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Spinale Neuronavigation
Neben der klassischen Neuronavigation für den Schädel hat sich die Neuronavigation an der Wirbelsäule in den letzten Jahren zunehmend etabliert. Der aktuelle Stand der Technologie hat sich von herkömmlichen Standards mit einer direkten Visualisierung der Wirbelsäule über das intraoperative wiederholte Röntgen mittels eines sogenannten C-Bogens weiterentwickelt.
Die bildgeführte Chirurgie erlaubt es dem Operateur ohne wiederholtes Röntgen eine multiplanare Visualierung der spinalen Anatomie zu haben. Instrumente können somit in Echtzeit im Verhältnis zur Anatomie bei Instrumentierungen an der Wirbelsäule dargestellt werden. Dies ist besonders dann hilfreich, wenn Implantate in nicht sichtbare Strukturen der Wirbelsäule eingebracht werden. Dies betrifft vor allem in den Wirbelkörper eingebrachte Schrauben.
Definition
Der Begriff der spinalen Neuronavigation beschreibt die computerassistierte Übertragung von Bilddaten eines Patienten auf den Operationssitus der Wirbelsäule, vergleichbar mit einem GPS.
Entwicklung
Die spinale Neuronavigation leitet sich von der Rahmenlosen Stereotaxie beim Schädel ab. Durch die Bewegung der Wirbelsäule in sich, war es zum Beginn der spinalen Neuronavigation schwierig, eine ausreichende Genauigkeit zu erzielen.
Nach anfänglichen Problemen etablierte sich die Benutzung anatomischer Landmarken, veröffentlicht durch Foley und Smith Mitte der 90er Jahre. Mit der Benutzung anatomischer Oberflächenmarker direkt an der Wirbelsäule, im Vergleich zu auf der Haut aufgesetzten Markern, besserte sich die Genauigkeit erheblich. Das Prinzip der Oberflächenregistrierung anatomischer Landmarken direkt an der Wirbelsäule hat sich in den folgenden Jahren erheblich verbessert und wurde weiterentwickelt und wird heute noch angewandt.
Neben der Oberflächenregistrierung anatomischer Landmarken hat sich in den letzten Jahren vor allem die CT- und Röntgen-basierte Registrierung weiterentwickelt. Diese macht komplexe Eingriffe an der gesamten Wirbelsäule möglich.
Klinische Bedeutung
Die CT basierte spinale Navigation wird in unserer Klinik standardmässig angewendet. Wie bei Operationen am Schädel werden vor der Operation gewonnene Bilddaten als Bestandteil der Operationsplanung bearbeitet und stehen in der Operation in Echtzeit zur Verfügung.
Eine Arbeitsgruppe um Shin und Kollegen haben eine systematische Analyse zur spinalen Navigation von Schraubenimplantationen an der Wirbelsäule durchgeführt. Beim Vergleich von navigierten mit nicht-navigierten Schraubeninsertionen wurde die korrekte Lage implantierter Schrauben sowie Komplikationen verglichen. Beim Vergleich von 20 Studien zeigte sich, dass das Risiko einer Schraubenfehllage bei navigierten Schrauben bei 6 Prozent lag, während das Risiko bei konventionellen Operationen bei 15 Prozent lag. Zudem kam es bei den navigierten Schrauben zu keinerlei neurologischen Komplikationen.
Klinische Anwendung
Bei der spinalen Neuronavigation wird ein präoperativ mittels Computertomographie gewonnenes dreidimensionales Bild der Wirbelsäule mit einem intraoperativen 3D Röntgenbild der Wirbelsäule fusioniert (Bild 1). Software Algorithmen fusionieren die drei-dimensionale Matrix des Röntgenbildes mit den Bildern des präoperativen CT Datensatzes. So ist es möglich, das der Operateur die Position seiner Instrumente und die Lage eingebrachter Schrauben in Echtzeit an einem drei-dimensionalen Datensatz der Wirbelsäule verfolgen kann (Bild 2). Zudem ermöglicht die Benutzung eines dreidimensionalen intraoperativen Röntgengerätes, die Lage der implantierten Schrauben noch in der Operation zu kontrollieren und ggf. zu korrigieren (Bild 3).
Diese Technologie wird auch bei minimalinvasiven Eingriffen an der Wirbelsäule in unserer Klinik benutzt.
Bild1: Planung der spinalen Neuronavigation mit der Fusion prä- und intraoperativer Bilddatensätze
Bild 2: Intraoperative Planung der Schraubenlage mit in Echtzeit navigierten Instrumenten
Bild 3: Intraoperative Kontrolle der eingebrachten Schrauben mit Hilfe der 3-dimensionalen Fluoroskopie
Literatur
- Image-guided spine surgery. Foley KT, Smith MM. Neurosurg Clin North Am 1996;7:171–86.
- Stereotactic applications in spine surgery. Contemporary Update on Disorders of the Spine. Foley KT, Smith KR, Bucholz RD. The Spine Ctr, Snowbird, Utah: January 1994.
- Pedicle screw navigation: a systematic review and meta-analysis of perforation risk for computer-navigated versus freehand insertion. Shin BJ, James AR, Njoku IU, Härtl R. J Neurosurg Spine. 2012;17:113-122