Skip to main content
Erschienen in: Journal of Robotic Surgery 1/2024

01.12.2024 | Research

Assessing intraoperative pedicle screw placement accuracy using biplanar radiographs compared to three-dimensional imaging

verfasst von: George Gorgy, Fedan Avrumova, Philip K. Paschal, Gregory K. Paschal, John A. Carrino, Darren R. Lebl

Erschienen in: Journal of Robotic Surgery | Ausgabe 1/2024

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

To date, biplanar imaging (2D) has been the method of choice for pedicle screw (PS) positioning and verified for the anteroposterior view and (spinal midline) M-line method. In recent years, the use of intraoperative three-dimensional (3D) imaging has become available with the Gertzbein–Robbins system (GRS) to assess PS breach and positioning confirmation. The aim is to determine if 2D imaging is sufficient to assess PS position in comparison to advanced 3D imaging.
Retrospective review of prospectively collected data from 204 consecutive adult patients who underwent posterior thoracic and lumbar instrumented fusion for degenerative spinal surgery by a single surgeon (2019–2022).
Of the 204 patients, 187 (91.6%) had intraoperative images available for analysis. A total of 1044 PS implants were used; 922 (88.3%) were robotically placed. Postoperative CT scans were verified with M-line/GRS findings. Among 103 patients (50.5%) with a total of 362 screws, (34.7%) had postoperative CT, intraoperative 3D scan, and intraoperative 2D scan for analysis. Postoperative CT findings were consistent with all GRS findings, validating that 3D imaging was accurate. Screws (1%) were falsely verified by the M-line as 3D imaging confirmed false negative or positive findings.
In our series, intraoperative 3D scan was as accurate as postoperative CT scan in assessing PS breach. A significant number of PS may be falsely read as accurate on 2D imaging, that is in fact inaccurate when assessed on 3D imaging. An intraoperative post-instrumentation 3D scan may be preferable to prevent postoperative recognition of a falsely verified screw on biplanar imaging.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Woo EJ, DiCuccio MN (2018) Clinically significant pedicle screw malposition is an underestimated cause of radiculopathy. Spine J 18:1166–1171CrossRefPubMed Woo EJ, DiCuccio MN (2018) Clinically significant pedicle screw malposition is an underestimated cause of radiculopathy. Spine J 18:1166–1171CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Maejima R, Takeuchi M, Wakao N et al (2019) Reliability of an intraoperative radiographic anteroposterior view of the spinal midline for detection of pedicle screws breaching the medial pedicle wall in the thoracic, lumbar, and sacral spine. World Neurosurg 125:e257–e261CrossRefPubMed Maejima R, Takeuchi M, Wakao N et al (2019) Reliability of an intraoperative radiographic anteroposterior view of the spinal midline for detection of pedicle screws breaching the medial pedicle wall in the thoracic, lumbar, and sacral spine. World Neurosurg 125:e257–e261CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat Castro WH, Halm H, Jerosch J et al (1996) Accuracy of pedicle screw placement in lumbar vertebrae. Spine (Phila Pa 1976) 21:1320–4CrossRefPubMed Castro WH, Halm H, Jerosch J et al (1996) Accuracy of pedicle screw placement in lumbar vertebrae. Spine (Phila Pa 1976) 21:1320–4CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Gelalis ID, Paschos NK, Pakos EE et al (2012) Accuracy of pedicle screw placement: a systematic review of prospective in vivo studies comparing free hand, fluoroscopy guidance and navigation techniques. Eur Spine J 21:247–255CrossRefPubMed Gelalis ID, Paschos NK, Pakos EE et al (2012) Accuracy of pedicle screw placement: a systematic review of prospective in vivo studies comparing free hand, fluoroscopy guidance and navigation techniques. Eur Spine J 21:247–255CrossRefPubMed
7.
Zurück zum Zitat Mirza SK, Wiggins GC, Kuntz Ch IV, York JE, Bellabarba C, Knonodi MA, Chapman JR, Shaffrey CI (2003) Accuracy of thoracic vertebral body screw placement using standard fluoroscopy, fluoroscopic image guidance, and computed tomographic image guidance. Spine 28:402–413CrossRefPubMed Mirza SK, Wiggins GC, Kuntz Ch IV, York JE, Bellabarba C, Knonodi MA, Chapman JR, Shaffrey CI (2003) Accuracy of thoracic vertebral body screw placement using standard fluoroscopy, fluoroscopic image guidance, and computed tomographic image guidance. Spine 28:402–413CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Lee YC, Lee R (2020) Image-guided pedicle screws using intraoperative cone-beam CT and navigation. A cost-effectiveness study J Clin Neurosci 72:68–71PubMed Lee YC, Lee R (2020) Image-guided pedicle screws using intraoperative cone-beam CT and navigation. A cost-effectiveness study J Clin Neurosci 72:68–71PubMed
10.
Zurück zum Zitat Avrumova F, Morse KW, Heath M, Widmann RF, Lebl DR (2021) Evaluation of K-wireless robotic and navigation assisted pedicle screw placement in adult degenerative spinal surgery: learning curve and technical notes. J Spine Surg 7(2):141–154. https://doi.org/10.21037/jss-20-687. (Erratum. In: J Spine Surg. 2022 Sep; 8(3):405. PMID: 34296026; PMCID: PMC8261565)CrossRefPubMedPubMedCentral Avrumova F, Morse KW, Heath M, Widmann RF, Lebl DR (2021) Evaluation of K-wireless robotic and navigation assisted pedicle screw placement in adult degenerative spinal surgery: learning curve and technical notes. J Spine Surg 7(2):141–154. https://​doi.​org/​10.​21037/​jss-20-687. (Erratum. In: J Spine Surg. 2022 Sep; 8(3):405. PMID: 34296026; PMCID: PMC8261565)CrossRefPubMedPubMedCentral
12.
Zurück zum Zitat Tormenti MJ, Kostov DB, Gardner PA et al (2010) Intraoperative computed tomography image-guided navigation for posterior thoracolumbar spinal instrumentation in spinal deformity surgery. Neurosurg Focus 28:E11CrossRefPubMed Tormenti MJ, Kostov DB, Gardner PA et al (2010) Intraoperative computed tomography image-guided navigation for posterior thoracolumbar spinal instrumentation in spinal deformity surgery. Neurosurg Focus 28:E11CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Costa F, Cardia A, Ortolina A, Fabio G, Zerbi A, Fornari M (2011) Spinal navigation: standard preoperative versus intraoperative computed tomography data set acquisition for computer-guidance system: radiological and clinical study in 100 consecutive patients. Spine (Phila Pa 1976) 36:2094–2098. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e318201129d. (PMID: 21304425)CrossRefPubMed Costa F, Cardia A, Ortolina A, Fabio G, Zerbi A, Fornari M (2011) Spinal navigation: standard preoperative versus intraoperative computed tomography data set acquisition for computer-guidance system: radiological and clinical study in 100 consecutive patients. Spine (Phila Pa 1976) 36:2094–2098. https://​doi.​org/​10.​1097/​BRS.​0b013e318201129d​. (PMID: 21304425)CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Cui G, Wang Y, Kao TH, Zhang Y, Liu Z, Liu B, Li J, Zhang X, Zhu S, Lu N, Mao K, Wang Z, Zhang X, Yuan X, Dong T, Xiao S (2012) Application of intraoperative computed tomography with or without navigation system in surgical correction of spinal deformity: a preliminary result of 59 consecutive human cases. Spine (Phila Pa 1976) 37:891–900. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e31823aff81. (PMID: 22024897)CrossRefPubMed Cui G, Wang Y, Kao TH, Zhang Y, Liu Z, Liu B, Li J, Zhang X, Zhu S, Lu N, Mao K, Wang Z, Zhang X, Yuan X, Dong T, Xiao S (2012) Application of intraoperative computed tomography with or without navigation system in surgical correction of spinal deformity: a preliminary result of 59 consecutive human cases. Spine (Phila Pa 1976) 37:891–900. https://​doi.​org/​10.​1097/​BRS.​0b013e31823aff81​. (PMID: 22024897)CrossRefPubMed
19.
Zurück zum Zitat Aoude A, Ghadakzadeh S, Alhamzah H et al (2018) Postoperative assessment of pedicle screws and management of breaches: a survey among Canadian spine surgeons and a new scoring system. Asian Spine J 12:37–46CrossRefPubMedPubMedCentral Aoude A, Ghadakzadeh S, Alhamzah H et al (2018) Postoperative assessment of pedicle screws and management of breaches: a survey among Canadian spine surgeons and a new scoring system. Asian Spine J 12:37–46CrossRefPubMedPubMedCentral
20.
Zurück zum Zitat Odate S, Fujibayashi S, Otsuki B et al (2022) Reoperation for misplaced pedicle screws: a multicenter retrospective study. Spine (Phila Pa 1976) 47:1525–31CrossRefPubMed Odate S, Fujibayashi S, Otsuki B et al (2022) Reoperation for misplaced pedicle screws: a multicenter retrospective study. Spine (Phila Pa 1976) 47:1525–31CrossRefPubMed
21.
Zurück zum Zitat Shin MH, Ryu KS, Park CK (2012) Accuracy and safety in pedicle screw placement in the thoracic and lumbar spines : comparison study between conventional C-arm fluoroscopy and navigation coupled with O-arm(R) guided methods. J Korean Neurosurg Soc 52:204–209CrossRefPubMedPubMedCentral Shin MH, Ryu KS, Park CK (2012) Accuracy and safety in pedicle screw placement in the thoracic and lumbar spines : comparison study between conventional C-arm fluoroscopy and navigation coupled with O-arm(R) guided methods. J Korean Neurosurg Soc 52:204–209CrossRefPubMedPubMedCentral
22.
Zurück zum Zitat Adogwa O, Parker SL, Shau D et al (2015) Cost per quality-adjusted life year gained of revision fusion for lumbar pseudoarthrosis: defining the value of surgery. J Spinal Disord Tech 28:101–105CrossRefPubMed Adogwa O, Parker SL, Shau D et al (2015) Cost per quality-adjusted life year gained of revision fusion for lumbar pseudoarthrosis: defining the value of surgery. J Spinal Disord Tech 28:101–105CrossRefPubMed
23.
Zurück zum Zitat Sankey EW, Mehta VA, Wang TY et al (2020) The medicolegal impact of misplaced pedicle and lateral mass screws on spine surgery in the United States. Neurosurg Focus 49:E20CrossRefPubMed Sankey EW, Mehta VA, Wang TY et al (2020) The medicolegal impact of misplaced pedicle and lateral mass screws on spine surgery in the United States. Neurosurg Focus 49:E20CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Assessing intraoperative pedicle screw placement accuracy using biplanar radiographs compared to three-dimensional imaging
verfasst von
George Gorgy
Fedan Avrumova
Philip K. Paschal
Gregory K. Paschal
John A. Carrino
Darren R. Lebl
Publikationsdatum
01.12.2024
Verlag
Springer London
Erschienen in
Journal of Robotic Surgery / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 1863-2483
Elektronische ISSN: 1863-2491
DOI
https://doi.org/10.1007/s11701-023-01760-2

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2024

Journal of Robotic Surgery 1/2024 Zur Ausgabe

Häusliche Gewalt in der orthopädischen Notaufnahme oft nicht erkannt

28.05.2024 Häusliche Gewalt Nachrichten

In der Notaufnahme wird die Chance, Opfer von häuslicher Gewalt zu identifizieren, von Orthopäden und Orthopädinnen offenbar zu wenig genutzt. Darauf deuten die Ergebnisse einer Fragebogenstudie an der Sahlgrenska-Universität in Schweden hin.

Fehlerkultur in der Medizin – Offenheit zählt!

28.05.2024 Fehlerkultur Podcast

Darüber reden und aus Fehlern lernen, sollte das Motto in der Medizin lauten. Und zwar nicht nur im Sinne der Patientensicherheit. Eine negative Fehlerkultur kann auch die Behandelnden ernsthaft krank machen, warnt Prof. Dr. Reinhard Strametz. Ein Plädoyer und ein Leitfaden für den offenen Umgang mit kritischen Ereignissen in Medizin und Pflege.

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

21.05.2024 Allgemeine Chirurgie Nachrichten

Ein Frauenanteil von mindestens einem Drittel im ärztlichen Op.-Team war in einer großen retrospektiven Studie aus Kanada mit einer signifikanten Reduktion der postoperativen Morbidität assoziiert.

TAVI versus Klappenchirurgie: Neue Vergleichsstudie sorgt für Erstaunen

21.05.2024 TAVI Nachrichten

Bei schwerer Aortenstenose und obstruktiver KHK empfehlen die Leitlinien derzeit eine chirurgische Kombi-Behandlung aus Klappenersatz plus Bypass-OP. Diese Empfehlung wird allerdings jetzt durch eine aktuelle Studie infrage gestellt – mit überraschender Deutlichkeit.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.