[Precision and safety of positioning pedicle screws in the thoracic and lumbar spine using a hand-guided aiming sleeve : A CT control study]

Unfallchirurgie (Heidelb). 2024 Apr;127(4):297-304. doi: 10.1007/s00113-023-01392-z. Epub 2023 Nov 21.
[Article in German]

Abstract

Background: For the implantation of pedicle screws, navigation-supported systems are nowadays used more and more to avoid screw misalignment by making the direction of the screw more predictable.

Objective: Examination of the precision after instrumentation of the pedicle screw with the hand-guided aiming sleeve. The aim was to verify that the implementation of the pedicle screws is plannable and precise by using 2D X‑ray only.

Method: This retrospective study analyzed 27 consecutive trauma patients (17-84 years, 13f/14m) with vertebral body fractures. The position and precision of 108 screws, implanted using the hand-guided aiming sleeve was investigated. To determine the position the actual course of the screws was examined using the postoperative 3D CT data set (GE Optima 540, General Electric Company Boston, MA, USA; slice thickness 1.25 mm). The screws were then compared to the previously defined ideal position of the tip of the screw. In addition to the absolute and relative deviation from the ideal target point, the convergence angle and the parallelism to the cover plate were determined.

Results: Of 108 implanted pedicle screws, 90 (83%) were within target. The remaining 18 (17%) represented a clinically irrelevant screw deviation: A lateral deviation was found in 17 pedicle screws (16%) and a medial deviation in 1 (1%). The average deviation from the ideal target point in the vertebral body was 2.3 mm ventrally with a standard deviation of ± 2.3 mm. No screw misalignment or pedicle perforation was found.

Conclusion: The transcutaneous implantation of pedicle screws with a hand-guided aiming sleeve in the thoracic and lumbar spine represents a safe and precise procedure. The risk of misalignment needing a revision is lower compared to other methods of navigated screw implantation reported in the literature [1-6]. A CT-based preliminary planning is not necessary. The method is economical, special technical equipment is not required.

Zusammenfassung: HINTERGRUND: Zur Implantation von Pedikelschrauben werden heute zunehmend navigationsgestützte Systeme entwickelt, mit dem Ziel, die Schraubenrichtung planbar zu machen und Schraubenfehllagen zu vermeiden. Als kostengünstige Alternative wurde eine handgeführte Zielhülse entwickelt, die die Implantation von Pedikelschrauben auf einfache Weise ermöglichen soll.

Fragestellung: Erfüllt die Zielhülse die Anforderungen für eine präzise und sichere Implantation von Pedikelschrauben?

Methodik: In der retrospektiven Analyse an 27 konsekutiven, traumatologischen Patienten (17 bis 84 Jahre, 13 weibliche/14 männliche) mit Wirbelkörperfrakturen wurde die Präzision der Implantation von 108 Pedikelschrauben, die mithilfe einer handgeführten Zielhülse implantiert wurden, überprüft. Zur Bestimmung der Lage wurde der tatsächliche Schraubenverlauf anhand des postoperativen 3D-CT-Datensatzes (GE Optima 540, General Electric Company Boston, MA, USA; Schichtdicke 1,25 mm) überprüft und mit dem idealen Schraubenverlauf und einem definierten Zielpunkt für die Spitze der Schraube verglichen. Neben der absoluten und relativen Abweichung vom idealen Zielpunkt wurden der Konvergenzwinkel und die Parallelität zur Deckplatte bestimmt.

Ergebnisse: Von 108 implantierten Pedikelschrauben lagen 90 (83 %) im Zielbereich. Bei 17 % trat eine geringe, klinische nichtrelevante Abweichung von der definierten Zielposition auf; kein Pedikel wurde perforiert. Bei 17 Pedikelschrauben (16 %) zeigte sich eine Abweichung nach lateral und bei einer (1 %) eine nach medial. Die durchschnittliche Abweichung vom idealen Zielpunkt betrug 2,3 ± 2,3 mm. Eine Revision war in keinem Fall notwendig.

Schlussfolgerung: Die transkutane Implantation von Pedikelschrauben mit einer handgeführten Zielhülse stellt im Bereich der BWS (Brustwirbelsäule) und LWS (Lendenwirbelsäule) ein sicheres und präzises Verfahren dar. Das Risiko von revisionswürdigen Fehllagen ist im Literaturvergleich zu anderen Methoden der Schraubenimplantation niedriger [1–6]. Die Methode ist wirtschaftlich; eine spezielle apparativ-technische Ausrüstung ist nicht erforderlich.

Keywords: Screw misalignment; Freehand method; Navigation; Spinal surgery; Vertebral body fractures.

Publication types

  • English Abstract

MeSH terms

  • Humans
  • Lumbar Vertebrae / diagnostic imaging
  • Pedicle Screws*
  • Retrospective Studies
  • Spinal Fractures* / diagnostic imaging
  • Spinal Fusion* / adverse effects
  • Tomography, X-Ray Computed