Wird die Diagnostik einer Calcaneusfraktur durch die zusätzliche Beurteilung mit einer dreidimensionalen Darstellung der CT-Daten verbessert?

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	6 March 2010
Referee:	Prof. Dr. Bernd Kinner and PD Dr. Andreas Schreyer
Date of exam:	18 March 2010
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Unfallchirurgie
Keywords:	3D-CT, Calcaneusfraktur, volume rendering
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	13271

Abstract (German)

Die Computertomographie gehört mittlerweile zum diagnostischen Standard bei Calcaneusfrakturen. Diskussionen bestehen darüber, ob die dreidimensionale Rekonstruktion („volume rendering“) im Rahmen der Diagnostik und Operationsplanung hilfreich ist. Die bisherige Literatur lässt diesbezüglich keinen sicheren Schluss zu. Mit dieser prospektiven Studie sollte daher die Frage geklärt werden, ob die ...

Abstract (German)

Die Computertomographie gehört mittlerweile zum diagnostischen Standard bei Calcaneusfrakturen. Diskussionen bestehen darüber, ob die dreidimensionale Rekonstruktion („volume rendering“) im Rahmen der Diagnostik und Operationsplanung hilfreich ist. Die bisherige Literatur lässt diesbezüglich keinen sicheren Schluss zu. Mit dieser prospektiven Studie sollte daher die Frage geklärt werden, ob die klinische Diagnostik einer Calcaneusfraktur durch die zusätzliche Beurteilung mit einem 3D-CT verbessert werden kann, oder ob die Schichtbilder in 3 Ebenen alleine bereits alle benötigten Informationen exakt genug liefern.
Die CTs 5 frakturierter Calcanei wurden jeweils in 2D und 3D rekonstruiert. Diese Bilder wurden n= 60 Unfallchirurgen (mit unterschiedlichem Grad an Erfahrung) in 4 verschiedenen großen Kliniken gezeigt. Dabei wurden in einem standardisierten Vorgehen zunächst die 2D und nachfolgend die 3D Aufnahmen präsentiert. Alle Evaluatoren mussten einen Fragebogen zu Frakturpathologie, Gelenkbeteiligung und Operationsplanung ausfüllen. Die Lösungen der Fragebögen wurden mit dem intraoperativen Befunden verglichen.
Die Intra-Observerreliabilität lag bei 0,81. Bei unerfahrenen Ärzten zeigte sich eine signifikante Verbesserung der Diagnostik wenn zusätzlich eine 3D-CT präsentiert wurde (p<0,01). Bei komplexem Frakturmuster (Sanders III und IV) zeigten allen Ärzte bessere Ergebnisse mit 3D-CT (p<0.02). Keine Unterschiede in der Beurteilung von 2D- und 3D-CT ergaben sich bei einfachen Frakturmustern (Sanders I und II).
Das 3D-CT ist im Klinikalltag v.a. für junge Ärzte hilfreich. Aber auch erfahrene Unfallchirurgie profitieren bei komplexen Frakturmustern davon. Bei einfachen Frakturmustern zeigt das 3D-CT keine Vorteile.

Translation of the abstract (English)

Treatment of patients with calcaneal fractures needs an accurate diagnosis, which demonstrates all the existing lesions and gives the needed information for the required following procedure to the attending physician. At this time the gold standard for diagnostic imaging of calcaneal fractures is computed tomography (CT). But also the presentation of data in sagital, axial and coronal ...

Translation of the abstract (English)

Treatment of patients with calcaneal fractures needs an accurate diagnosis, which demonstrates all the existing lesions and gives the needed information for the required following procedure to the attending physician. At this time the gold standard for diagnostic imaging of calcaneal fractures is computed tomography (CT). But also the presentation of data in sagital, axial and coronal reconstructions (2D CT) cannot always show the entire dimension of the injury . The large datasets obtained with spiral and multi detector row CT have improved the potential for creating three-dimensional images (3D CT), for exemple with the technique of volume rendering. However, it is discussed in literature if three-dimensional reconstructions are of avail in the clinical daily routine.
We examined 5 patients with 5 fractures of the calcaneus (4 intra-articular, 1 extra-articular fractures), all pictures reviewed diagnostic spiral-CT. Axial, sagital and coronal reconstructions and 3D reconstructions were performed of each calcaneus. The CT scans with reconstructions were presented to 57 orthopedic trauma surgeons in 4 different trauma departments (2 university hospitals, 2 A-level departments). All evaluators had different experience and different post graduate years. The participating surgeons were asked to evaluate the calcaneal fractures on the basis of a multiple choice questionnaire (pathology of the fracture, involvement of joints and planning of the procedure). First, they saw the 2D pictures of one calcaneus and they were asked to fill in the questionary. After the collection of these first questionnaires, they should evaluate the fracture with the three dimensional pictures of the same calcaneus with a similare questionary, containing the same questions like the first one. The CT-scans were validated by the intraoperativ findings. In the interpretation of the data, the two questionaries (2D and 3D of one calcaneus) were compared.
The intraobserver reliability constituted 81,8%) at the 2D pictures as well as at the 3D pictures. Our study showed, that 3D CT is useful for complex fracture types of calcaneal fractures, as Sanders III and Sanders IV fractures and for young surgeos with 1-10 post graduate years. This group of evaluators declared in the majority of cases, that subjectively, 3D CT shows big advantage to them.
Considering the fact that generating 3D CT with “volume rendering” does not show any big temporal or financial effort, we propose to demand 3D CT for diagnosis of complex fracture types. 3D CT cannot displace 2D CT. It should complement diagnosis of calcaneal fractures and it should help to upgrade surgical treatment and thereby postoperative outcome.

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