Strahlendosis im OP – ein Vergleich computerassistierter Verfahren

Zusammenfassung

Computerassistierte Verfahren werden seit den 1990er Jahren in der Orthopädie und Traumatologie eingesetzt. Neben der seit dieser Zeit proklamierten erhöhten Genauigkeit im Vergleich zu konventionellen Operationsverfahren wurde als einer der Hauptvorteile der Computernavigation eine Verminderung ionisierender Strahlung im unfallchirurgischen OP angeführt. In vielen Studien konnte Ersteres belegt werden. Um Letzteres zu messen,wurde diese Studie durchgeführt. Ihr Ziel war es, Röntgendosen sowohl bei konventionellen als auch bei computerunterstützten Verfahren mit einem C-Bogen-Gerät des Typs SIREMOBIL Iso-C^{3D ®} (Fa. Siemens Medical Solutions) zu quantifizieren. Es sollte erstmals nachgewiesen werden, welche Verfahren in Hinsicht auf Minimierung der emittierten Röntgendosis überlegen sind. Die klinischen Messungen wurden ergänzt durch Labormessungen mit Hilfe einer Ionisationsmesskammer im Innern eines Standard-Plexiglasphantoms. Die Studie untersuchte in ihrem klinischen Teil an insgesamt 42 Patienten den Einsatz neuer, computerunterstützter Verfahren im Vergleich zu konventionellen Methoden anhand von Eingriffen an der unteren Extremität (n=14) und Wirbelsäulenoperationen (n=28). Als Verfahren wurden untersucht 1. die konventionelle Operationsmethode, 2. die CT-basierte Navigation, 3. die C-Arm-Navigation und 4. die Iso-C-3D-Navigation. Der Schwerpunkt der klinischen Untersuchungen lag dabei auf der Ermittlung von Strahlendosen mittels Thermolumineszenzdosimetrie sowie der Erfassung der Betriebszeiten des Röntgengeräts im Verlauf eines operativen Eingriffs. Die Erkenntnisse aus den klinischen Studien werden gestützt durch die Ergebnisse aus den Labormessungen. Es konnte gezeigt werden, dass die computerunterstützten Verfahren in allen untersuchten Bereichen eine deutliche Reduktion der Strahlenexposition bei verkürzten Durchleuchtungszeiten erreichen. Für die erst kürzlich,während der laufenden Studie, in den klinischen Betrieb eingeführte Iso-C-3D-Navigation wurde die größte Verminderung der Freisetzung von ionisierender Strahlung ermittelt.

Abstract

Since the 1990s, computer-assisted methods have been well-established in the field of orthopedics and traumatology. In addition to the proven improvement in the field of surgical precisioncompared with conventional techniques, the decrease in the amount of emitted ionizing radiation inside of the operating room was cited to constitute an additional major advantage of computer-based navigation. The goal of this study was to quantify X-ray dose values exposed during both conventional methods and computer-assisted procedures, the latter being performed using a C-arm device SIREMOBIL Iso-C^3D (Siemens Medical Solutions). The clinical measurements were supplemented by laboratory experiments using a pinpoint ionization chamber placed inside a standard lucite phantom. The clinical part of the study investigated the application of new, i.e. computer assisted, techniques in comparison with conventional procedures on in total 42 patients experiencing surgery either on their lower extremities (n=14) or on the spine (n=28). The techniques applied were:(1) conventional surgical procedure, (2) CT-based navigation, (3) C-arm navigation, and (4) Iso-C^3D-navigation. The main focus of the clinical evaluation was the determination of radiation dose values by means of thermoluminescence dose meters, accompanied by the registration of the operation times of the X-ray tube during a surgical intervention. The conclusions from the clinical studies are in agreement with the results from the laboratory measurements. Computer-assisted techniques led to a significant reduction in X-ray dose exposure and drastically shortened irradiation times. The most pronounced decrease in the emission of ionizing radiation was achieved in case of the Iso-C^3D-navigation, which has only recently been introduced into clinical practice, i.e. during runtime of this study.