Inconsistencies between navigation data and radiographs in total knee arthroplasty are system-dependent and affect coronal alignment

Inconsistencies between navigation data and radiographs in total knee arthroplasty are system-dependent and affect coronal alignment

Can J Surg 2014;57(5):305-13 | PDF

Alberto Carli, MD*; Ahmed Aoude, MD*; Avishai Reuven, MD†; Bogdan Matache, MD*; John Antoniou, MD, PhD†; David J. Zukor, MD†

From the *Division of Orthopaedic Surgery, McGill University, Montréal, Que., and the †Division of Orthopaedic Surgery, Lady Davis Institute for Medical Research- Jewish General Hospital, McGill University, Montréal, Que.

Abstract

Background: Few studies have compared the effect of different computer navigation systems on postoperative alignment in patients who have had total knee arthroplasty (TKA). We examined 2 computed tomography (CT)–free computer navigation systems by comparing the accuracy of intraoperative measurements to postoperative alignment.

Methods: Patients underwent unilateral TKA performed by a single surgeon using 1 of 2 CT-free navigation systems. We compared final intraoperative tibial and femoral coronal angles and mechanical axis with the same angles measured on standing postoperative radiographs.

Results: Groups of 31 and 50 patients underwent TKA with the 2 systems, respectively. We noted a significant difference in the coronal tibial implant angle (1.29º ± 1.35º) and in the mechanical axis (1.59º ± 2.36º) for one navigation system (both p < 0.001), while only the coronal tibial implant angle showed a significant difference (1.17º ± 1.65º, p < 0.001) for the second system. The number of radiographic outliers also significantly differed. A significantly higher proportion (32%; p < 0.01) of patients in the second cohort exhibited unacceptable malalignment compared with the first cohort (24%). Conclusion: Navigation systems for TKA continue to increase in sophistication and popularity. Owing to the significant difference in the proportion of alignment outliers in the 2 navigation systems tested in this study, orthopedic surgeons should not consider all TKA navigation systems equivalent. Additional investigations are needed to compare the accuracy of a variety of CT-free and CT-based navigation systems and to confirm our finding that accuracy is system-dependent.

Résumé

Contexte : Il existe peu d’études ayant comparé divers systèmes informatiques de navigation de guidage servant à vérifier l’alignement postopératoire de l’articulation chez des patients ayant subi une arthroplastie totale du genou (ATG). On a évalué 2 systèmes de navigation de guidage sans base tomodensitométrique en comparant l’exactitude des mesures d’alignement intra-opératoires et celles des mesures postopératoires.

Méthodes : Des patients ont subi une ATG unilatérale, qui a été pratiquée par un seul chirurgien à l’aide de l’un des 2 systèmes de navigation de guidage sans base tomodensitométrique. On a comparé les mesures intra-opératoires finales de l’angle frontal de l’articulation tibiofémorale et de l’axe mécanique du genou aux angles mesurés sur les radiographies postopératoires en station debout.

Résultats : Un groupe de 31 patients et un groupe de 50 ont subi une ATG réalisée à l’aide des 2 systèmes respectivement. On a observé un écart significatif des mesures de l’angle frontal de l’embase tibiale de la prothèse (1,29 º ± 1,35º) et des mesures de l’axe mécanique du genou (1,59 º± 2,36 º) avec l’un des systèmes de navigation (avec les deux, p < 0,001), tandis qu’avec l’autre, on a observé seulement une différence appréciable des mesures de l’angle frontal de l’embase tibiale (1,17 º± 1,65 º, p < 0,001). On a aussi observé une grande variation du nombre d’aberrations radiographiques. Dans la deuxième cohorte, on a observé une proportion significativement plus importante (32 %; p < 0,01) de patients présentant un défaut d’alignement inacceptable que dans la première (24 %). Conclusion : Les systèmes de navigation de guidage servant à réaliser les ATG ne cessent de se perfectionner et d’être de plus en plus prisés. Cependant, en raison de l’écart significatif de la proportion des défauts d’alignement dépistés entre les 2 systèmes de navigation testés au cours de cette étude, le chirurgien orthopédiste ne devrait pas croire que tous les systèmes sont équivalents. Il faudrait mener d’autres études pour comparer la précision de divers systèmes de navigation de guidage sans base tomodensitométrique à celle de systèmes à base tomodensitométrique pour corroborer notre constatation, c’està- dire que la précision dépend du système utilisé.


Accepted for publication Mar. 5, 2014

Competing interests: None declared

Contributors: A. Carli, A. Aoude, A. Reuven, J. Antoniou and D. Zukor designed the study and acquired the data. A. Carli, B. Matache, J. Antoniou and D. Zukor analyzed the data. A. Carli, A. Aoude, A. Reuven, J. Antoniou and D. Zukor wrote the article, which A. Carli, B. Matache, J. Antoniou and D. Zukor reviewed. All authors approved the final version for publication.

DOI: 10.1503/cjs.031313

Correspondence to: A. Carli, Division of Orthopaedic Surgery, McGill University, 1529 Cedar Ave., Montréal QC H3G 1A6; alberto.carli@mail.mcgill.ca