DWG 2022

17. Deutscher Wirbelsäulenkongress

Vorsitz

Prof. Dr.

PD Dr.

Evaluierung eines hochmodernen Augmented-Reality-gestützten Navigationssystems für die Instrumentierung der Wirbelsäule

Abstract-Text deutsch Hintergrund: Die dorsale Instrumentierung mit Pedikelschrauben ist eine Standardbehandlung für mehrere Wirbelsäulenpathologien wie Traumata, Infektionen oder degenerative Indikationen. In mehreren Zentren werden intraoperative dreidimensionale (3D) Bildgebung und navigierte Pedikelschraubenplatzierung verwendet. Für die vorliegende Studie haben wir ein neues Navigationssystem evaluiert, das eine Augmented Reality (AR)-unterstützte Platzierung von Pedikelschrauben ermöglicht und gleichzeitig Navigationskameras in das Referenzarray und die Bohrführung integriert. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die klinische Anwendung hinsichtlich Sicherheit, Wirksamkeit und Genauigkeit zu bewerten. Methoden: Zwischen 06/2021 und 01/2022 wurden insgesamt 20 Patienten mit der neuen Technik der intraoperativen Navigation operiert. Analysiert wurden intraoperative Daten mit Fokus auf Genauigkeit und Patientensicherheit inklusive Patientenoutcome. Die Genauigkeit der Pedikelschraubenplatzierung wurde durch intraoperative CT-Bildgebung bewertet. Ergebnisse: Es wurden jeweils median 8 (4-18) Pedikelschrauben gesetzt. Eine perkutane Instrumentierung wurde bei 14 Patienten (70 %) durchgeführt. Die Dauer der Platzierung der Pedikelschrauben (Dauer Scan – Scan) betrug 56 +/- 26 (30–107) Minuten. Bei 2 von 180 Pedikelschrauben (1,1 %) war eine intraoperative Schraubenrevision erforderlich. Intraoperativ traten keine größeren Komplikationen auf – ein Fall einer Verzögerung aufgrund von Softwareproblemen und ein Fall einer schwierigen Schraubenplatzierung. Schlussfolgerung: Die Verwendung des vorliegenden AR-gestützten Systems zur navigierten Pedikelschraubenplatzierung für die dorsale Instrumentierung in der klinischen Routine konnte durch die Ergebnisse der vorliegenden Studie bestätigt werden. Es bietet ein zuverlässiges und sicheres Werkzeug für die Pedikelschraubenplatzierung auf Basis von 3D-Bildgebung. Die verwendete Technik erfordert nur eine minimales intraoperatives Setup und bietet durch die Integration von AR neue Möglichkeiten.Abstract-Text englisch Objective: Dorsal instrumentation using pedicle screws is a standard treatment for multiple spinal pathologies such as trauma, infection, or degenerative indications. Intraoperative three-dimensional (3D) imaging and navigated pedicle screw placement is used at multiple centers. For the present study we evaluated a new navigation system enabling augmented reality (AR)-supported pedicle screw placement while integrating navigation cameras into the reference array and drill guide. The aim of the present study was to evaluate its clinical application regarding safety, efficacy, and accuracy. Methods: A total of 20 patients were operated on between 06/2021 and 01/2022 using the new technique for intraoperative navigation. Intraoperative data with focus on accuracy and patient safety including patient outcome were analyzed. The accuracy of pedicle screw placement was evaluated by intraoperative CT imaging. Results: A median of 8 (4-18) pedicle screws were placed in each case. Percutaneous instrumentation was performed in 14 patients (70%). The duration of pedicle screw placement (duration scan - scan) was 56 +/- 26 (30-107) minutes. Intraoperative screw revision was necessary in 2 of 180 pedicle screws (1.1%). Intraoperatively, no major complications occurred – one case of delay due to software issues and one case of difficult screw placement were reported. Conclusion: The use of the present AR-supported system for navigated pedicle screw placement for dorsal instrumentation in clinical routine could be confirmed by the present study&quot;s results. It provides a reliable and safe tool for 3D imaging-based pedicle screw placement, only requires a minimal intraoperative setup, and provides new opportunities by integrating AR.

Navigation/Robotik

ePoster

CT-gesteuerte periradikuläre Infiltrationstherapie – weniger Strahlenbelastung bei gleicher Effizienz

Abstract-Text deutsch Einleitung Diese retrospektive Kohortenstudie untersuchte die Strahlenbelastung und die klinische Effizienz eines neuen institutionellen Niedrigdosis-Protokolls für die computertomografisch (CT) gesteuerte lumbale periradikuläre Infiltration (PRI). Material und Methoden Es handelte sich um einen retrospektiven Matched-Pair-Vergleich von Patienten, die sich einer monosegmentalen lumbalen PRI unterzogen, wobei ein neues Niedrigdosis-CT-Protokoll, bestehend aus einem helikalen Scan mit reduzierter Energie und reduziertem Röhrenstrom, im Vergleich zum institutionellen Standard-CT-Protokoll verwendet wurde. Die folgenden Variablen wurden erfasst: Dosis-Längen-Produkt (DLP) für den Planungsschritt, den Interventionsschritt und die gesamte Untersuchung, Anzahl der benötigten CT-Scans, Untersuchungszeit und postinterventionelle Verbesserung auf der numerischen Bewertungsskala für Schmerzen (NRS). Ergebnisse Fünfundvierzig Patienten wurden jeder Gruppe zugeteilt. Mit dem Niedrigdosisprotokoll konnte eine Reduzierung der Strahlendosis um 30 % während der PRI erreicht werden. Das mediane DLP lag hierbei bei 9,8 mGy*cm im Vergleich zu 32,9 mGy*cm mit dem Standardprotokoll (P&lt;0,001). In der Niedrigdosis-Gruppe waren keine zusätzlichen Mehrfach-Scans während des Eingriffs erforderlich, so dass die Verfahrensdauer zwischen den Gruppen vergleichbar war. Außerdem war die postinterventionelle Schmerzreduktion zwischen dem Niedrigdosis- und dem Standardprotokoll vergleichbar (medianer deltaNRS=4 in beiden Gruppen). Schlussfolgerungen Unser Niedrigdosis-Protokoll mit geringerer Röhrenspannung und niedrigerem Röhrenstrom führt zu einer geringeren Strahlenbelastung bei gleicher Sicherheit und Effizienz. Folglich sollte jede Einrichtung, die CT-basierte spinale Infiltrationen durchführt prüfen, ob eine weitere Dosisreduzierung möglich ist, um stochastische Strahlenschäden für den Patienten und Untersucher zu vermeiden.Abstract-Text englisch Objectives: This retrospective cohort study investigated the radiation exposure and clinical efficiency of a new institutional low-dose protocol for computed tomography (CT)-guided lumbar periradicular infiltration (PRI). Methods: This was a retrospective matched-pair comparison of patients undergoing single-level lumbar PRI therapy employing a new low-dose CT protocol consisting of a helical scan with reduced energy levels and tube current vs. the institutional standard CT protocol. The following variables were collected: dose-length product (DLP) for the planning step, interventional step, and total examination, number of CT guidance scans, examination time, and postprocedural improvement on the numerical rating scale for radicular pain (NRS). Results: Forty-five patients were allocated to each group. A sufficient radiation dose reduction of 30% during PRI was achieved with the low-dose protocol with a median DLP of 9.8 mGy*cm compared to 32.9 mGy*cm with the standard protocol (P&lt;0.001). No need for additional multiple scans during the interventional mode was observed in the low-dose group, resulting in a comparable procedure time between the groups. Furthermore, the short-term pain-reducing effect of PRI was comparable between the low-dose and standard protocols (median deltaNRS=4 in both groups). Conclusions: Our low-dose protocol with less tube voltage and lower electric current leads to less radiation exposure with the same safety and efficiency. In conclusion, every facility that performs CT-based procedures should check whether a further dose reduction is applicable to avoid stochastic radiation damage to the patient.

Freie Themen

Changes in paraspinal muscle morphology after standalone lateral lumbar interbody fusion – a quantitative MRI-based analysis

Abstract-Text deutsch Einleitung Die freistehende seitliche lumbale interkorporelle Fusion (engl. Abk. standalone lateral lumbar interbody fusion − SA-LLIF) ohne posteriore Instrumentierung stellt in ausgewählten Fällen eine Alternative zur 360°-Fusion dar. Das Fehlen einer Instrumentierung und somit von Metallartefakten in der Magnetresonanztomographie (MRT) erlaubt eine quantitative Untersuchung der spinalen Muskulatur. Ziel dieser Studie war es, quantitative Veränderungen der paraspinalen Muskelmorphologie nach SA-LLIF zu untersuchen. Material/Methode Patienten, die zwischen 2008-2021 eine SA-LLIF erhielten und präoperativ sowie postoperativ nach 3-18 Monaten eine lumbale MRT hatten, wurden retrospektiv eingeschlossen. Muskelmessungen wurden durchgeführt vom Psoas und von den posterioren paraspinalen Muskeln (PPM; Erector spinae und Multifidus) nach Segmentierung und unter Verwendung einer automatisierten Messmethode basierend auf Pixelintensitäten. Veränderungen der totalen Querschnittsfläche (TQF), der funktionellen Querschnittsfläche (FQF) und der prozentualen Fettinfiltration (FI) dieser Muskeln wurden untersucht. Der gepaarte t-Test oder der Wilcoxon-Rangsummentest wurden angewendet für den paarweisen Vergleich kontinuierlicher Variablen. Beziehungen zwischen Variablen wurden mittels der Spearman-Korrelation untersucht. Statistische Signifikanz wurde definiert als p&nbsp;&lt; 0.05. Ergebnisse 67 Patienten (55.2% weiblich, Alter 64.3 ± 10.6 Jahre, BMI 26.9 ± 5.0 kg/m2) mit 125 operierten Niveaus wurden in die Analyse eingeschlossen. Verlaufs-MRTs wurden durchschnittlich 8.7 ± 4.6 Monate nach der Operation durchgeführt, mehrheitlich für lumbale Rückenschmerzen. Keiner der Muskelparameter des Psoas hatte sich über die Zeit hinweg signifikant verändert. Bei den Parametern der PPM hingegen kam es zur signifikanten Vergrößerung der TQF auf L4/5, von 4445.8 ± 932.0 mm2 auf 4608.7 ± 884.9 mm2 (+4.8 ± 12.4%;&nbsp;p&nbsp;= 0.013). Außerdem nahm die FI der PPM sowohl auf L3/4, als auch auf L4/5 signifikant zu, von 45.6% auf 48.7% (+3.1 ± 6.5%;&nbsp;p&nbsp;= 0.002) und von 51.5% auf 54.5% (+3.0 ± 7.0%;&nbsp;p&nbsp;= 0.002). Veränderungen der FI auf L3/4 zeigten eine signifikante negative Korrelation mit dem BMI (ρ = −0.333;&nbsp;p&nbsp;= 0.024), wohingegen Veränderungen der FI auf L4/5 negativ mit dem Zeitintervall zwischen Operation und Verlaufs-MRT korrelierten (ρ = −0.313;&nbsp;p&nbsp;= 0.017). Diskussion Unsere Studie hat gezeigt, dass eine SA-LLIF die Muskelmorphologie des Psoas nicht verändert, was die minimalinvasive Natur dieser Operationstechnik unterstreicht. Allerdings nahm die FI der PPM signifikant zu, dies trotz Fehlen eines direkten Gewebetraumas auf die posterioren Strukturen, was eine anhaltende inflammatorische und/oder eine schmerzinduzierte Antwort vermuten lässt. Weitere Studien sind notwendig, um Faktoren zu identifizieren, welche eine Veränderung der PPM-Morphologie beeinflussen und um zu untersuchen, ob diese Veränderungen die chirurgischen Ergebnisse nach einer SA-LLIF beeinflussen.Abstract-Text englisch Introduction Standalone lateral lumbar interbody fusion (SA-LLIF) without posterior instrumentation can be an alternative to 360° fusion in selected cases. The absence of instrumentation and corresponding metal artifacts on magnetic resonance imaging (MRI) scans allows a quantitative assessment of the spinal musculature. This study aimed to investigate quantitative changes in paraspinal muscle morphology that occur on index levels after SA-LLIF. Material and Methods Patients undergoing SA-LLIF between 2008-2021 at a single academic institution who had both preoperative and postoperative lumbar MRI, performed between 3-18 months after surgery for any reason were retrospectively included. Muscle measurements were conducted of the psoas and posterior paraspinal muscles (PPM;&nbsp;erector spinae&nbsp;and&nbsp;multifidus) on index levels using manual segmentation and an automated pixel intensity threshold method. Changes in the total cross-sectional area (TCSA), the functional cross-sectional area (FCSA), and the percentage of fat infiltration (FI) were assessed. The paired&nbsp;t-test or the Wilcoxon signed-rank test were used for the pairwise comparison of continuous variables according to their distribution. Spearman's correlation coefficient (ρ) was calculated to assess crude relationships among variables. Statistical significance was defined as&nbsp;p&nbsp;&lt; 0.05. Results 67 patients (55.2% female, age 64.3 ± 10.6 years, BMI 26.9 ± 5.0 kg/m2) with 125 operated levels were included in the final analysis. Follow-up MRI scans were performed after 8.7 ± 4.6 months, mostly for low back pain. Psoas muscle parameters did not change significantly over time, and there was no significant difference between left- and right-sided trans-psoas approaches. Among PPM, the mean ± SD TCSA at L4/5 significantly increased over time, from 4445.8 ± 932.0 mm2 to 4608.7 ± 884.9 mm2 (+4.8 ± 12.4%;&nbsp;p&nbsp;= 0.013). Furthermore, mean FI of PPM significantly increased over time both at L3/4 and L4/5, from 45.6% to 48.7% (+3.1 ± 6.5%;&nbsp;p&nbsp;= 0.002), and from 51.5% to 54.5% (+3.0 ± 7.0%;&nbsp;p&nbsp;= 0.002), respectively. Changes in FI of PPM at L3/4 showed a significant negative correlation with BMI (ρ = −0.333;&nbsp;p&nbsp;= 0.024), whereas changes in FI of PPM at L4/5 showed a significant negative correlation with the time interval between surgery and follow-up MRI (ρ = −0.313;&nbsp;p&nbsp;= 0.017). In multilevel procedures including ≥ 2 spinal levels, only changes in FI of PPM significantly correlated among spinal levels (ρ&nbsp;= 0.442;&nbsp;p&nbsp;= 0.005).&nbsp; Discussion Our study demonstrated that SA-LLIF did not alter psoas muscle morphology, underlining its minimally invasive nature. However, FI of PPM significantly increased over time despite the lack of direct tissue damage to posterior structures, suggesting an ongoing inflammatory and/or pain-related response. Further studies are needed to identify contributing factors for significant changes in PPM morphology and to assess whether these changes affect surgical outcomes after SA-LLIF.

Beurteilung der lumbalen Recessusstenose unter Belastung mittels upright-MRT

Abstract-Text deutsch Einleitung Rezessale Nervenwurzelkompressionen werden unter axialer Belastung in aufrechter Körperposition verstärkt und können teilweise erst dann eine radikuläre Schmerzsymptomatik verursachen. Daher kann eine zugrundeliegende Recessusstenose beim üblicherweise im Liegen durchgeführten MRT unentdeckt bleiben. Diese Arbeit untersucht daher den Nutzen der Darstellung des Recessus lateralis im Stehen (upright-MRT) im Vergleich zum Liegen (konventionelles MRT). Methode Es wurden prospektiv 10 konsekutive Patient*innen eingeschlossen, die im Stehen deutlich zunehmende radikuläre Schmerzen, jedoch im konventionellen lumbalen Liegend-MRT (SIEMENS, 3T, 3D T2 SPACE) keinen eindeutig kausalen Befund aufwiesen. Diese Patient*innen erhielten zusätzlich ein lumbales upright-MRT in stehender Position (Esaote G-scan, 0,25T, 3D HYCE). Neben dem klinisch am ehesten betroffenen Recessus lateralis (Index-Recessus) wurden auch alle übrigen lumbalen Recessus laterales (LWK 1 bis SWK 1) in jeweils 4 axialen Schichten in anterior-posteriorer Richtung quantifiziert (Abb. 1). Die Durchschnittswerte der Recessusausdehnung wurden zwischen Stehen und Liegen gepaart mittels Wilcoxon-Test verglichen. Ergebnisse Der klinisch am häufigsten vermutete Index-Recessus der 10 Patient*innen (5m/5w, 65 ± 15 Jahre) lag im Segment LWK 4-5 (50%). Die Ausdehnung des Recessus lateralis nahm im upright-MRT gegenüber dem konventionellen Liegend-MRT sowohl für die Index-Recessus (5,1 ± 1,0 versus 5,5 ± 0,9 mm, p=0,04) als auch für die Gesamtheit aller lumbaler Recessus laterales (5,6 ± 1,3 versus 6,1 ± 1,2 mm, p=0,01) statistisch signifikant ab (Abb. 2). Daneben zeigte sich innerhalb der upright-MRT sowie Liegend-MRT-Untersuchungen eine signifikant ausgeprägtere Recessuseinengung im Index-Recessus gegenüber allen lumbalen Recessus (jeweils p&lt;0,05). Diskussion Das upright-MRT ist als nicht-invasives diagnostisches Verfahren in der Lage, unter Belastung im Stehen eine Zunahme lumbaler Recessusstenosen darzustellen. Allerdings müssen eine reduzierte Bildqualität des 0,25 Tesla-Gerätes, die Grenzen der Messgenauigkeit sowie ein eingeschränkt untersuchbares Patientenkollektiv limitierend berücksichtigt werden. Inwieweit das upright-MRT als ergänzendes bildgebendes Verfahren künftig die OP-Indikationsstellung unterstützen kann, bleibt weiteren Untersuchungen vorbehalten. Abbildung 1: Nervenwurzelkompression durch eine Recessusstenose (A, rechts). Messung der Ausdehnung des Recessus lateralis in axialer Schichtung in anterior-posteriorer Richtung in Höhe der betroffenen Nervenwurzel (B). Orientierung der 4 definierten Schichten zur Messung der Recessus-Ausdehnung (C). Abstract-Text englisch Introduction Nerve root compression due to lateral recess stenosis is exacerbated under axial loading and may cause radicular pain symptoms exclusively in the standing position. Therefore, the underlying lateral recess stenosis may go undetected in standard MRI usually performed in the supine position. This work investigates the imaging of the lateral recess while standing (upright MRI) compared with standard supine MRI (conventional MRI). Methods Ten consecutive patients were prospectively included who had markedly increasing radicular pain while standing and no clear causal findings on conventional supine MRI (SIEMENS, 3T, 3D T2 SPACE). These patients additionally underwent lumbar upright MRI in the standing position (Esaote G-scan, 0.25T, 3D HYCE). In addition to the clinically most likely affected lateral recess (index recess), all remaining lumbar lateral recesses (L1 to S1) were quantified in 4 axial slices in anterior-posterior direction (Figure 1). The mean values of the standing versus supine recessus measurements were compared using the Wilcoxon matched-pairs signed rank test. Results The clinically most frequently suspected index recessus of the 10 patients (5m/5f, 65 ± 15 years) was located in segment L4-5 (50%). The extent of the lateral recess decreased significantly on upright MRI compared to conventional supine MRI for both the index recesses (5.1 ± 1.0 versus 5.5 ± 0.9 mm, p=0,04) and the entirety of all lumbar lateral recesses (5.6 ± 1.3 versus 6.1 ± 1.2 mm, p=0,01) (Figure 2). In addition, within the upright MRI as well as supine MRI examinations, there was a significantly more pronounced lateral recess stenosis in the index recesses compared to all lateral recesses (p&lt;0.05 respectively). Discussion Upright MRI, as a non-invasive diagnostic modality, is capable of demonstrating an increase in lateral recess stenosis under axial loading. However, the reduced image quality of the applied 0.25 Tesla scanner, the limits of the measurement accuracy as well as the restrictedly investigable patient collective have to be taken into account in a limiting manner. The extent to which upright MRI can support future surgical indications as a complementary imaging modality remains to be investigated. Figure 1: Nerve root compression due to stenosis of the lateral recess (A, right). Measurement of the extent of the lateral recess in axial slices in anterior-posterior direction at the level of the affected nerve root (B). Orientation of the 4 defined slices for measuring the extent of the lateral recess (C).

Sensitivität verschiedener bildgebender Untersuchungen bei Verletzungen der Halswirbelsäule

Abstract-Text deutsch Einleitung&nbsp; Bei 30 % polytraumatisierter Patienten:innen bestehen Verletzungen der Wirbelsäule. Im Rahmen der Notfalldiagnostik erfolgt eine standardisierte CT-Polytraumaspirale. &nbsp;In dieser Studie wurde die Sensitivität der bildgebenden Untersuchungsmodalitäten Computertomographie (CT), dynamischen Durchleuchtung (DL) und Magnetresonanztomographie (MRT) zur Detektion interventionsbedürftiger Verletzungen der Halswirbelsäule verglichen, um diagnostische Algorithmen festzulegen. &nbsp;&nbsp; Methoden Retrospektiv wurden 30 Patienten mit operationsbedürftigen Verletzungen der Halswirbelsäule in diese Studie eingeschlossen, bei denen die radiologische Diagnostik mit allen 3 Modalitäten vorlag. Die Inter-und Intraoberserver Variabilität wurde durch Korrelationsanalysen überprüft und die Signifikanz der Sensitivität durch den Chi-Quadrat-Test verifiziert. Das Signifikanzniveau wurde auf&nbsp;p &lt; 0,05 festgelegt. &nbsp;&nbsp; Ergebnisse Die Sensitivität betrug für die CT 43 %, für die DL 76 % und für die&nbsp;MRT 95 %. Die CT konnte in Verbindung mit der DL 76 % aller Verletzungen detektieren. Zusammen mit dem MRT lag die Sensitivität der CT bei 95 %. Erst in Kombination aller 3 Modalitäten war es möglich, alle Verletzungen zu erkennen.&nbsp; &nbsp; Diskussion Die alleinige CT biete keine ausreichende diagnostische Sicherheit bei der Erkennung von instabilen Verletzungen der HWS. Erst durch die Kombination der CT mit DL und der MRT können Verletzungen der HWS zuverlässig erkannt werden. Die Erkenntnisse der vorliegenden Studie haben eine klinische Relevanz bei der Versorgung von polytraumatisierten Patienten und der Entwicklung diagnostischer und therapeutischer Algorithmen.Abstract-Text englisch Introduction &nbsp; In 30% of polytrauma patients there are injuries to the spine.&nbsp;A standardised CT polytrauma scan is performed as part of the emergency diagnosis.&nbsp; This study compared the sensitivity of imaging examination modalities computed tomography (CT), dynamic fluoroscopy (DL), magnetic resonance imaging (MRI) for the detection of cervical spine injuries requiring intervention in order to establish diagnostic algorithms. &nbsp; Methods &nbsp; Retrospectively, 30 patients with cervical spine injuries requiring surgery were included in this study with complete radiological diagnosis in all 3 modalities. Inter- and intraobserver variability were tested by correlation analysis and the significance of sensitivity was verified by the chi-square test. The significance level is p &lt; 0,05. &nbsp; &nbsp;Results &nbsp; The sensitivity was 43% for CT, 76% for DL and 95% for MRI. CT in conjunction with DL was able to detect 76% of the injuries. Together with MRI, the sensitivity of CT was 95%. Only the combination of all 3 modalities was it possible to detect all injuries. With CT alone, it was only achievable&nbsp;to detect one half of the cervical injuries, which required intervention. &nbsp; Discussion &nbsp; CT alone does not provide sufficient diagnostic certainty in the detection of unstable cervical spine injuries. Only by combining CT with DL and MRI can the destructions be reliably identified. This finding of the present study has clinical relevance for the treatment of polytraumatised patients.

Professor

Upright-MRT Studie über redundant nerve roots bei lumbaler Spinalkanalstenose: Die Prävalenz im Stehen reduziert sich im Liegen um die Hälfte und im gebeugten Sitzen fast auf Null

Abstract-Text deutsch Einleitung: Retrospektive UPright-MRT (upMRT) Studie über den Einfluss der Körperhaltung auf Lordose (LL), Länge (LSC) und durale Querschnittsfläche (DCSA) des lumbalen Spinalkanals, antero-posterioren Durchmesser (APD L1-L5), und Prävalenz redundanter Nervenwurzeln (RNR). Die klinische Bedeutung von RNR besteht darin, dass in den meisten Studien ein schlechteres postoperatives Ergebnis bei Patienten mit RNR im Vergleich zu Patienten ohne RNR beobachtet wurde. Material/Methode: 68 Patienten mit monosegmentaler degenerativer zentraler lumbaler Spinalstenose (cLSS), deren präoperatives upMRT im Stand (STA) RNR aufwies, wurden ergänzend in Rückenlage (SUP) oder in neutraler Sitzposition (SIT) und in gebeugter Sitzposition (FLEX) untersucht (Abb. 1). Zusätzlich wurden 45 Patienten untersucht, die über Rückenschmerzen klagten, aber ohne Nachweis einer cLSS im upMRT. Die statistische Signifikanz wurde auf p &lt; 0,05 festgelegt. Ergebnisse: Kontrollen (A) und Patienten mit cLSS (B) waren hinsichtlich Durchschnittsalter (p=0,88) und Geschlecht (p=0,22) vergleichbar. Der progrediente Übergang von STA zu FLEX führte zu einer vergleichbaren Abnahme der LL (p=0,97), einer Zunahme der LSC (p=0,80) und einer Zunahme der APD L1-L5 (p=0,78). Der APD des stenotischen Segmentes nahm in den verschiedenen Haltungen überproportional zu, bis zu 67 % bei FLEX im Vergleich zu 29 % der angrenzenden nicht-stenotischen Höhen (p &lt; 0,001). Die Prävalenz der RNR sank auf 49%, 26% bzw. 4 % bei SUP, SIT und FLEX (Tab. 1). Diskussion: 1. die Prävalenz von RNR im Stand wurde im Liegen um die Hälfte unterschätzt; 2. wenn in der MRT-SUP-Untersuchung die Stenose maximiert werden soll, um dem Befund im STA zu ähneln, sollte die konventionelle Lagerung mit entspanntem Psoas (Kissen unter den Knien) durch die Kombination aus gestreckten Beinen und einem Lumbalkissen unter dem Rücken ersetzt werden; 3. die Körperhaltungen veränderten LL, LSC und APD bei Patienten und Kontrollen in ähnlicher Weise; 4. das stenotische Segment kompensierte das unzureichende intraspinale Volumen mit einer überdurchschnittlichen Zunahme beim Wechsel von STA zu FLEX. Abb. 1 Ein 73-jähriger Mann stellte sich mit neurogener Claudicatio vor. a STA: RNR (Pfeilspitze) kranial der Zangenstenose, verursacht durch die Vorwölbung der Bandscheiben (dünne Pfeile) und des gelben Bandes (dicker Pfeil). b In SUP keine relevante Befundänderung. c In SIT partielle Abflachung der Bandscheiben und des gelben Bandes mit Zunahme des APD und Auflösung der RNR. d In FLEX Erweiterung der Stenose und Auflösung der RNRAbstract-Text englisch Introduction: This retrospective study investigated the influence of posture on lordosis (LL), length (LSC) and dural cross-sectional area (DCSA) of the lumbar spinal canal, anteroposterior diameter (APD L1-L5), and the prevalence of redundant nerve roots (RNR) using positional magnetic resonance imaging (MRI) (0.6 T).The clinical significance of RNR is that the majority of studies have observed a worst post-surgery outcome in patients with RNR compared with patients without RNR. Methods: Sixty-eight patients with single-level degenerative central lumbar spinal stenosis (cLSS) presenting with RNR in the standing position (STA) were also investigated in supine (SUP) or neutral seated (SIT) and flexed seated (FLEX) positions (Fig. 1). Additionally, 45 patients complaining of back pain and without MRI evidence of LSS were evaluated. Statistical significance was set at p &lt; 0.05. Results: Controls (A) and patients with cLSS (B) were comparable in terms of mean age (p=0.88) and sex (p=0.22). The progressive transition from STA to FLEX led to a comparable decrease in LL (p=0.97), an increase in LSC (p=0.80), and an increase in APD L1-L5 (p=0.78). The APD of the stenotic level increased disproportionally between the different postures, up to 67% in FLEX compared to 29% in adjacent non-stenotic levels (p &lt; 0.001). Therefore, the prevalence of RNR decreased to 49%, 26%, and 4% in SUP, SIT and FLEX, respectively (Tab. 1). Conclusions:1. The prevalence of RNR in standing position was underestimated by half in supine position; 2. In contrast, if in the MRI-SUP investigation stenosis should be maximized to resemble the findings in STA, the conventional psoas-relaxed position should be substituted with a combination of straightening legs and placing a lumbar pillow underneath the back; 3. Body postures modified LL, LSC, and APD similarly in patients and controls; 4. Stenotic levels compensated for insufficient intraspinal volume with a disproportionate enlargement when switching from the STA to FLEX. Fig 1 A 73-year-old man presented with neurogenic claudication. a STA: RNR (arrowhead) cranial to the pincer stenosis caused by the buckling of discs (slim arrows) and yellow ligament (thick arrow). b No relevant difference in SUP was observed. c In SIT partial flattening of discs and yellow ligament with increase in the APD and resolution of RNR was observed. d In FLEX enlargement of the stenotic level and complete resolution of the RNR

Navigation bei der Kyphoplastie – Analyse der Strahlenbelastung für den Patienten und für das OP Team

Abstract-Text deutsch Einleitung Es gibt Daten die belegen, dass durch Einsatz von Navigationstechnik bei der Implantation von Pedikelschrauben, vor Allem bei perkutanen Verfahren, die Präzision erhöht und die Strahlenbelastung für den Patienten und das OP Team gesenkt werden kann. Für die Kyphoplastie gibt es dafür noch keine konklusiven Daten. Bei diesem perkutanen Verfahren ist nicht bekannt, ob die Strahlenbelastung für den Patienten durch die Bildaquisition im Rahmen der Navigation (Präoperatives CT oder intraoperative 3 D Bildgebung) nicht sogar erhöht wird. Die Hypothese dieser Studie ist, dass die navigierte Technik für das OP Team eine Reduktion der Strahlenbelastung bewirkt und für den Patienten nicht zu einer höheren Strahlenbelastung führt als die konventionelle Technik. &nbsp; Methode Wir schlossen 26 Konsekutive Patienten, die mittels Kyphoplastie wegen einer Wirbelkörperfraktur von 01.2017 bis 03.2022 in unserer Klinik behandelt wurden, ein. Von 16 Patienten die ohne Navigation behandelt wurden,&nbsp; erfassten wir die Daten retrospektiv. Konsekutive 10 mittels Navigation behandelte Patienten wurden prospektiv in die Studie eingeschlossen. Patienten die nicht einwilligungsfähig waren, nicht in die Studienteilnahme einwilligten und Patienten mit fehlenden Daten wurden aus der Studie ausgeschlossen. Alle 26 Patienten wurden mit demselben Bildwandler (Arcadis Orbic 3D, Siemens) und demselben Kyphoplastie System (Affirm, Globus Medical) versorgt. Die Statistische Auswertung erfolgte mit SPSS 25. Bei Normalverteilung der Parameter wurden T – Tests durchgeführt. Deskriptive Daten werden als Mittelwert und Standardabweichung dargestellt. &nbsp; Ergebnis Die Strahlendosis für den Patienten war in der konventionellen Methode 124,5 cGy*cm2 (30,8) und in der navigierten Methode 112,7 cGy*cm2 (16,5). Der Unterschied war nicht signifikant (p&gt;0,05), mit einer kleinen statischen Power (0,34). Die Strahlendosis für das OP Team war in der konventionellen Methode 124,5 cGy*cm2 (30,8) und in der navigierten Methode 27,1 cGy*cm2 (4,1). Der Unterschied war signifikant (p&lt;0,01), mit einer sehr starken statistischen Power (0,99). Die OP Dauer betrug in der konventionellen Methode 46,8 min (3,3) und in der navigierten Methode 44,4 min (7,5). Der Unterschied war nicht signifikant (p&gt;0,05), mit einer kleinen statischen Power (0,25). Es gab keine perioperativen Komplikationen bei den untersuchten Patienten. &nbsp; Diskussion und Schlussfolgerung In unserer Patientengruppe zeigte das navigierte Verfahren der Kyphoplastie keine höhere Strahlenbelastung als das konventionelle Verfahren. Es zeigte sich sogar eine Reduktion der Strahlenbelastung, für den Patienten um 9,5% und für das OP Team sogar um 78,2%. &nbsp;In unserer Klinik bevorzugen wir nun die navigierte Technik der Kyphoplastie.Abstract-Text englisch Introduction There are data that show improved precision and decreased exposure to radiation for patients and surgical team if implantation of pedicle screws is guided by navigation, especially in minimally invasive techniques. There is presently no conclusive data on kyphoplasty. It is not known if image acquisition for navigation in kyphoplasty does not even lead to more exposure to radiation than the conventional technique. The hypothesis of this study was, that navigation in kyphoplasty does not lead to more exposure to radiation than the conventional technique. &nbsp; Methods We included 26 consecutive patients who have been treated by kyphoplasty for a vertebral compression fracture in our institution from 01.2007 to 03.2022. Data of 16 consecutive patients who were treated by conventional fluoroscopic kyphoplasty were collected retrospectively, data of 10 consecutive patients who were treated by navigated kyphoplasty were collected prospectively. We excluded patients with incomplete sets of data and patients who would not or who could not consent to participate in the study. In all 26 patients the same image intensifier (Arcadis Orbic 3D, Siemens) and the same kyphoplasty system (Affirm, Globus Medical) were applied. Statistical analysis was performed by SPSS 25. Since data showed normal distribution, students t – tests were performed. Descriptive data were given as mean and standard error of mean. &nbsp; Results Dosis of radiation for the patient was 124.5 cGy*cm2 (30.8) in the conventional technique and 112.7 cGy*cm2 (16.5) in the navigated technique. The difference was not significant (p&gt;0.05) with a low statistical power (0.34). Dosis of radiation for the surgical team was 124.5 cGy*cm2 (30.8) in the conventional technique and 27.1 cGy*cm2 (4.1) in the navigated technique. The difference was significant (p&lt;0.01) with a high statistical power (0.99). Time of surgery was 46.8 min (30.8) in the conventional technique and 44.4 min (7.5) in the navigated technique. The difference was not significant (p&gt;0.05) with a low statistical power (0.25). There were no perioperative complications. &nbsp; Discussion and conclusion In kyphoplasty the navigated technique did not lead to a higher dose of radiation than the conventional technique. In our group of patients we saw a minor and not significant reduction of dose of radiation for the patient of 9.5% and a major and statistically significant reduction of dose of radiation for the surgical team by 78.2%. In our institution we now prefer the navigated technique before the conventional technique of kyphoplasty. &nbsp;

Kadaverstudie zur Testung der Ergonomie und Performance bei der Verwendung eines Roboter-Exoskops mit kopfgetragenem Display in der Wirbelsäulenchirurgie

Abstract-Text deutsch Einführung Bei der Verwendung herkömmlicher Mikroskope wird der Komfort der Chirurg:innen durch langfristige&nbsp;Fehlhaltung beeinträchtigt. Monitorbasierte Exoskope könnten dieses Problem lösen, da sie eine günstigere Körperhaltung ermöglichen, wie bereits in präklinischen Studien gezeigt wurde. Ziel dieser Studie war es, die Benutzerfreundlichkeit und den Komfort eines neuartigen, Head-Mounted Display (HMD) basierten Exoskops in einem simulierten OP-Setting zu testen. Material/Methode Insgesamt 21 Neurochirurg:innen, die das Gerät noch nicht kannten, nahmen an einem Kadaver-Workshop teil. Nach einer standardisierten 10-stufigen mikrochirurgischen Trainingsübung wurden die Teilnehmer:innen gebeten, mit dem Exoskop eine lumbale Dekompression an menschlichen Kadavern durchzuführen. Anschließend füllten alle Teilnehmer:innen einen Fragebogen zu Komfort und Sicherheit aus. Für die objektive Bewertung der Leistung wurden alle Eingriffe auf Video aufgezeichnet und retrospektiv ausgewertet. Die Operationsvideos wurden im Hinblick auf den Abschluss der Dekompression, die Anzahl der fehlerhaften Befehle an den Roboter und die notwendigen Nachjustierungen des Displays analysiert. Ergebnisse 14 Männer und 7 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 34 Jahren (Interquartilsrate [IqR] 30,5; 39,5) nahmen an der Studie teil. Die durchschnittliche Zeit pro Dekompression (Beginn der Laminotomie bis zur abgeschlossenen Dekompression) betrug 15 Min. (IqR 9,6; 24,2); 3 Teilnehmer:innen (14%) mussten den Eingriff vorzeitig beenden. Eine signifikant höhere Inzidenz von Rücken-/Nackenschmerzen (p=0,002 für Rücken-, p=0,046 für Nackenschmerzen) sowie eine höhere Anzahl von HMD-Nachjustierungen (p=0,045) und eine verminderte Tiefenwahrnehmung (p=0,03) wurden bei den Dropouts festgestellt. Die mediane Rate der fehlerhaft ausgeführten Befehle für das Exoskop lagen bei 23% für das erste und bei 19%, 10% und 22% für das zweite, dritte und vierte Quartal der OP-Zeit. Bei 11 Teilnehmer:innen (52%) musste das HMD während des Eingriffs neu justiert werden, während 33% der Teilnehmer:innen anderweitige technische Unterstützung benötigten. Insgesamt waren die Chirurg:innen mit dem Exoskop zu 84% zufrieden (IqR 37,5; 46,0). Diskussion Bereits nach einer kurzen&nbsp;präinterventionellen Schulung war es möglich, eine&nbsp;suffiziente Dekompression der lumbalen Wirbelsäule mit dem HMD-basierten Exoskop durchzuführen. Eine fehlerhafte HMD-Einstellung zu Beginn des Eingriffs kann zu Unbehagen und limitierten Operationserfolgen führen. Die hohe&nbsp;Zufriedenheit der Chirurg:innen mit der Verwendung des HMD-basierten Exoskops kann als Ausgangspunkt für einen reibungslosen Übergang zu neuen intraoperativen Visualisierungsgeräten dienen.Abstract-Text englisch Introduction Surgeon comfort is affected by long-term misalignment when using conventional microscopes. Monitor-based exoscopes could provide a solution as they allow a more favorable posture as already shown in pre-clinical studies. The aim of this study was to test the usability and comfort of a novel head-mounted display (HMD) based exoscope in a simulated OR-setting. Material/Methods A total of 21 neurosurgeons naïve to the device participated voluntarily. After a standardized 10-step microsurgical training exercise, participants were asked to perform a single-level lumbar decompression on human cadavers using the exoscope. Subsequently, all participants completed a comfort and safety questionnaire. For the objective evaluation of the performance, all interventions were videotaped and were retrospectively analyzed. The surgical videos were analyzed for completion of the decompression, the number of incorrect commands to the robot and necessary display readjustments. Results 14 men and 7 women with a mean age of 34 (inter-quartile rate [IqR] 30.5; 39.5) were participating in the study. The average time per decompression (start of the laminotomy to finalized decompression) was 15 min. (IqR 9.6; 24.2); 3 participants (14%) had to terminate the procedure prematurely. A significantly higher incidence of back/neck pain (p=0.002 for back, p=0.046 for neck pain) as well as an increased frequency of HMD readjustments (p=0.045) and decreased depth perception (p=0.03) were found in the dropouts. The median rate of incorrectly executed commands for the exoscope was 23% for the first and 19%, 10%, and 22% for the second, third and fourth quarters of the overall procedure time. 11 participants (52%) required HMD readjustment during the procedure while 33% required other technical assistance. Overall, the surgeons" satisfaction with the exoscope was 84% (IqR 37.5; 46.0). Discussion With the help of a standardized, pre-interventional training, it was possible to perform sufficient spinal decompression using the HMD-based exoscope. Incorrect HMD-setup at the start of the procedure may lead to discomfort. The high overall satisfaction of the surgeons using the HMD-based exoscope may serve as start for a smooth transition towards new visualization devices.

Anwendung des dreidimensionalen (3D) digitalen Roboterarm gestützten Mikroskops (AEOS) in Wirbelsäuleneingriffen

Abstract-Text deutsch Zielsetzung &nbsp; 3D-Exoskope wurden eingeführt, um die Defizite von Operationsmikroskopen zu überwinden. Frühere klinische Studien zeigten eine hohe Zufriedenheit mit der Vergrößerung und Beleuchtung in Kombination mit einem hohen Maß an Ergonomie. Wir untersuchten die klinische Anwendung bei Eingriffen an der Wirbelsäule. &nbsp; Methoden &nbsp; Wir behandelten Patienten mit verschiedenen Wirbelsäulenerkrankungen in einer neurochirurgischen Abteilung eines tertiären Wirbelsäulenzentrums nach aktuellem Behandlungsstandard über einen Zeitraum von vier Wochen. Mikrochirurgische Eingriffe wurden mit dem Aesculap AEOS 3D-Mikroskop durchgeführt. Drei Neurochirurgen mit unterschiedlicher Expertise und mikrochirurgischen Fähigkeiten wurden eingewiesen und füllten einen Fragebogen aus, der aus 43 Items zur intraoperativen Handhabung nach den Eingriffen bestand. &nbsp; Ergebnisse &nbsp; 17 Patienten (35 % männlich/ 65 % weiblich) mit einem medianen Alter von 70 Jahren [KI 47–86] und einem medianen BMI von 25,8 [KI 21–33] mit Wirbelsäulenindikationen mit unterschiedlichem Komplexitätsgrad (35 % niedrig/35 % mittel/ 30 % hoch nach dem Score der Deutschen Wirbelsäulengesellschaft) wurden analysiert. 6 Dekompressionsoperationen, 3 ventrale Fusionen, 4 Korpektomien, 3 Bandscheibenprothesen und 1 Tumorresektion wurden im zervikalen (35 %), thorakalen (24 %) bzw. lumbalen (41 %) Segment durchgeführt. Wir stellten eine moderate mediane Operationszeit von 94 Minuten [KI 59–186 Minuten] fest und einen medianen Blutverlust von 300 ml [100–3000 ml]. Probleme bei der Geräteinstallation wurden bei der Anpassung der Monitorposition oder bei zusätzlicher Ausrüstung (z. B. Fluoroskopie in der Fusionschirurgie) beobachtet (p = 0,05). Bildauflösung, Bildschärfe und 3D-Tiefenwahrnehmung waren bei allen Eingriffen für alle Operateure vollkommen zufriedenstellend (p=0.05). Alle Chirurgen gaben an, dass die Kontrolle des Exoskoparms einfach war und einen besseren Operationskorridor ermöglichte, ohne den Arbeitsbereich zu blockieren (p = 0.05). Keine Überanstrengung der Augen oder Störung der Hand-Auge-Koordination beeinträchtigte die Leistung des Chirurgen (p = 0.05). Eine höhere Komplexität der Verfahren war jedoch mit einem höheren Maß an Frustration (p = 0.07) und Angst (p = 0.62) verbunden. &nbsp; Fazit &nbsp; Der Einsatz eines 3D-Exoskops bei minimal-invasiven Wirbelsäuleneingriffen erscheint aufgrund der verbesserten Schärfentiefe, Beleuchtung, Vergrößerung sowie Ergonomie sehr vorteilhaft.Abstract-Text englisch Objective &nbsp; 3D-exoscopes have been introduced to overcome shortcomings of operative microscopes. Prior clinical studies demonstrated high satisfaction with magnification and illumination combined with high level of ergonomics. We investigated the clinical use in spine procedures. &nbsp; Methods &nbsp; We treated patients with various spine diseases in a neurosurgical department of a tertiary spine center according to current standard of care over four weeks period of time. Microsurgical procedures have been performed with Aesculap AEOS 3D microscope. Three neurosurgeons with different levels of experience and microsurgical skills were instructed and completed a questionnaire consisting of 43 items concerning intraoperative handling following the procedures. &nbsp;&nbsp; Results &nbsp; 17 patients (35 % male/ 65 % female) with a median age of 70 years [CI 47-86] and median BMI of 25.8 [CI 21-33] with numerous spine indications with different level of complexity (35% low/35 % medium/ 30 % high according to the German Spine Society Score) were analyzed. 6 decompression surgeries, 3 anterior fusions, 4 corpectomies, 3 disc prosthesis and 1 tumor resection cases were performed in the cervical (35%), thoracic (24%) and lumbar (41 %) segments respectively. We experienced a moderate median surgical time of 94 minutes [CI 59-186 minutes] and median blood loss of 300 ml [100-3000 ml]. Setup conflicts were associated with adjustments of the monitor position or additional equipment (e.g. fluoroscopy in fusion surgery) (p=0.05). Image resolution, image sharpness and 3D-depth perception were absolutely satisfactory for all surgeons in all procedures (p=0.05). All surgeons indicated that the control of the exoscopic arm was easy and enabled a better surgical corridor without blocking the working zone (p=0.05). No eyestrain or disturbance of the hand-eye coordination affected the surgeon&quot;s performance (p=0.05). However, higher complexity of procedures was associated with higher levels of frustration (p=0.07) and anxiety (p=0.62). &nbsp; Conclusion &nbsp; The implementation of a 3D-exoscope in minimally invasive spine procedures appears to be highly beneficial due to improved depth of field, illumination, magnification as well as ergonomics for the surgeon.

ePoster-Session 6
Navigation, Robotik, Bildgebung

Appointment

Vorsitz

Programme

ePoster-Session 6Navigation, Robotik, Bildgebung

Appointment

Vorsitz

Programme

ePoster-Session 6
Navigation, Robotik, Bildgebung