisch navigierten Knochenpunktion im Mittel 6,6 mm (3,9 mm Standardabweichung) gegenüber 3,2 mm (2,8 mm Standardabweichung) im konventionellen Verfahren. Analog betrug die Abweichung von der idealen Trajektorie 18,4° (4,6° Standardabweichung) gegenüber 6,5° (3,5° Standardabweichung). Der Unterschied der Präzision war für beide Parameter hochsignifikant (p < 0,001).

Schlussfolgerung

Das für eine verlässliche transpedikuläre Punktion erforderliche Mindestmaß an Präzision konnte mit elektromagnetischer Navigation nicht erreicht werden. Der gefundene Fehler wird vorbehaltlich weiterer Analysen auf eine instabile Referenzierung zurückgeführt. Das für reine Weichteilpunktionen erfolgreich erprobte System kann daher für eine klinische Anwendung an der knöchernen Wirbelsäule zunächst nicht empfohlen werden.

Schlüsselwörter

Knochenpunktion Trackingsystem Zieltrajektorie Wirbelsäule Instabile Referenzierung 

Electromagnetic navigation of transpedicular punctures

More precise than the standard?

Abstract

Aim

Before clinical implementation of an approved electromagnetic tracking system (CAPPA IRAD EMT) an experimental trial was performed to investigate the accuracy of the system and its safety in application for transpedicular vertebral punctures in comparison to the classical fluoroscopic method.

Material and methods

A total of 110 transpedicular punctures were performed bilaterally using 11 vertebrae of 5 realistic artificial phantoms and 1 pedicle was punctured with the conventional technique using c-arm fluoroscopy and the other with the electromagnetic tracking system. As a target a radiopaque non-ferromagnetic marker was implanted bilaterally in the anterior wall of the vertebrae. For evaluation of the precision the distance from the end of the puncture to the target and the gradual deviation of the actual channel from the ideal trajectory were assessed in three-dimensional computer tomography. Calculations and statistical analysis were performed according to the Wilcoxon test by means of SPSS 16.0.1 for Windows.

Results

The mean distance from the target was 6.6 mm (±3.9 mm standard deviation SD) with electromagnetic navigation compared to 3.2 mm (±2.8 mm SD) with fluoroscopic assistance and the mean aberration from the ideal trajectory was 18.4° (±4.6° SD) compared to 6.5° (±3.5° SD), respectively. The difference of accuracy was highly significant regarding both parameters (p < 0.001).

Conclusions

The minimum requirement for accuracy of transpedicular punctures could not be achieved with electromagnetic navigation. Unless proven otherwise, the lack of accuracy is attributed to unstable referencing. Despite evidence of successful employment for soft tissue punctures the system cannot currently be recommended for osseous applications of the spine.

Keywords

Bone puncture Tracking system Target trajectory Spine Unstable referencing 

Notes

Interessenkonflikt

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen. Die Studie wurde im Rahmen des vom BMBF unter der Leitvision „Schonendes Operieren mit innovativer Technik“ (SOMIT) geförderten Verbundprojekts OrthoMIT (Orthopädische Minimal-Invasive Therapie, Gz.: 01 EQ 0402) als Teilprojekt durchgeführt.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013

Authors and Affiliations

  • J.A.K. Ohnsorge
    • 1
    • 2
    Email author
  • K. Kowalski
    • 3
  • P. Bruners
    • 4
    • 5
  • M. Weisskopf
    • 2
  • M. Lühmann
    • 1
    • 2
  • T. Penzkofer
    • 4
    • 5
  • U. Maus
    • 1
    • 2
  1. 1.Orthopädisches Zentrum der Katholischen Kliniken Oldenburger MünsterlandSt.-Antonius-Stift EmstekEmstekDeutschland
  2. 2.Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie – Schwerpunkt OrthopädieUniversitätsklinikum, RWTH AachenAachenDeutschland
  3. 3.Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie – Schwerpunkt UnfallchirurgieUniversitätsklinikum, RWTH AachenAachenDeutschland
  4. 4.Klinik für Diagnostische und Interventionelle RadiologieUniversitätsklinikum, RWTH AachenAachenDeutschland
  5. 5.Helmholtz-Institut für Biomedizinische TechnikRWTH AachenAachenDeutschland

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