Optimierung minimal-invasiver Operationen durch den intraoperativen Einsatz eines 3D-bildgebenden mobilen C-Arms (v. Siemens) am Beispiel des Tibiabkopfes

Ziel dieser Studie war es zu evaluieren, ob der neue intraoperative einsetzbare Iso-C 3D Bildwandler (Fa. Siemens, Erlangen, Germany) die Repositions- und Implantatkontrolle im Vergleich zur konventionellen Radiographie verbessern kann und ob dieser eine vergleichbare Präzision aufweist wie die Computertomographie (CT). In der vorliegenden Arbeit wurde dazu an 12 humanen Kniekadavern durch das Bohren eines Knochenzylinders im medialen Kondylus der Tibia eine Repositionsstufe und durch das Setzen einer Spongiosaschraube im lateralen Kondylus in Tibialängsachse eine Schraubenfehllage simuliert. Jedes Knie wurde fünf Operationsdurchläufen unterzogen, um unterschiedliche  Höhenniveaueinstellungen  vorzunehmen  (-2 mm;  -1 mm;  0 mm;  +1 mm) +2 mm). Die Einstellungen erfolgten anhand eines randomisierten Protokolls, welches zuvor erstellt wurde. Anschließend wurden für alle fünf Repositionsstufen und Schraubenpositionen der Kniekadaver computertomographische Scans, konventionelle zweidimensionale Röntgenbilder und Iso-C 3DScans in vier unterschiedlichen Einstellungen (I190L, I190S, I120L, I120S) durchgeführt. Die erstellten randomisierten 330 Bilder wurden durch drei Befunder ausgewertet. Dies geschah insgesamt dreimal, wobei mindestens drei Tage Abstand zwischen den Beurteilungsrunden lag. Die Befunder mussten die Abweichung der Stufe und der Schraube in Millimeter abschätzen, wobei 0 Millimeter jeweils die exakte Reposition und Schraubenlage darstellte. Die befundeten geschätzten Werte wurden anschließend mit den eigentlichen Werten des anatomischen Situs anhand der Verschlüsselungsliste verglichen und zur statistischen Auswertung herangezogen. Darüber hinaus wurde die Strahlenbelastung, welche bei Erstellen der sechs unterschiedlichen bildgebenden Methoden entstand, anhand eines standardisierten Messverfahrens gemessen und anschließend verglichen. Die Auswertung der erstellten Bilder für die Schraubenposition, unabhängig von der jeweiligen Höhenniveaueinstellung ergab für die konventionelle Radiographie im Mittel den niedrigsten  Differenzwert mit 0,554 Millimetern. Die CT wiesen mit 0,632 Millimetern (p>0,05) im Vergleich mit dem Iso-C 3D bei einer Einstellung von 190° im langsamen Modus mit 0,664 Millimetern (p>0,05) vergleichbare Werte auf.   Im Gegensatz dazu zeigten die Ergebnisse der Repositionsstufe unabhängig der jeweiligen Höhenniveaueinstellungen eine bessere Präzision der CT und des Iso-C 3D für alle vier Einstellungsmöglichkeiten gegenüber der konventionellen Radiographie. Die CT ergab im Mittel den niedrigsten  Differenzmittelwert  mit  0,330 Millimetern (p>0,05) wobei der Iso-C 3D  für I190L mit 0,377 Millimetern (p>0,05) und I120L mit 0,407 Millimetern (p>0,05) vergleichbare Werte lieferte. Die konventionelle Radiographie wies im Mittel den größten Differenzmittelwert mit 0,761 Millimetern auf. Die Strahlenbelastung wiedergegeben durch das Dosislängenprodukt (DLP) ergab bei der Prüfung der verschiedenen Verfahren für die Standard-CT „ Extremitäten“ mit 131 mGy x cm die höchste Belastung. Der Iso-C 3 D lieferte dagegen für alle vier Einstellungsmöglichkeiten niedrigere DLP-Werte, wobei der 190° Scan im langsamen Modus unter den Iso-C 3D- Verfahren mit 22,74 mGy x cm die höchste Strahlenbelastung aufwies. Für die konventionelle Radiographie wurde für die Strahlzeit von einer Minute ein DLP –Wert von 28,7 mGy x cm ermittelt, was umgerechnet auf eine klinisch relevante Strahlzeit von ca. vier bis fünf Sekunden eine Strahlenbelastung von 2,5 mGy x cm  bedeuten würde. Daraus kann gefolgert werden, dass bezüglich der Schraubenstudie  die CT und der Iso-C 3D in einer 190° Einstellung im langsamen Modus gleichwertige Resultate zeigen und demnach eine postoperative CT entfallen könnte. Allerdings verbessert der Iso-C 3D  nicht die Präzision der Implantatkontrolle  im Vergleich zur konventionellen Radiographie. Der Einsatz des Iso-C 3D für alle vier möglichen Einstellungen bedeutet eine niedrigere Strahlenbelastung für den Patienten als eine Standard-CT. Zwar wäre ein Iso-C 3DScan im schnellen Modus eine tendenzielle Wenigerbelastung für den Patienten, dennoch zeigten die Scans bezüglich des Repositionsergebnis im langsamen Modus eine höhere Präzision und Vergleichbarkeit mit der CT. Der Iso-C 3D verbesserte die Präzision der Repositionsabschätzung in einem Frakturmodell am Beispiel des Tibiaplateau verglichen mit der konventionellen Radiographie. Dennoch liefert die postoperative CT in Bezug auf die Repositionskontrolle die präziseren Ergebnisse, geht jedoch mit einer höheren Strahlenbelastung einher als der Iso-C 3D. Somit gilt es den intraoperativen Nutzen des Iso-C 3D individuell gegenüber der postoperativen CT abzuwägen, wobei hinsichtlich gesundheitlicher Aspekte der Iso-C 3D Scan zur Repositionskontrolle die bessere bildgebende Methode darstellt.