Peroperační CT navigace u operací páteře a pánve: první zkušenosti

Overview

Úvod:
Autoři referují první zkušenosti s použitím virtuální navigace při zavádění šroubů do páteře a pánve prováděné na základě peroperačního CT vyšetření.

Materiál a metodika:
V období od 22. 10. 2012 (uvedení zařízení do provozu) do 9. 1. 2013 bylo provedeno 15 CT navigovaných operací páteře a pánve u 14 pacientů. Indikací k operaci páteře byly útlak nervových struktur, skolióza, zlomenina obratlů a spondylodiscitida, u operací pánve se vždy jednalo o zlomeninu typu B nebo C podle AO klasifikace. Příprava operace a její průběh byly vždy standardní v souladu se současnými požadavky a doporučeními. Místo klasického C-ramena RTG zesilovače byla peroperační navigace a následná kontrola zavedení jednotlivých šroubů prováděna pomocí O-ramena (Medtronic Navigation, Louisville, Colorado).

Výsledky:
Bylo zavedeno celkem 73 šroubů (60 transpedikulárních šroubů do krčních, hrudních a bederních obratlů, 9 iliosakrálních šroubů do těla prvního sakrálního obratle a čtyři pubické šrouby). Pouze v jednom případě zavedeného pubického šroubu (1,4 % ze všech šroubů) kontrolní peroperační CT vyšetření prokázalo malpozici, která byla ihned vyřešena jeho vynětím a zavedením nového šroubu. Další komplikace nebyly zaznamenány a ani v jednom případě nebylo třeba peroperačně přejít od CT navigace ke klasické kontrole RTG zesilovačem.

Závěr:
Krátká, ale intenzivní zkušenost s využitím peroperační CT navigace nám umožňuje následující konstatování: 1. při operacích páteře s nutností zavedení většího počtu šroubů CT navigace urychlila výkon a minimalizovala riziko malpozice šroubů; 2. při operacích pánve byla CT navigace rovněž prostředkem zlepšujícím umístění iliosakrálních a pubických šroubů; 3. radiační zátěž personálu byla při použití CT navigace prakticky nulová; 4. zvládnutí této techniky povede v budoucnu k indikaci zavádění dalších šroubů miniinvazivní cestou jak v oblasti pánve, tak v jiných lokalitách, kde minimální dislokace umožní miniinvazivní osteosyntézu.

Klíčová slova:
CT navigace – transpedikulární šroub – iliosakrální šroub – pubický šroub

Úvod

Rozvoj miniinvazivní osteosyntézy umožnily mobilní a kvalitní RTG zesilovače, jejichž prostřednictvím bylo možné sledovat zavádění šroubů do kosti ve dvou nebo i ve třech projekcích [1–3]. Další zlepšení přinesla kombinace kvalitního RTG zesilovače a navigačních systémů, která vedla ke snížení rizika malpozice zavedených šroubů [2–6]. V současnosti nejlepších výsledků při miniinvazivní osteosyntéze lze dosáhnout peroperační CT navigací vyžadující buď přítomnost CT přístroje na sále, nebo provádění operačních výkonů na CT pracovišti [1,2,6,7]. Nejsofistikovanější pomůckou pro exaktní zavedení šroubů v anatomicky obtížných situacích je kombinace pojízdného CT zařízení propojeného s peroperačním navigačním systémem (O-arm^® System & StealthStation^® Navigation, firma Medtronic, Louisville, Colorado) [8]. Cílem této práce je informovat o prvních zkušenostech s použitím peroperační CT navigace při zavádění šroubů v oblasti páteře a pánve.

Materiál a metodika

Soubor pacientů

V období od 22. 10. 2012 (uvedení zařízení do provozu) do 9. 1. 2013 jsme provedli 15 CT navigovaných operací páteře a pánve u 14 pacientů. Detailní informace o souboru pacientů uvádíme v Tab. 1.

Metodika

Indikací k operaci páteře byly útlak nervových struktur, skolióza, zlomenina obratlů a spondylodiscitida, u operací pánve se vždy jednalo o zlomeninu typu B nebo C podle AO klasifikace [9]. Příprava operace a její provedení byly standardní a v souladu se současnými požadavky a doporučeními. Místo klasického C-ramena RTG zesilovače byly peroperační navigace a následná kontrola zavedení jednotlivých šroubů prováděny pomocí O-ramena (Obr. 1), jehož mobilita je velmi dobrá a použití na sále ve smyslu manipulace s ním je srovnatelné s použitím C-ramena RTG zesilovače. Hlavní rozdíl je v nutnosti uzavřít kruh přístroje kolem pacienta umístěného na volné karbonové desce operačního stolu, a dále asi v tříminutovém časovém intervalu potřebném k provedení CT vyšetření (standardní doba pro pořízení 391 projekcí je 13 sekund, vytvoření rekonstrukcí trvá dalších 13 sekund) a převedení získaných dat do počítače navigačního přístroje (asi 20 sekund). Další průběh navigace zavádění jednotlivých šroubů bez ohledu na jejich počet již nevyžaduje přítomnost O-ramena v oblasti operačního pole, umožňuje přitom kontrolu zavádění šroubů ve třech rovinách (Obr. 2 a 3). U všech operací jsme ihned po ukončení montáže provedli kontrolní CT vyšetření. V jednom případě jsme zjistili malpozici šroubu, proto jsme neprodleně šroub vyměnili a ověřili jeho postavení kontrolním peroperačním CT vyšetřením. Získané obrazy jsme uložili do databáze obrazové dokumentace PACS (Picture Archiving and Communication System). Údaje o pacientech jsme zaznamenávali do databázového editoru a vybrané peroperačně získané obrázky jsme archivovali.

Výsledky

Přehled počtu zavedených šroubů u jednotlivých pacientů je uveden v Tab. 2. Celkem jsme zavedli 60 transpedikulárních šroubů do krčních, hrudních a bederních obratlů, 9 iliosakrálních šroubů do těla prvního sakrálního obratle a čtyři pubické šrouby. Pouze v jednom případě zavedeného pubického šroubu (1,4 % ze všech šroubů) jsme při kontrolním peroperačním CT vyšetření zaznamenali malpozici, která byla ihned vyřešena jeho vynětím a zavedením nového šroubu. Další komplikace, které při zavádění nové techniky bylo možné očekávat (problémy při komunikaci počítačů obou přístrojů, problémy s identifikací navigovaných operačních nástrojů, nejasná orientace v nastavených rovinách navigace), jsme nezaznamenali a ani jednou jsme nebyli nuceni peroperačně přejít od CT navigace ke klasické kontrole RTG zesilovačem.

U jednoho pacienta (pacient 15) operovaného primárně pro zlomeninu pánve typu C bez pomocí O-ramena (osteosyntéza předního segmentu dvěma dlahami a jednoho zadního segmentu iliosakrálním šroubem pod kontrolou RTG zesilovače) došlo s odstupem 6 týdnů po operaci k migraci šroubu. Montáž jsme po došroubování migrovaného šroubu doplnili druhým iliosakrálním šroubem zavedeným pomocí O-ramena. Bylo možné porovnat efektivní dávky při zavedení těchto jednotlivých iliosakrálních šroubů, které byly v případě C-ramena 1,8 mSv a v případě O-ramena 11 mSv.

Diskuze

CT navigace při zavádění jednotlivých šroubů při osteosyntéze pánve byla popsána již před více než 25 lety [10]. V našem písemnictví existují práce libereckých autorů o standardním použití této metody pomocí cílícího zařízení vlastní konstrukce [7,11]. Avšak zavedení nové techniky vyžadující sofistikované přístroje vždy přináší určitou míru rozpaků. Souvisí to zejména s problematikou zvládnutí správného a bezpečného využití všech instrumentů. U CT navigačního systému bylo potřeba navíc zrekonstruovat sál ve smyslu zabránění průniku ionizujícího záření mimo něj a prostorové dispozice sálu nastavit tak, aby přístroj mohl být umístěn trvale na sále bez nutnosti jeho převážení. Dále bylo nutné zajistit snadné ovládání přístrojů bez kolize s operatéry, instrumentářkou či anesteziologickou skupinou. Pro eliminaci všech uvedených rizik jsme podstoupili opakovaný trénink navigace na modelu a absolvovali dvě operace s použitím stejného přístrojového vybavení na neurochirurgickém pracovišti v Ústřední vojenské nemocnici SNP v Ružomberku. To nám umožnilo vytvořit si představu o umístění operačního stolu, jednotlivých přístrojů (včetně anesteziologických) a instrumentačních stolků na sále.

V rámci přípravy před zahájením používaní uvedeného systému jsme měli možnost pochopit základní princip nových navigačních systémů, a sice, že jsou výtečnou pomůckou pro zkušeného chirurga, nikoliv prostředkem nahrazujícím zkušenost málo erudovanému operatérovi [4,5,12]. V dalším období jsme si tento postulát ověřili tím, že jediný šroub umístěný v malpozici v našem souboru zaváděl méně zkušený operatér. Je zřejmé, že i ta nejdokonalejší technika navigace vyžaduje nabytí zkušenosti. Eliminovat či alespoň minimalizovat přirozenou učební křivku lze například tím, že v první fázi zavádění novinky do praxe získá správné návyky jeden či několik erudovaných operatérů a ti je potom dále předají dalším chirurgům.

Drobný technický problém jsme měli s ukotvením referenčního navigačního terčíku do oblasti pánve při miniinvazivním zavádění jednotlivých šroubů. Referenční terčík lze snadno ukotvit na trnový výběžek obratle nebo do oblasti parasymfyzeální části pubické kosti při otevřené operaci páteře a pánve. V případě „zavřeného“ zavádění jednotlivých šroubů jsme tento problém vyřešili ukotvením referenčního terčíku na solitární šroub zavedený z miniincize do lopaty kosti kyčelní v oblasti spina iliaca anterior superior. Takto ukotvený terčík nám potom umožnil snadnou navigaci při zavádění pubického i iliosakrálního šroubu miniinvazivní cestou.

Naše prozatím pouze iniciální zkušenosti nám neumožňují vyjádřit se jednoznačně k časové úspoře při použití CT navigace ve srovnání se zaváděním šroubů s klasickou kontrolou RTG zesilovačem [2,13,14]. Avšak zavedení velkého počtu šroubů (například při dlouhé montáži u korekce skoliotické křivky) bylo díky technickým možnostem CT navigace snazší a jednoznačně i rychlejší, a to i v případě, že si dlouhá montáž vyžádala dvě po sobě následující CT vyšetření O-ramenem, jelikož jedním vyšetřením je možné zobrazit páteř v rozsahu maximálně 7 obratlů (viz Obr. 2).

Peroperační CT vyšetření O-ramenem vede k otázce peroperační dávky záření pro pacienta. V našem jediném případě, kdy jsme spočítali rozdíl efektivní dávky, jsme zaregistrovali téměř šestinásobně vyšší dávku při použití O-ramena ve srovnání s C-ramenem. Avšak jednalo se o modelovou situaci zavedení jediného iliosakrálního šroubu oběma metodami. V okamžiku zavádění více šroubů (například dvou pubických a jednoho iliosakrálního – pacient 13) by efektivní dávka již pravděpodobně byla srovnatelná u obou metod (zavedení pubického šroubu obvykle vyžaduje delší expoziční čas při použití C-ramena než zavedení iliosakrálního šroubu, zatímco CT vyšetření O-ramenem se provede pouze jediné pro zavedení všech šroubů). Několik autorů konstatovalo, že peroperační dávka pro pacienta závisí na erudici operačního týmu a učební křivce při zavádění O-ramena [2,8].

Druhým aspektem zátěže pacienta je problematika následného CT vyšetření po operaci. Studie minnesotských autorů zhodnotila zátěž vyšetření O-ramenem a 64řadým CT přístrojem a prokázala při stejných expozičních hodnotách (kV, mAs) a stejné délce vyšetření poloviční dávku při použití O-ramena [15]. To znamená, že v případě standardního užití O-ramena (dvě CT vyšetření v průběhu operace) je dávka pro pacienta stejná, jakou pacient dostane při nutném kontrolním vyšetření na víceřadém CT přístroji po provedené operaci. Peroperační CT vyšetření v průběhu operace u dlouhé montáže na páteři (provedení čtyř CT vyšetření O-ramenem) je dávka dvojnásobně vyšší, než kdyby byl pooperační nález kontrolován jediným CT vyšetřením na víceřadém CT přístroji. Avšak riziko špatného zavedení šroubu je podle řady autorů signifikantně nižší při použití O-ramena [15–17]. A právě v případě špatně zavedeného šroubu a jeho nutné výměny je pak dávka i při trojnásobném použití O-ramena v průběhu primární operace o třetinu nižší než dvojnásobné CT vyšetření víceřadým přístrojem po primární a po revizní operaci. K posuzování rizika dávky rozptýleného záření pro pacienta se rovněž vyjádřila výše zmíněná práce minnesotských autorů, která konstatovala, že i dávka tohoto rozptýleného záření u O-ramena je srovnatelná s rozptýleným zářením při vyšetření 64řadým CT přístrojem, nutně vždy následujícím po rozsáhlých montážích na páteři pod kontrolou RTG zesilovačem [15].

Přínos peroperační CT navigace ve smyslu hygieny ionizujícího záření je nepochybný, jelikož dávka pro personál je prakticky nulová [8]. V průběhu dvou až tří minut, kdy je na sále prováděno CT vyšetření, totiž personál opouští operační sál a jedinou přítomnou osobou je radiologický asistent. Ten však stojí v průběhu vyšetření v radiačním stínu O-ramena a je krytý ochrannými olověnými pomůckami, takže je tím dosažena prakticky nulová radiační dávka i pro něj (při 26 vyšetřeních O-ramenem u našich pacientů provedených jediným radiologickým asistentem byla dávka zaznamenána filmovým dozimetrem pod jeho detekční hranicí).

Největší výhodu O-ramenem navigovaného výkonu vidíme u deformit, ať poúrazových (v případě pánve), nebo idiopatických či degenerativních (v případě páteře), v zobrazení transverzálního řezu a možnosti přesného zacílení instrumentaria v úhlu rotace obratlů i přesného zacílení šroubu do velmi úzkých pediklů či úzkých ramének stydké kosti [16,17].

Závěrem diskuze chceme konstatovat, že jsme v průběhu prvních 15 operací nezaznamenali technické problémy, což lze považovat za známku vyzrálosti zařízení nabízeného na trhu již 5 let. Takže za jedinou překážku jeho rychlého a širokého zavedení do praxe považujeme vysokou pořizovací cenu, jelikož vedle O-ramena je nutné pořídit i navigační zařízení, instrumentarium s navigovanými nástroji a samozřejmě operační stůl s posuvnou karbonovou deskou.

Závěr

Krátká, ale intenzivní zkušenost s využitím peroperační CT navigace nám umožňuje následující konstatování:

Při operacích páteře s nutností zavedení většího počtu šroubů CT navigace urychlila výkon a minimalizovala riziko malpozice šroubů.

Při operacích pánve byla CT navigace rovněž prostředkem zlepšujícím umístění iliosakrálních a pubických šroubů.

Radiační zátěž personálu byla při použití CT navigace prakticky nulová.

Zvládnutí této techniky povede v budoucnu k indikaci zavádění dalších šroubů miniinvazivní cestou jak v oblasti pánve (supraacetabulární a infraacetabulární šrouby, šrouby do zadního pilíře acetabula), tak v jiných lokalitách, kde minimální dislokace umožní miniinvzavní osteosyntézu.

Doc. MUDr. Valér Džupa, CSc.

Ortopedicko-traumatologická klinika 3. LF UK a FNKV

Šrobárova 50

100 34 Praha 10

e–mail: dzupa@fnkv.cz