Zusammenfassung
Hintergrund
Traumatologische Applikationen in der computerassistierten Chirurgie nutzen häufig konventionelle mechanische Instrumente zur Simulation einfacher Bohrer- oder Implantatplatzierungen. Dabei werden meist notwendige implantatspezifische Winkelangaben oder zu berücksichtigende Parallelitäten unzureichend oder gar nicht dargestellt. Dies trifft auch für die Anwendungen der navigierten Schenkelhalsverschraubung oder Platzierung der dynamischen Hüftschraube zu. Ziel dieser Studie war es, eine konventionelle mechanische parallele Doppelbohrbüchse (DBB) zur Schenkelhalsverschraubung in ein Navigationsmodul zu integrieren und somit die Vorteile der mechanischen und navigierten Platzierungshilfen für diesen minimal-invasiven Eingriff zu kombinieren.
Material und Methode
Nach primärer Fixation der Referenzmarker erfolgte die Software Einbindung in ein konventionelles Traumanavigationsmodul mit graphischer Darstellung der kompletten DBB und aller spezifischer Winkelangaben. Plausibilitätstests erfolgen an Plastikknochen, sekundär wurde eine randomisierte Studie an intakten Plastikfemurmodellen und Kadavern im Vergleich zur konventionellen Technik durchgeführt. Die erfassten Zielparameter dabei waren: Gesamtröntgenzeit, Operationsdauer, Genauigkeit (mit Hilfe des „tip apex distance“; TAD), Schraubenparallelität sowie die Röntgenzeit bis zum Beginn des Registrierungsvorgangs.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigten erwartungsgemäß eine Reduktion der Röntgenzeit mit Hilfe der navigierten DBB von 60%. Die Operationszeit wurde dabei im Vergleich zur konventionellen Technik um 30% verlängert. Bezüglich der Genauigkeit, gemessen am TAD und der Parallelitäten beider Schrauben, zeigten sich keine signifikanten Unterschiede.
Schlussfolgerung
Die permanente Visualisation der parallelen Trajektorien mit Hilfe der neuen navigierten DBB ermöglicht eine sichere und reproduzierbare Schraubenplatzierung in minimal-invasiver Technik bei Schenkelhalsfrakturen. Eine Kombination mechanischer und navigierter Hilfen zur Implantatplatzierung erscheint auch bei anderen traumatologischen Indikationen sinnvoll.
Abstract
Background
Trauma navigation applications employ conventional mechanical surgical instruments for the simulation of drilling trajectories. Few complex mechanical targeting instruments, such as guides with fixed angles or with multiple parallel cannulas, have been adapted into trauma navigation systems. We have integrated a complex mechanical tool, the parallel drill guide (PDG) for the minimally invasive treatment of femoral neck fractures, into a trauma navigation module. The combined advantage of a complex yet commonly used mechanical tool with the benefits of fluoroscopic navigation was evaluated.
Material and methods
To adapt the conventional PDG to a fluoroscopic navigation system, the instrument was fitted with a non-detachable reflective marker array. Navigation engineers developed custom software to enable visualization of the navigated PDG. A comparison of conventional versus navigated PDG techniques was performed on plastic bone models and cadavers. No software or mechanical failures occurred with the navigated PDG procedures.
Results
While the total operative time was 30% more with navigation compared with conventional techniques, the total radiation time for the navigated group was reduced by more than 60%. This study demonstrates the successful integration of a cannulated parallel drill guide with a fluoroscopic navigation system.
Conclusion
The continuous display of the complex PDG mechanical instrument, with multiple parallel virtual trajectories, enables safe and accurate parallel screw placement. The integration of complex mechanical instrumentation with navigation for the accurate placement of hardware represents an attractive direction in multiple trauma applications.
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Danksagung
Die Entwicklung und Umsetzung der im Text genannten Hardware- und Software-Prototypen dieser Studie wurden mit Unterstützung der Firmen DePuy, Kirkel-Limbach, und der Brainlab AG, Heimstetten, durchgeführt.
Interessenkonflikt
Es besteht kein Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen. Die Präsentation des Themas ist unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.
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Kendoff, D., Hüfner, T., Citak, M. et al. Eine neue Doppelbohrbüchse zur navigierten Schenkelhalsverschraubung. Unfallchirurg 109, 875–880 (2006). https://doi.org/10.1007/s00113-006-1142-1
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00113-006-1142-1