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Navigation

Detaillierte Darstellung Navigation allgemein

Deformitäten an Sprunggelenk, Rück- und Mittelfuß sind häufig. Die biomechanischen Folgen dieser Deformitäten führen häufig zu klinischen Symptomen wie Schmerz und Gangbehinderung. Die Korrektur dieser Deformitäten ist herausfordernd, da verbleibende Deformitäten oder fehlende Durchbauung häufige Probleme sind. Die präoperative Diagnostik mit Röntgenaufnahmen unter Belastung und Computertomographie (CT) und die Verwendung von Planungssoftware erlaubt eine exakte Planung. Die intraoperative Umsetzung der Planung ist allerdings regelhaft sehr schwierig, auch weil der Operateur im OP keine Steuerungs- und Kontrollinstrumente außer einem konventionellen Röntgenbildverstärker (BV) hat. Die Navigation oder Computer Assistierte Chirurgie (CAS) hat sich in anderen Feldern der orthopädischen Chirurgie wie Wirbelsäulen-, Hüft- und Kniechirurgie als hilfreiches und exaktes Hilfsmittel gezeigt welches die Genauigkeit im Vergleich zur konventionellen BV-gestützten Technik erhöht. Für die Fußregion wurden verschiedene Systeme und Algorithmen auf Basis der BV-gestützten CAS entwickelt, da am Fuß die CT-gestützte CAS bereits in vitro außer für die retrograde Anbohrung der Osteochondrosis dissecans (OCD) des Talus nicht praktikabel war. Diese Systeme zeigten dann eine gute Machbarkeit und Genauigkeit bei der ersten klinischen Anwendung. Inzwischen liegt vielversprechende Evidenz für den Einsatz der navigationsgestützten Korrektur anhand von mittelfristigen Ergebnissen vor (s.u.).

Die retrograde Anbohrung der Osteochondrosis dissecans (OCD) des Talus stellt eine Sonderform der Navigation dar, da diese bereits mit 3-D-Röntgenbildgebung funktioniert. Auch hier liegt inzwischen vielversprechende Evidenz für den Einsatz der Methode vor.

Genauigkeit der Navigation

Die extrem hohe Genauigkeit der navigierten Korrektur in unseren Studien war überraschend. Insbesondere wenn berücksichtigt wird, dass die Umsetzung der geplanten Korrektur meist von Weichteilrestriktionen und anderen Problemen behindert ist.

Trotzdem konnte in unseren Studien eine hohe Genauigkeit der navigierten Fälle erreicht werden. Einige in diesen Studien durchgeführten Korrekturvorgänge sind nicht durch einen navigierten Korrekturvorgang zu bewerkstelligen und nicht durch intraoperative Röntgenbildgebung eruierbar (z.B. Verbreiterung der lateralen Wand des Kalkaneus). Diese Komponenten wurden beurteilt aber nicht ausgemessen. Mir ist auch keine Studie bekannt bei der dies erfolgte. Dagegen ist bekannt, dass die Messung von Winkeln und Translationen problematisch sein kann. Um diese Probleme zu vermeiden wurden unsere Messungen rein softwaregestützt digital auf Standardreformationen durchgeführt.

Wir konnten keine Vergleichsdaten in der Literatur bzgl. der Korrekturgenauigkeit finden. Auch anhand von eigenen Daten von Korrekturwinkeln konnten wir keinen Vergleich ableiten da hier die Planungsdaten fehlten. Rammelt et al. berichteten indirekt von einer Differenz der prä- und postoperativen Winkeln bei subtalaren Korrekturarthrodesen, allerdings ohne eine Planung mit einer erreichten Korrektur zu vergleichen. Sie beschrieben einen Vergleich zwischen der gesunden Gegenseite als virtuelle Planungsschablone und der korrigierten Seite. Diese Planung wurde in 38,5% bis 61,8% erreicht. Wir erreichten die geplante Korrektur für alle Korrekturen in 75% bis 100% (im Mittel 97%) und für subtalare Korrekturarthrodesen in 85% bis 100% (im Mittel 98%). In unserer Studie waren diese Prozentzahlen in Korrekturen mit geringerem Korrekturausmaß geringer als in Korrekturen mit höherem Korrekturausmaß.

Daher halte ich auch die Feststellung für gerechtfertigt, dass die Navigation vor allem bei Korrekturen mit hohem Korrekturausmaß hilfreich. Die Nützlichkeit in diesen Fällen erscheint in diesen Fällen besonders hoch, da die hohe Korrelation zwischen Korrekturgenauigkeit und klinischen Ergebnis bekannt ist.

Matched-pair Analyse Fälle mit und ohne Navigation

Trotz der höheren Genauigkeit mit Navigation in unseren Studien im Vergleich zu Studienergebnissen ohne Navigation aus der Literatur fehlte lange ein eindeutiger Vergleich zwischen der Genauigkeit der navigierten und der nicht navigierten Korrektur. Inzwischen haben wir in einen eigenen Matched-pair Vergleich zu Fällen ohne Navigation die Genauigkeit und den klinischen Nutzen der Navigation weiter analysiert. In dieser Matched-pair-Studie wurden einseitige Korrekturarthrodesen an OSG und/oder Fuß mit und ohne Navigation verglichen. Alle Patienten, die eine Korrekturarthrodese von 01.01.2005 bis 30.06.2008 erhielten wurden eingeschlossen (n=508). Es erfolgte keine Randomisierung. Alle Patienten wurden prinzipiell für den Einsatz von Navigation vorgesehen und in 118 Fällen war ein Navigationssystem verfügbar (Gruppe mit Navigation). 118 der verbleibenden 385 Patienten wurden nach demographischen Daten und Lokalisation der Korrekturarthrodese in die Gruppe ohne Navigation gematched (Gruppe ohne Navigation).

Die Korrektur wurde anhand von klinischen Befunden, Röntgen- und CT-Bildern geplant. Zeitaufwand, Genauigkeit und Probleme der Navigation-gestützten Korrektur wurde analysiert. Die Genauigkeit der Korrektur wurde anhand von dreidimensionalen Reformationsbildern analysiert, die intraoperativ akquiriert wurden. Dabei wurde eine maximale Abweichung von maximal 2°/2mm als ausreichend genau definiert. Zur Nachuntersuchung wurden folgende Scores verwendet: American Orthopaedic Foot and Ankle Society (AOFAS); Visual Analogue Scale Foot and Ankle (VAS FA).

Die Lokalisation der Korrekturarthrodese für beide Gruppen war: OSG, n=24; Subtalargelenk, n= 28; OSG und Subtalargelenk, n=19; Lisfrancgelenk, n=28; andere, n=19. In der Gruppe mit Navigation betrug der Zeitaufwand für die Vorbereitung des Navigationsvorgangs 345 (223-1800) Sekunden. Der Korrekturprozess dauerte in der Gruppe mit Navigation 27 (12-240) Sekunden und in der Gruppe ohne Navigation 312 (62-660) Sekunden. Das Navigationssystem funktionierte in 4 (3%) Fällen nicht. In den restlichen 114 Fällen (97%) mit Navigation und in 62 Fällen (53%) ohne Navigation war die Abweichung der erreichten Korrektur von der geplanten Korrektur maximal 2°/2mm. Folglich waren 3% mit Navigation und 47% ohne Navigation definitionsgemäß nicht ausreichend genau (p=0,02).

98/97 (82/82%) mit/ohne Navigation wurden nach 40,2 (24-70) Monaten nachuntersucht. In allen Fällen wurde zum Zeitpunkt der Nachuntersuchung Fusion registriert. Die Scores waren mit Navigation höher als ohne Navigation (mit/ohne Navigation: AOFAS 83/71; VAS FA 81/69, p<0,05).

Die Schlussfolgerungen dieser Studie waren, dass die navigierte Korrekturarthrodese an OSG und Fuß einen schnelleren Korrekturvorgang mit höherer Genauigkeit und höhere Scores nach mindestens 2 Jahren erlaubt als die Korrektur ohne Navigation bei einer Einzelzenter Matched-pair-Nachuntersuchungsstudie. Die Unterschiede zwischen Fällen mit Navigation und Fällen ohne Navigation waren bei dieser Studie für komplexeren Korrekturarthrodesen von OSG und Subtalargelenk größer als bei den isolierten Korrekturarthrodesen von OSG oder Subtalargelenk. Die Genauigkeitsunterschiede waren besonders deutlich bei Korrekturarthrodesen des Mittelfußes/Lisfrancgelenks, wobei offensichtlich die exakte Achsenausrichtung zwischen Talus und Metatarsale 1 ohne Navigation besonders schwierig zu sein scheinen.

Publikation mit unseren Forschungsergebnissen  (pdf, 577 KB)

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