Exploración y navegación perioperatoria O-arm®: posibilidades y límites

Peri-operative O-arm® scanning and navigation: possibilities and limits
J.-C. Le Huec1, S. Aunoble2 1 Chief of Spine Unit and Director of Surgical Research Laboratory, Bordeaux 2 University, France 2 Associate Professor, Bordeaux University Hospital, France

En la cirugía de columna hay situaciones en las que se han perdido puntos de referencia anatómicos o donde las variaciones de la anatomía conducen a un alto riesgo de daño a los elementos neurales. La variabilidad anatómica como la pérdida de puntos de referencia en la escoliosis o espondilolistesis y las variaciones iatrogénicas de la anatomía, especialmente en la cirugía de revisión después de una fusión, son las principales razones de este fenómeno. Es similar a los problemas en otras especialidades [5]. La restauración del contorno espinal es a veces un desafío difícil de resolver en ausencia de visualización 3D de la columna vertebral. Recientemente se ha desarrollado una nueva tecnología para facilitar el procedimiento quirúrgico mejorando la precisión y la seguridad. El sistema O-arm® combinado con la navegación peri-operativa es esta nueva tecnología mejorada.

¿QUÉ ES UN O-ARM®? El sistema consta de un pórtico en forma de "O" colocado alrededor del paciente y un armario que permite el posicionamiento robótico del pórtico para obtener una imagen óptima (Fig. 1). El pórtico puede ser abierto lateralmente para pasar desde el lado alrededor del paciente y la mesa. En la posición abierta el pórtico puede ser fácilmente cubierto. Una vez cerrado, el pórtico cubierto asegura la esterilidad durante la cirugía, ya que ninguna parte del equipo de imagen entra y sale del campo estéril. La imagen fluoroscópica 2D se utiliza para la colocación inicial así como para la obtención de imágenes 2D estándar obtenida normalmente con un brazo en C estándar. Además, el sistema se puede utilizar como una TC intraoperatoria. Se trata de una TC de haz de cono con reconstrucción 3D, que toma 400 imágenes durante una exploración completa de 360 ​​grados en 13 segundos y realiza la reconstrucción 3D en 30 segundos. El posicionamiento robótico del O-Arm ® permite mantener en la memoria las posiciones óptimas de imagen (por ejemplo, a-p y lateral) y volver a la misma posición en cualquier momento durante la cirugía presionando un solo botón. La misma memoria también permite mover el O-gantry al lado, dejando suficiente espacio para que el cirujano, asistente y enfermeras realicen la cirugía. Cuando se necesita una nueva imagen se volverá a pulsar un botón para volver a las posiciones óptimas de imagen. Alternativamente, en construcciones más largas, todo el O-Arm ® se puede mover a lo largo del eje del paciente, usando las ruedas laterales del sistema, permitiendo al cirujano un acceso ideal a la columna vertebral. Se requiere un tablero de fibra de carbono. La mayoría de las mesas ortopédicas o neuroquirúrgicas convencionales permiten el uso de la extensión de fibra de carbono en combinación con el O-Arm®.

El sistema O-arm® puede conectarse directamente al sistema de navegación mientras la imagen 3D adquirida se transfiere automáticamente al sistema de navegación en 30 segundos. No se necesita cruzamiento  entre la imagen CT y la anatomía del paciente como en la navegación basada en la TC "clásica". El paciente se registra automáticamente en los datos de navegación 3D y la navegación puede comenzar inmediatamente, menos de un minuto después del inicio de la adquisición de la imagen.
INDICACIONES Son frecuentes en la cirugía de columna vertebral y posiblemente podría convertirse en un procedimiento estándar en un futuro próximo para alcanzar los más altos estándares de seguridad. A) En caso de variación anatómica preoperatoria, el sistema ayudará al posicionamiento del implante como en la inserción del tornillo pedículo [4]. En la escoliosis hay una combinación de rotación vertebral y distorsión: esto ocurre cuando el lado cóncavo es más pequeño que el lado convexo. En la unión occipito-cervical C1-C2 la variación de la posición de la arteria vertebral es crucial para detectar antes de la inserción del tornillo. Una angiografía TC preoperatoria es útil en la unión cérvico-torácica cuando se pierden puntos de referencia, ya que este nivel es difícil de alcanzar (T2, T3, T4) en caso de tumor y metástasis.

La principal ventaja es evitar la incidencia de tornillos mal colocados que oscila entre el 10% y el 40% de acuerdo a los diferentes datos publicados [2]. Sin embargo, estos tornillos mal colocados conducen a sólo el 5% de las complicaciones neurales. El extravío lateral es responsable de la pérdida del anclaje mecánico que conduce a un fallo de hardware o una pseudoartrosis debido a una fijación deficiente. El desplazamiento erróneo medial puede conducir a un mayor riesgo de trastornos neurológicos, mientras que el desplazamiento anterior puede conducir a un daño vascular. En un estudio prospectivo realizado por Philippe Merloz (informe personal) en escoliosis, comparando la TC y la navegación fluoroscópica, se obtuvieron los siguientes resultados: con navegación basada en TC, se presenta un 6,2% de tornillos mal colocados (2 mm fuera del pedículo) Cualquier complicación neurológica); Mientras que con la navegación fluoroscópica (a-p, vista lateral y oblicua), hubo un 14% de tornillos mal colocados, lo que demuestra que la navegación fluoroscópica es menos precisa que la navegación basada en TC. Sin embargo, este último es problemático con algunos sistemas como un mínimo de 20 o incluso 50 puntos de referencia debe ser registrado para que coincida con la anatomía con la TC preoperatoria. Cuando se utiliza la navegación basada en CT, la tasa de desplazamiento erróneo es menor que con la navegación fluoroscópica. Nottmeier llegó a la misma conclusión [4]. El sistema de imágenes de rayos X multidimensional O-arm® aporta un nuevo enfoque para la colocación de tornillos. Utilizando una tecnología de pantalla plana moderna y sin distorsión, permite obtener imágenes fluoroscópicas en 2D así como escáneres 3D, similares a una TC, durante la cirugía. El marco de referencia puede fijarse sobre el proceso espinoso o la cresta ilíaca; El punto importante a tener en cuenta es fijarlo cerca del área operada. Sin embargo, el bastidor, una vez rígidamente fijado a la abrazadera, puede colocarse lejos del sitio quirúrgico, sólo la fijación tiene que estar cerca. Por ejemplo en la escoliosis, cuando la rotación es mayor de 90 grados, la inserción del tornillo no es fácil. Por lo tanto, el primer paso es realizar una exploración en 3D utilizando el O-Arm ®. El sistema se transfiere automáticamente al sistema de navegación y podemos acceder de inmediato a los datos 3D completos del paciente.

Utilizamos la siguiente técnica para la inserción posterior del tornillo: el posicionamiento del tornillo está previsto con una sonda explorada, luego el pedículo se perfora con un punzón navegado y se insertan tornillos en el pedículo con control de navegación, lo que permite optimizar el diámetro y la longitud del tornillo. Proporcionamos ejemplos ilustrativos de casos de escoliosis toracolombar en los que se colocaron 175 tornillos y ninguno extraviado. Sin embargo, es una pena que con esta técnica un cirujano residente será tan competente en la colocación de los tornillos como un cirujano con treinta años de experiencia! La posición de los tornillos puede ser monitorizada en la pantalla y el posicionamiento del implante se sigue constantemente durante la cirugía. En algunos casos, en el área media del tórax, por ejemplo, se observó un 2% de penetración de la corteza. Sin embargo, sabíamos que estábamos fuera de la corteza porque el tornillo era ligeramente más grande que el propio pedículo. Esta es una situación frecuente en la concavidad de la escoliosis cuando los pedículos no son rectos. Si el diámetro del tornillo es más grande que el pedículo, se puede decidir comenzar en el hueso y progresar ligeramente fuera y luego dentro de la vértebra. La fijación obtenida es entonces muy fuerte y esto es útil en caso de rotación importante en la escoliosis.

Por lo tanto, es un procedimiento seguro y ahora puede ser controlada con una exploración 3D antes del final de la cirugía con el O-Arm®, lo que nos permitió ver lo que hicimos durante la cirugía. En la parte superior de la columna torácica, de los 35 tornillos, el 4% fueron in / out / in, pero esto se hizo bajo control. Para la unión cervico-torácica, combinamos la navegación con un abordaje endoscópico. La navegación es video-asistida permitiendo una vista muy agradable de la columna vertebral a través de la cual podemos, por ejemplo, asegurarnos de eliminar completamente los tumores que comprimen la médula espinal. Además, con un equipo óptimo, la vista endoscópica puede estar en la misma pantalla que la navegación. Un análisis CT-scan al final del procedimiento puede asegurar que cada paso se ha realizado correctamente. Los tornillos pueden insertarse percutáneamente [1] en algunos casos de fracturas o metástasis, por ejemplo. El sistema de imágenes 3D O-arm® en combinación con la navegación es una vez más una valiosa herramienta. En estos tipos de procedimientos mínimamente invasivos, la navegación en 3D era posible sólo utilizando la fusión de imágenes entre una TC preoperatoria y dos imágenes fluoroscópicas intraoperatorias para obtener el registro del paciente. Con el O-Arm ® el registro es automático y la navegación es especialmente útil dado que tenemos un control visual muy limitado y que normalmente estas intervenciones se realizan con el uso frecuente de imágenes fluoroscópicas. B) Cuando existen variaciones anatómicas perioperatorias debidas a la resección ósea, es importante adquirir una nueva imagen de la anatomía modificada para controlar la corrección o la resección del tumor. - En casos muy difíciles, como la espondilolistesis de alto grado y la osteotomía de sustracción posterior, el O-arm® permite seguir la extracción de huesos y tejidos blandos y controlar la cantidad de resección en casos de tumores, o la reducción de la deformidad en casos de espondilolistesis . - Una segunda adquisición peri-operativa con navegación es una herramienta fiable para evitar correcciones o para completar una corrección de deformidad.

CONCLUSIÓN Aunque con O-Arm ® y sistema de navegación hay más pantallas que en la sala de operaciones convencional, es una herramienta muy segura y la duración de la cirugía no aumenta. Mientras que con la precisión de navegación fluoroscópica era insuficiente, con el O-Arm® es seguro utilizar de nuevo la navegación. En la cirugía de revisión, se demuestra muy útil cuando los puntos de referencia se pierden. Además, no hay complicaciones relacionadas con la fijación de tornillo guiada por navegación O-arm®. En conclusión, las imágenes 3D-scan obtenidas con el sistema O-Arm® durante toda la cirugía son extremadamente valiosas para el cirujano. La combinación con la navegación es muy útil y facilita la cirugía diaria. La exposición a la radiación [3] para el equipo médico es nula, mientras que es limitada y aceptable para el paciente con respecto a la mayor seguridad y precisión.

This is the complete version of the presentation given during the 14th ArgoSpine symposium, in January 2010.
No benefits in any form have been or will be received from a commercial party related directly or indirectly to the subject of this manuscript.

+/ References.
a Brennan RP et al (2008) Minimally invasive image-guided direct repair of bilateral L-5 pars interarticularis defects. Neurosurg Focus 25(2):E13 z Metz L, Burch S (2008) Computer-assisted surgical planning and image-guided navigation in refractory adult scoliosis surgery. Spine 33(9):E287-E292 e Smith HE et al (2008) Comparison of radiation exposure in lumbar pedicle screw placement with fluoroscopy vs. computer-assisted image guidance with intraoperative three-dimensional imaging. J Spinal Cord Med 31:532-537 r Nottmeier EW et al (2009) Placement of thoracolumbar pedicle screws using three-dimensional image guidance: experience in a large patient cohort. Journal of Neurosurgery: Spine 10: 33-39 t Bloom JD, Rizzi MD, Germiller JA (2008) Real-time intraoperative computed tomography to assist cochlear implant placement in the malformed inner ear. Otol Neurotol 30:23-26

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