Summary

Kegle stråle Intraoperativt computertomografi-baseret billed vejledning til minimalt invasiv transforaminal Interbody fusion

Published: August 06, 2019
doi:

Summary

Formålet med denne artikel er at give billed vejledning for minimalt invasiv transforaminal interkorporal fusion.

Abstract

Transforaminal lumbale interkorporal fusion (tlif) er almindeligt anvendt til behandling af spinal stenose, degenerative disc sygdom, og spondylolisthesis. Minimalt invasiv kirurgi (MIS) tilgange er blevet anvendt til denne teknik med et associeret fald i anslået blodtab (EBL), længden af hospitalsophold, og infektion satser, samtidig bevare resultater med traditionel åben kirurgi. Tidligere MIS TLIF teknikker involverer signifikant fluoroskopi, der undersøger patienten, kirurgen og operationsstuen personale til ikke-trivielle niveauer af stråling eksponering, især for komplekse Multi-niveau procedurer. Vi præsenterer en teknik, der udnytter en intraoperativ computertomografi (CT) scanning til støtte i placeringen af pedile skruer, efterfulgt af traditionelle fluoroskopi for bekræftelse af bur placering. Patienter er placeret i standard mode og en reference bue er placeret i den bageste overlegen bækkenbens rygsøjlen (Psis) efterfulgt af intraoperativ CT-scanning. Dette giver mulighed for billed-vejledning-baseret placering af pedile skruer gennem en en-tommer hud indsnit på hver side. I modsætning til traditionelle MIS-TLIF, der kræver signifikant fluoroskopisk billeddannelse i denne fase, kan operationen nu udføres uden yderligere bestråling af patienten eller operationsstuen personale. Efter færdiggørelse af facetektomi og diskektomi, endelige TLIF bur placering er bekræftet med fluoroskopi. Denne teknik har potentialet til at mindske den operative tid og minimere den samlede strålingseksponering.

Introduction

Tlif er en af flere muligheder, når man overvejer interkorporal fusion for degenerative disc sygdom og spondylolisthesis. Tlif-teknikken blev oprindeligt udviklet som reaktion på komplikationer i forbindelse med den mere traditionelle posterior lumbalt interkorporal fusion (plif)-tilgang. Mere specifikt, TLIF minimeret tilbagetrækning af neurale elementer, hvilket reducerer risikoen for nerve roden skade samt risikoen for dural tårer, hvilket kan føre til vedvarende cerebrospinalvæske lækage. Som en ensidig fremgangsmåde giver TLIF-teknikken også bedre beskyttelse af den normale Anatomi af de bageste elementer1. Tlif kan udføres enten åbent (O-tlif) eller minimalt invasivt (mis-tlif), og mis-tlif har vist sig at være en alsidig og populær behandling for lumbalt degenerativ sygdom og spondylolistese2,3,4. Sammenlignet med O-TLIF har MIS-TLIF været forbundet med nedsat blodtab, kortere hospitalsophold og mindre narkotisk brug; patient-rapporterede og radiografiske udfald foranstaltninger er også ens mellem åbne og mis tilgange, hvilket tyder på mis-tlif er en lige så effektiv, men potentielt mindre morbid procedure5,6,7, 8,9,10,11.

Men, en hyppig begrænsning af den traditionelle mis teknik er den tunge afhængighed af fluoroskopi, som udsætter patienten, kirurgen, og operationsstue personale til ikke-trivielle strålingsdoser og gennemlysning tid spænder fra 46-147 s12. For nylig er brugen af intraoperativt CT-guidet navigation imidlertid blevet undersøgt med flere forskellige systemer, der er tilgængelige og beskrevet i litteraturen, herunder O-arm/STEALTH, Airo mobile og Stryker spinal navigationssystemer. 13 , 14 denne type navigeret teknik har vist sig at resultere i nøjagtig pedile skrue placering samtidig minimere strålingsrisikoen for kirurgen15,16,17,18, 19. i denne artikel præsenterer vi en ny teknik til mis-tlif, der udnytter billed vejlednings baseret pedile-skrue placering efterfulgt af bur og stang placering med traditionel fluoroskopi. Denne strategi har potentialet til at øge hastigheden og nøjagtigheden af pedile skrue placering samtidig minimere stråling eksponering for både patientens og operationsstuen personale.

Protocol

Alle procedurer og forskningsaktiviteter blev gennemført med godkendelse af institutions revisionsudvalget (CHR #17-21909). 1. forberedelse før operationen Inducere generel anæstesi i patienten, og positionere patienten tilbøjelige på Jackson bordet med bryst styrke og hofte puder. Forbered og drapere patientens ryg i den sædvanlige sterile måde. 2. kirurgisk indgreb Lav en lille stab indsnit ved hjælp af en #15-klinge ove…

Representative Results

50 patienter gennemgik kirurgi med denne teknik under en enkelt kirurg (AC). Den gennemsnitlige alder var 53 år (interval 29-84 år) med 30 kvinder og 20 mænd. Patienter præsenteret med følgende patologi: spinal stenose (n = 45), spondylolistese (n = 29), facet cyster (n = 5), degenerative skoliose (n = 3), og cauda equina syndrom (n = 1). Symptomerne var ryg og ben smerter i 42 tilfælde, rygsmerter alene i 2 tilfælde, og nedre ekstremitet radiculopati i 6 tilfælde. I 10 tilfælde …

Discussion

Der er flere kritiske trin til den beskrevne procedure. Det første kritiske skridt er registreringsprocessen. Reference buen skal anbringes i fast knogle og skal orienteres korrekt for at undgå, at der opstår interferens med S1-skrue placeringen, hvis det er nødvendigt. Det andet kritiske trin er at opretholde nøjagtigheden af navigationen efter en intraoperativ CT-scanning udføres, hvilket kan gøres ved at identificere normale anatomiske strukturer og bekræfter den korrekte positionering. Nøjagtigheden bør kon…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi vil gerne anerkende UCSF Medical Center og Department of neurosurgery for at give os mulighed for at forfølge denne bestræbelse.

Materials

O-arm intraoperative CT Medtronic, Minneapolis, MN
Stealth Navigation System Medtronic, Minneapolis, MN
Jamshidi Needles for bone marrow biopsy
Cefazolin  antibiotic.
Vicryl Sutures
Steri-Strips for skin closure
telfa dressing
tegaderm for dressing
Jackson table
15-blade
High-speed bone drill
Tubular dilator
K-wires
Reduction towers
TLIF retractor
2 or 3 mm Kerrison rongeur
Woodson elevator
Disc shaver and distractor
Fluoroscopy
Allograft cellular bone matrix
Interbody cage
Rod
Soft lumbar brace
X-ray
Patient-controlled analgesia pump

References

  1. Mobbs, R. J., Phan, K., Malham, G., Seex, K., Rao, P. J. Lumbar interbody fusion: techniques, indications and comparison of interbody fusion options including PLIF, TLIF, MI-TLIF, OLIF/ATP, LLIF and ALIF. J Spine Surg. 1 (1), 2-18 (2015).
  2. Foley, K. T., Holly, L. T., Schwender, J. D. Minimally invasive lumbar fusion. Spine (Phila Pa 1976). 28, S26-S35 (2003).
  3. Foley, K. T., Lefkowitz, M. A. Advances in minimally invasive spine surgery. Clin Neurosurg. 49, 499-517 (2002).
  4. Schwender, J. D., Holly, L. T., Rouben, D. P., Foley, K. T. Minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF): technical feasibility and initial results. J Spinal Disord Tech. 18 Suppl, S1-S6 (2005).
  5. Lee, K. H., Yue, W. M., Yeo, W., Soeharno, H., Tan, S. B. Clinical and radiological outcomes of open versus minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. Eur Spine J. 21 (11), 2265-2270 (2012).
  6. Peng, C. W., Yue, W. M., Poh, S. Y., Yeo, W., Tan, S. B. Clinical and radiological outcomes of minimally invasive versus open transforaminal lumbar interbody fusion. Spine (Phila Pa 1976). 34 (13), 1385-1389 (2009).
  7. Schizas, C., Tzinieris, N., Tsiridis, E., Kosmopoulos, V. Minimally invasive versus open transforaminal lumbar interbody fusion: evaluating initial experience. Int Orthop. 33 (6), 1683-1688 (2009).
  8. Seng, C., et al. Five-year outcomes of minimally invasive versus open transforaminal lumbar interbody fusion: a matched-pair comparison study. Spine (Phila Pa 1976). 38 (23), 2049-2055 (2013).
  9. Shunwu, F., Xing, Z., Fengdong, Z., Xiangqian, F. Minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion for the treatment of degenerative lumbar diseases. Spine (Phila Pa 1976). 35 (17), 1615-1620 (2010).
  10. Singh, K., et al. A perioperative cost analysis comparing single-level minimally invasive and open transforaminal lumbar interbody fusion). Spine J. 14 (8), 1694-1701 (2014).
  11. Wong, A. P., et al. Minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion (MI-TLIF): surgical technique, long-term 4-year prospective outcomes, and complications compared with an open TLIF cohort. Neurosurg Clin N Am. 25 (2), 279-304 (2014).
  12. Clark, J. C., Jasmer, G., Marciano, F. F., Tumialan, L. M. Minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusions and fluoroscopy: a low-dose protocol to minimize ionizing radiation. Neurosurg Focus. 35 (2), E8 (2013).
  13. Ringel, F., Villard, J., Ryang, Y. M., Meyer, B. Navigation, robotics, and intraoperative imaging in spinal surgery. Adv Tech Stand Neurosurg. 41, 3-22 (2014).
  14. Overley, S. C., Cho, S. K., Mehta, A. I., Arnold, P. M. Navigation and Robotics in Spinal Surgery: Where Are We Now. Neurosurgery. 80, S86-S99 (2017).
  15. Abdullah, K. G., et al. Radiation exposure to the spine surgeon in lumbar and thoracolumbar fusions with the use of an intraoperative computed tomographic 3-dimensional imaging system. Spine (Phila Pa 1976). 37 (17), E1074-E1078 (2012).
  16. Gelalis, I. D., et al. 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 (2), 247-255 (2012).
  17. Nottmeier, E. W., Bowman, C., Nelson, K. L. Surgeon radiation exposure in cone beam computed tomography-based, image-guided spinal surgery. Int J Med Robot. 8 (2), 196-200 (2012).
  18. Park, P., Foley, K. T., Cowan, J. A., Marca, F. L. Minimally invasive pedicle screw fixation utilizing O-arm fluoroscopy with computer-assisted navigation: Feasibility, technique, and preliminary results. Surg Neurol Int. 1, 44 (2010).
  19. Van de Kelft, E., Costa, F., Vander Planken, D., Schils, F. A prospective multicenter registry on the accuracy of pedicle screw placement in the thoracic, lumbar, and sacral levels with the use of the O-arm imaging system and StealthStation Navigation. Spine (Phila Pa 1976). 37 (25), E1580-E1587 (2012).
  20. Kim, T. T., Johnson, J. P., Pashman, R., Drazin, D. Minimally Invasive Spinal Surgery with Intraoperative Image-Guided Navigation. Biomed Res Int. 2016, 5716235 (2016).
  21. Kim, M. C., Chung, H. T., Cho, J. L., Kim, D. J., Chung, N. S. Subsidence of polyetheretherketone cage after minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. J Spinal Disord Tech. 26 (2), 87-92 (2013).
  22. Kim, C. W., et al. Minimally Invasive Transforaminal Lumbar Interbody Fusion Using Expandable Technology: A Clinical and Radiographic Analysis of 50 Patients. World Neurosurg. 90, 228-235 (2016).
  23. Malham, G. M., Parker, R. M., Blecher, C. M., Seex, K. A. Assessment and classification of subsidence after lateral interbody fusion using serial computed tomography. J Neurosurg Spine. , 1-9 (2015).
  24. Safaee, M. M., Oh, T., Pekmezci, M., Clark, A. J. Radiation exposure with hybrid image-guidance-based minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. J Clin Neurosci. , (2017).
  25. Yu, E., Khan, S. N. Does less invasive spine surgery result in increased radiation exposure? A systematic review. Clin Orthop Relat Res. 472 (6), 1738-1748 (2014).
  26. Villard, J., et al. Radiation exposure to the surgeon and the patient during posterior lumbar spinal instrumentation: a prospective randomized comparison of navigated versus non-navigated freehand techniques. Spine (Phila Pa 1976). 39 (13), 1004-1009 (2014).
  27. Tabaraee, E., et al. Intraoperative cone beam-computed tomography with navigation (O-ARM) versus conventional fluoroscopy (C-ARM): a cadaveric study comparing accuracy, efficiency, and safety for spinal instrumentation. Spine (Phila Pa 1976). 38 (22), 1953-1958 (2013).
  28. Theologis, A. A., Burch, S., Pekmezci, M. Placement of iliosacral screws using 3D image-guided (O-Arm) technology and Stealth Navigation: comparison with traditional fluoroscopy. Bone Joint J. 98-B. 98-B (5), 696-702 (2016).
  29. Mendelsohn, D., et al. Patient and surgeon radiation exposure during spinal instrumentation using intraoperative computed tomography-based navigation. Spine J. 16 (3), 343-354 (2016).
  30. Shin, B. J., Njoku, I. U., Tsiouris, A. J., Hartl, R. Navigated guide tube for the placement of mini-open pedicle screws using stereotactic 3D navigation without the use of K-wires: technical note. J Neurosurg Spine. 18 (2), 178-183 (2013).
  31. Lian, X., et al. Total 3D Airo(R) Navigation for Minimally Invasive Transforaminal Lumbar Interbody Fusion. Biomed Res Int. 2016, 5027340 (2016).
  32. Navarro-Ramirez, R., et al. Total Navigation in Spine Surgery; A Concise Guide to Eliminate Fluoroscopy Using a Portable Intraoperative Computed Tomography 3-Dimensional Navigation System. World Neurosurg. 100, 325-335 (2017).

Play Video

Cite This Article
Safaee, M., Oh, T., Pekmezci, M., Clark, A. J. Cone Beam Intraoperative Computed Tomography-based Image Guidance for Minimally Invasive Transforaminal Interbody Fusion. J. Vis. Exp. (150), e57830, doi:10.3791/57830 (2019).

View Video