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German Congress of Orthopaedics and Traumatology (DKOU 2015)

20.10. - 23.10.2015, Berlin

Bildqualität und Effektivdosis intraoperativer 3D Bildgebung in der Wirbelsäulenchirurgie

Meeting Abstract

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  • presenting/speaker Michael Kraus - Donau-Ries Klinik Donauwörth, Donauwörth, Germany
  • Florian Gebhard - Zentrum für Chirurgie, Klinik für Unfall-, Hand-, Plastische- und Wiederherstellungschirurgie, Ulm, Germany
  • Peter Richter - Zentrum für Chirurgie, Klinik für Unfall-, Hand-, Plastische- und Wiederherstellungschirurgie, Ulm, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2015). Berlin, 20.-23.10.2015. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2015. DocWI50-466

doi: 10.3205/15dkou351, urn:nbn:de:0183-15dkou3517

Published: October 5, 2015

© 2015 Kraus et al.
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Fragestellung: Intraoperative 3D Bildgebung kann als Grundlage der Navigation in der Wirbelsäulenchirurgie verwendet werden, sie kann und wird jedoch auch als unmittelbare Ergebniskontrolle eingesetzt. Limitierend war bislang stets die Bildqualität. Somit ist die Computertomographie (CT) nach wie vor der Goldstandard. Auch die Strahlenexposition spielt eine entscheidende Rolle. Ziel dieser Studie war die Bestimmung der Effektivdosis intraoperativer 3D Bildgebung in Abhängigkeit von der damit erreichbaren Bildqualität im Vergleich zum CT und damit die Erstellung von Anwendungsstandards.

Methodik: Mit einem Rando-Alderson-Phantom bestückt mit Thermolumineszenzdosimetern (TLD) wurde die Effektivdosis verschiedener Bildgebungsmodalitäten gemessen. Dabei wurde mit einem robotisierten 3D Bildverstärker ein Hochdosisprotokoll mit (3Dhdc) und ohne (3Dhd) Kollimation sowie ein Niedrigdosisprotokoll (3Dldc) angewandt, zum Vergleich wurde ein CT-Standardprotokoll (CTr) mit einem CT-Niedrigdosisprotokoll (CTl) gemessen. Alle Techniken wurden an der thorakalen Wirbelsäule (Fokus: Th 6) und der lumbalen Wirbelsäule (Fokus: L 1) untersucht.

In einen frischen Schweinekadaver wurden Pedikelschrauben (Titan und Stahl, Th 5-7, Th 12-L 2) eingebracht. Die Schraubenlage und die Bildqualität wurde mit den selben Protokollen ermittelt, für welche davor die Effektivdosis bestimmt wurde. Bestimmt wurde die Bildqualität anhand einer Likert-Skala sowie die intra- und interobserver Reliabilität von zwei verblindeten Untersuchern für sowohl Stahl- als auch Titanschrauben.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Am thorakolumbalen Übergang war die Effektivdosis am niedrigsten für das 3Dldc-Protokoll (1,0 mSv). Die Dosen der übrigen Protokolle waren vergleichbar (3Dhd: 4,4 mSv; 3Dhdc 4,3 mSv; CTr: 5 mSv; CTl: 4,0 mSv). In der mittleren Brustwirbelsäule ergab sich ein ähnliches Ergebnis (3Dldc: 0,2 mSv; 3Dhd: 1,1 mSv; 3Dhdc: 0,8 mSv; CTr: 2,3 mSv; CTl: 1,8 mSv).

Die Bildqualität aller CT Protokolle wurde immer mindestens mit "gut" (Likert 4/5) bewertet, unabhängig von Betrachter oder Material. Die intra- und interobserver Reliabilität war hervorragend für alle Protokolle (Spearman nonparametric correlation: r > 0.9, P < 0.001).

Für die Bilder des 3D-Bildverstärkers war bei der Verwendung von Titan ein vergleichbares Resultat zu finden (Likert 4/5; r > 0.9, P < 0.001). An der BWS unter Verwendung von Stahlschrauben war die Bildqualität jedoch unzureichend bei 3D Bildverstärker-Aufnahmen (Likert 3/5; r > 0.9, P < 0.001).

Moderne Flachbett-3D-Bildverstärker sind eine Alternative zur postoperativen CT-Bildgebund in der Wirbelsäulenchirurgie und erlauben eine unmittelbare Kontrolle des Ergebnisses im OP. Die jeweiligen Protokolle haben dabei erheblichen Einfluss auf die Bildqualität. Es sollten Titanschrauben verwendet werden, da die Artefaktbildung erheblich reduziert werden kann. Bei normal-gewichtigen Patienten sollten Niedrigdosisprotokolle klinisch untersucht werden, da dabei eine erhebliche Reduktion der Strahlenbelastung erreicht werden kann.