Driedimensionale digitale preoperatieve planning voor de osteosynthese van distale radiusfracturen

Patiënten en methoden Het studieprotocol werd goedgekeurd door onze Institutional Review Board. Dertig polsen van 30 patiënten met distale radiusfracturen die osteosynthese ondergingen met behulp van borgplaten (19 vrouwen, 11 mannen; leeftijdscategorie 23-89, gemiddelde leeftijd 59,5 jaar) werden geëvalueerd. Patiënten werden uitgesloten als ze een voorgeschiedenis van traumatische verwondingen aan de arm rapporteerden. De patiënten werden in twee groepen verdeeld: 15 patiënten in de plangroep maakten gebruik van onze 3D digitale preoperatieve planningssoftware en 15 patiënten in de controlegroep gebruikten de standaard preoperatieve beoordeling op gewone röntgenfoto's en CT-scans. De leeftijd, het geslacht en de soorten fracturen waren vergelijkbaar tussen de groepen. Volgens de preoperatieve CT-scans werden fracturen geclassificeerd met behulp van het AO-classificatiesysteem.

Preoperatieve planning In de plangroep werden 3D digitale preoperatieve planning en een chirurgische simulatie uitgevoerd om de reductie en de plaatsing van de implantaten naast de plaat/schroefmaat voorafgaand aan de operatie te bepalen. Verkleining en plaatsing van de implantaten werden gesimuleerd met behulp van software die nieuw is ontwikkeld door de auteurs (Zed-Trauma, LEXI Co., Ltd. Tokio, Japan). Planning met behulp van deze software is gebaseerd op digitale beeldvorming en communicatie in de geneeskunde (DICOM) gegevens van CT-scans. Alle patiënten uit de preoperatieve planningsgroep ondergingen pre- en postoperatieve CT-scans om de geplande en postoperatieve verkleiningsvorm en plaatsing van het implantaat te vergelijken. De CT bestond uit aaneengesloten secties van 1 mm dikte. Met de software kunnen chirurgen 1) de verplaatsing van de breuk visualiseren, 2) herpositionering van de fragmenten simuleren, 3) de plaat en schroeven plaatsen, 4) de grootte van de implantaten aanpassen, en 5) de vorm controleren na de reductie en plaatsing van het implantaat door de anatomische vorm te meten (Figuur 1 en 2). Na het importeren van de DICOM-beelden in de software werd een 3D-beeld van de distale radius gemaakt. Elke distale radiusfractuur werd gesegmenteerd volgens de belangrijkste fractuurfragmenten met behulp van de snijfunctie. Elk fragment werd verplaatst in overeenstemming met breuklijnen. Na herpositionering van de fragmenten werd de botvorm driedimensionaal gecontroleerd. Verkleining van het fragment werd uitgevoerd om de handpalmkanteling en de radiale helling terug te krijgen, en minder dan 2 mm afstap voor de intra-articulaire verplaatsing, verwijzend naar de röntgenfoto van de gezonde zijpols. Simulatie van de implantatie van de volaire vergrendelingsplaat gebruikte 3D-sjablonen met variabele afmetingen van platen en schroeven. In dit onderzoek werd de Stellar II-sluitplaat (HOYA Technosurgical, Inc., Tokyo, Japan) gebruikt. Dit platensysteem heeft kleine, middelgrote en grote maten voor de breedte en korte en lange maten voor de plaatlengte. Schroeflengtes van 10 tot 24 mm voor de distale (2,4 mm diameter) en 10 tot 20 mm voor de proximale (2,6 mm diameter) zijn beschikbaar. Computerondersteunde ontwerpmodellen van implantaten van verschillende grootte werden in de software geïnstalleerd. De plaatmaat werd gekozen om het distale fragment maximaal te bedekken en de breedte van de distale radius niet te overschrijden. De plannen zijn gemaakt door een eenhandige chirurg. Na de planning werd osteosynthese uitgevoerd onder algemene anesthesie. Tijdens de operatie voerde de operator de reductie en de plaatsing van de plaat uit terwijl de beelden tussen het preoperatieve plan en fluoroscopie werden vergeleken. De chirurgen probeerden de geplande positie van het implantaat te reproduceren door de afstanden van de rand van het implantaat tot de rand van de radius onder fluoroscopie te controleren. De schroefmaten werden bepaald door intraoperatieve meting in verwijzing naar het preoperatieve plan. Voor de schroeffixatie werd een geleideblok gebruikt om de distale schroeven in te brengen.

In de controlegroep werd preoperatieve planning uitgevoerd met behulp van conventionele posterieur-anterieure en laterale röntgenfoto's. Op basis van het röntgenbeeld werd de plaatmaat gekozen met behulp van de conventionele sjabloon. Na de planning werd osteosynthese uitgevoerd onder algehele anesthesie op dezelfde manier als voor de plangroep. De operaties werden uitgevoerd door verschillende bewoners en fellows onder supervisie van een handchirurg.

Evaluaties De geplande implantaatmaten werden vergeleken met de werkelijke maten die bij de operatie in de plangroep werden gebruikt. De schroefgaten waren genummerd van 1 tot 8 voor de distale (er waren 7 gaten in kleine en middelgrote platen en 8 gaten in een grote plaat), en van 1 tot 3 voor de proximale. De daadwerkelijk gekozen schroeflengtes werden geregistreerd volgens het schroefnummer.

Om de nauwkeurigheid van de anatomische reductie te evalueren, werden volaire kanteling en radiale helling van de postoperatieve polsröntgenfoto vergeleken met die van de gezonde zijpols in zowel de plan- als de controlegroep. Het posterieur-anterieure beeld werd verkregen met de elleboog 90° gebogen, de ellepijp loodrecht op de humerus en de onderarm in de geprononceerde positie. Het zijaanzicht werd verkregen met de elleboog 90° gebogen en adductie tegen de romp. De polsen bevonden zich in een neutrale positie zonder flexie, extensie of deviatie in beide weergaven. Volaire kanteling werd gemeten op een zijaanzicht. De hoek tussen een lijn langs het distale radiale gewrichtsoppervlak en de lijn loodrecht op de longitudinale as van de straal bij de gewrichtsrand werd gemeten als volaire kanteling. De radiale inclinatie werd gemeten op een posterior-anterieur zicht. De hoek tussen een lijn die de radiale styloïde punt verbindt met het ulnaire aspect van de distale radius en een tweede lijn loodrecht op de longitudinale as van de radius werd gemeten als radiale inclinatie. Deze radiologische parameters werden gemeten door een eenhandschirurg. Bovendien werden preoperatieve planning en postoperatieve reducties vergeleken door de handpalmkanteling en radiale helling van de 3D-beelden in de plangroep te meten (figuur 3). De as van de radius is aangepast. De hoek tussen een lijn van de dorsale rand naar de volaire rand van de straal en de lijn loodrecht op de lengteas van de straal werd gemeten als 3D volaire kanteling. De hoek tussen een lijn van de radiale styloïde tip naar het ulnaire aspect van de distale radius en de lijn loodrecht op de longitudinale as van de radius werd gemeten als 3D radiale inclinatie.

Statistische analyse De resultaten worden uitgedrukt als gemiddelde +/- standaarddeviatie. Een intra-class correlatiecoëfficiënt (ICC) werd gebruikt om de nauwkeurigheid van de anatomische reductie te evalueren. De ICC-waarden van de radiologische parameters (volaire kanteling en radiale inclinatie) tussen gezonde zijpolsen en gewonde zijpolsen na de operatie werden geëvalueerd in zowel de plan- als de controlegroep. Daarnaast werden de ICC's van de 3D-metingen tussen het preoperatieve plan en de postoperatieve 3D-beelden geëvalueerd in de plangroep.

Voor de nauwkeurigheid van de implantaatkeuzes werden de ICC's voor de schroeflengtes tussen het preoperatieve plan en de daadwerkelijke keuzes geëvalueerd. Volgens de vorige aanbeveling12 werd een ICC van minder dan 0,40 als slechte reproduceerbaarheid beschouwd, tussen 0,40 en 0,59 als matig, tussen 0,60 en 0,74 als goed en tussen 0,75 en 1,00 als uitstekend. De verschillen tussen preoperatief plan en postoperatieve reducties, gezonde kant en gewonde kant na de operatie werden geanalyseerd met behulp van de gepaarde t-test. P-waarden van <0,05 werden als significant beschouwd. Alle analyses werden uitgevoerd met behulp van SPSS versie 13.0 (SPSS, Chicago, IL, VS).