КТ-навигация в хирургии деформаций позвоночника

Введение. Одним из наиболее сложных аспектов хирургии при деформациях позвоночника является установка винтов, при которой используют различные методы и варианты рентгенологического контроля, в частности навигационную систему на основе компьютерной томографии (КТ-навигация). Дискуссии о преимуществах и недостатках применяемых технологий определили актуальность исследования.
Цель работы — на основе систематизированных данных научной литературы оценить эффективность применения интраоперационной КТ-навигации при хирургическом лечении пациентов с деформациями позвоночника.
Материалы и методы. Поиск литературных источников, оценивающих параметры хирургических вмешательств при использовании КТ-навигации в хирургии деформаций позвоночника, проведен в базах данных Pubmed, EMBASE, ELibrary, Google. Тип статей — систематический обзор и метаанализ, глубина поиска — 10 лет. Исследование выполнено в соответствии с международными рекомендациями по написанию систематических обзоров и метаанализов PRISMA. Уровни достоверности доказательности и градации силы рекомендаций оценивали по протоколу АSСО. Всего в базах данных найдено 40 статей, в их списках литературы — еще 11 статей, из них полнотекстовых — 48. Критериям включения соответствовало восемь статей, дополнительно по соглашению авторов в выборку включены еще две статьи. Для анализа определены параметры: точность установки винтов, частота мальпозиций и их осложнения, продолжительность операции, объем кровопотери, частота повторных операций, позиционирование референтной рамки, лучевая нагрузка.
Результаты и обсуждение. Анализ определил преимущества использования интраоперационной КТ-навигации при установке винтов. КТ-навигация повышает точность установки винтов, не  увеличивает продолжительность операции и не снижает эффективность коррекции деформации. Продолжительность операции, объем кровопотери и лучевая нагрузка при КТ-навигации сопоставимы с другими методами. Однократное позиционирование референтной рамки значительно сокращает продолжительность операции, не влияет на точность расположения винтов и не требует дополнительного КТ-сканирования, что снижает дозу лучевой нагрузки. Для сокращения излучения рекомендуется настройка режима сканирования с пониженной дозой излучения.
Заключение. Использование КТ-навигации имеет преимущества по точности установке винтов, меньшей частоте мальпозиций и связанных с ними осложнений, а также частоте реопераций. Высокая безопасность при использовании навигационной системы обусловлена не только большей точностью проведения винтов, но и меньшим количеством осложнений.

1. Cammarata G, Scalia G, Costanzo R, et al. Fluoroscopy-Assisted Freehand Versus 3D-Navigated Imaging-Assisted Pedicle Screw Insertion: A Multicenter Study. Acta Neurochir Suppl. 2023;135:425-430. doi: 10.1007/978-3-031-36084-8_65.

2. Chan A, Parent E, Narvacan K, et al. Intraoperative image guidance compared with free-hand methods in adolescent idiopathic scoliosis posterior spinal surgery: a systematic review on screw-related complications and breach rates. Spine J. 2017;17(9):1215-1229. doi: 10.1016/j.spinee.2017.04.001.

3. Rivkin MA, Yocom SS. Thoracolumbar instrumentation with CT-guided navigation (O-arm) in 270 consecutive patients: accuracy rates and lessons learned. Neurosurg Focus. 2014;36(3):E7. doi: 10.3171/2014.1.FOCUS13499.

4. Zhao Z, Liu Z, Hu Z, et al. Improved accuracy of screw implantation could decrease the incidence of post-operative hydrothorax? O-arm navigation vs. free-hand in thoracic spinal deformity correction surgery. Int Orthop. 2018;42(9):2141-2146. doi: 10.1007/s00264-018-3889-8.

5. Zhang W, Takigawa T, Wu Y, et al. Accuracy of pedicle screw insertion in posterior scoliosis surgery: a comparison between intraoperative navigation and preoperative navigation techniques. Eur Spine J. 2017;26(6):1756-1764. doi: 10.1007/s00586-016-4930-5.

6. Berlin C, Quante M, Thomsen B, et al. Intraoperative Radiation Exposure for Patients with Double-Curve Idiopathic Scoliosis in Freehand-Technique in Comparison to Fluoroscopic- and CT-Based Navigation. Z Orthop Unfall. 2021;159(4):412-420. doi: 10.1055/a-1121-8033.

7. Singh A, Kotzur T, Peterson B, et al. Computer Assisted Navigation Does Not Improve Outcomes in Posterior Fusion for Adolescent Idiopathic Scoliosis. Global Spine J. 2024:21925682241274373. doi: 10.1177/21925682241274373.

8. Baldwin KD, Kadiyala M, Talwar D, et al. Does intraoperative CT navigation increase the accuracy of pedicle screw placement in pediatric spinal deformity surgery? A systematic review and meta-analysis. Spine Deform. 2022;10(1):19-29. doi: 10.1007/s43390-021-00385-5.

9. Ansorge A, Sarwahi V, Bazin L, et al. Accuracy and Safety of Pedicle Screw Placement for Treating Adolescent Idiopathic Scoliosis: A Narrative Review Comparing Available Techniques. Diagnostics (Basel). 2023;13(14):2402. doi: 10.3390/diagnostics13142402.

10. Kapoor S, O'Dowd K, Hilis A, Quraishi N. The Nottingham radiation protocol for O-arm navigation in paediatric deformity patients: a feasibility study. Eur Spine J. 2021;30(7):1920-1927. doi: 10.1007/s00586-021-06762-y.

11. Tian W, Zeng C, An Y, et al. Accuracy and postoperative assessment of pedicle screw placement during scoliosis surgery with computerassisted navigation: a meta-analysis. Int J Med Robot. 2017;13(1). doi: 10.1002/rcs.1732.

12. Meng XT, Guan XF, Zhang HL, He SS. Computer navigation versus fluoroscopy-guided navigation for thoracic pedicle screw placement: a meta-analysis. Neurosurg Rev. 2016;39(3):385-391. doi: 10.1007/s10143-015-0679-2.

13. Chan A, Parent E, Wong J, et al. Does image guidance decrease pedicle screw-related complications in surgical treatment of adolescent idiopathic scoliosis: a systematic review update and meta-analysis. Eur Spine J. 2020;29(4):694-716. doi: 10.1007/s00586-019-06219-3.

14. Feng W, Wang W, Chen S, et al. O-arm navigation versus C-arm guidance for pedicle screw placement in spine surgery: a systematic review and meta-analysis. Int Orthop. 2020;44(5):919-926. doi: 10.1007/s00264-019-04470-3.

15. Oba H, Uehara M, Ikegami S, et al. Tips and pitfalls to improve accuracy and reduce radiation exposure in intraoperative CT navigation for pediatric scoliosis: a systematic review. Spine J. 2023;23(2):183-196. doi: 10.1016/j.spinee.2022.09.004.

16. Aoude AA, Fortin M, Figueiredo R, et al. Methods to determine pedicle screw placement accuracy in spine surgery: a systematic review. Eur Spine J. 2015;24(5):990-1004. doi: 10.1007/s00586-015-3853-x.

17. Kwan MK, Loh KW, Chung WH, et al. Perioperative outcome and complications following single-staged Posterior Spinal Fusion (PSF) using pedicle screw instrumentation in Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS): a review of 1057 cases from a single centre. BMC Musculoskelet Disord. 2021;22(1):413. doi: 10.1186/s12891-021-04225-5.

18. Zhang W, Takigawa T, Wu Y, et al. Accuracy of pedicle screw insertion in posterior scoliosis surgery: a comparison between intraoperative navigation and preoperative navigation techniques. Eur Spine J. 2017;26(6):1756-1764. doi: 10.1007/s00586-016-4930-5.

19. Kothari AR, Katkade SM, Bhilare PD, et al. "Critical pedicle wall" breaches analysis in complex spinal deformity using O-arm navigation. Surg Neurol Int. 2023;14:306. doi: 10.25259/SNI_437_2023.

20. Urbanski W, Jurasz W, Wolanczyk M, et al. Increased Radiation but No Benefits in Pedicle Screw Accuracy With Navigation versus a Freehand Technique in Scoliosis Surgery. Clin Orthop Relat Res. 2018;476(5):1020-1027. doi: 10.1007/s11999.0000000000000204.

21. Obid P, Zahnreich S, Frodl A, et al. Freehand Technique for Pedicle Screw Placement during Surgery for Adolescent Idiopathic Scoliosis Is Associated with Less Ionizing Radiation Compared to Intraoperative Navigation. J Pers Med. 2024;14(2):142. doi: 10.3390/jpm14020142.

22. Shin MH, Hur JW, Ryu KS, Park CK. Prospective Comparison Study Between the Fluoroscopy-guided and Navigation Coupled With O-arm-guided Pedicle Screw Placement in the Thoracic and Lumbosacral Spines. J Spinal Disord Tech. 2015;28(6):E347-E351. doi: 10.1097/BSD.0b013e31829047a7.

23. Jin M, Liu Z, Qiu Y, et al. Incidence and risk factors for the misplacement of pedicle screws in scoliosis surgery assisted by O-arm navigation-analysis of a large series of one thousand, one hundred and forty five screws. Int Orthop. 2017;41(4):773-780. doi: 10.1007/s00264-016-3353-6.

24. Uehara M, Takahashi J, Ikegami S, et al. Are pedicle screw perforation rates influenced by distance from the reference frame in multilevel registration using a computed tomography-based navigation system in the setting of scoliosis? Spine J. 2017;17(4):499-504. doi: 10.1016/j.spinee.2016.10.019.

25. Oba H, Ikegami S, Uehara M, et al. Reduction in CT scan number with the reference frame middle attachment method in intraoperative CT navigation for adolescent idiopathic scoliosis. Eur Spine J. 2023;32(9):3133-3139. doi: 10.1007/s00586-023-07842-x.

26. Shimizu M, Takahashi J, Ikegami S, et al. Are pedicle screw perforation rates influenced by registered or unregistered vertebrae in multilevel registration using a CT-based navigation system in the setting of scoliosis? Eur Spine J. 2014;23(10):2211-2217. doi: 10.1007/s00586-014-3512-7.