Navigation in Shoulder Arthroplasty Surgery.

The indication of shoulder arthroplasties has increased progressively. Accurate positioning of the components may have significant implications for clinical results. The navigation used to aid in the performance of anatomical and reverse total arthroplasties has provided greater precision in implant placement, especially on the glenoid. The development of the technique, material, and prosthesis design have shown encouraging results and led to a trend toward its expansion. In this way, we estimate a higher survival of the arthroplasties resulting from lower rates of dislocation and early loosening. We aim to describe the current technique and to present the results of the literature with navigation. However, comparative clinical studies with long term follow-up are necessary to prove the efficacy in the final results of total shoulder arthroplasties. Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution-NonDerivative-NonCommercial License, permitting copying and reproduction so long as the original work is given appropriate credit. Contents may not be used for commercial purposes, or adapted, remixed, transformed or built upon. ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ).

Introduction

Both anatomic total shoulder arthroplasty (ATSA) and reverse total shoulder arthroplasties (RTSAs) require the correct positioning of the glenoid component as one of the most critical factors for the success of the procedure.

In ATSA, the malposition of the glenoid component can result in eccentric loading, which can lead to instability and early loosening of the glenoid component. This eccentric directed force will cause overloading of the implant-bone interface and result in premature failure. Consequently, it increases its instability, early loosening, the failure rate of the implant, and deteriorates the clinical results. 1 2 3 The biggest issue is implanting the glenoid component in excessive retroversion or having it incompletely supported. Moving an anatomic glenoid component superiorly may lead to better loading characteristics as an ATSA humeral component generally rides slightly superiorly, but if the glenoid implant is somewhat superior, it will be well-centered. However, with ATSA, we do not want them positioned excessively superiorly inclined, as this can result in cuff failure and secondary glenoid loosening.

In RTSA, the baseplate superiorly on the glenoid or with a superior inclination may develop scapular notching, which is erosion in the lower region of the scapula due to the polyethylene impingement. On the advanced stage, early loosening of the component, reduced function, and pain may occur. 4

The correct positioning of the glenoid component may be challenging to get even for experienced shoulder surgeons, especially in the case of deformity of the glenoid. 5

Based on this consideration, preoperative planning is always necessary. A conventional technique can perform it with a two-dimensional CT scan (2D CT). However, that method proved to be inaccurate, especially in severe deformity of the glenoid. 4 6 Three-dimensional CT scan reconstruction (3D CT) and the development of the software allow us to visualize a virtual surgical procedure, achieve preoperative planning, and to make a patient-specific guide for each case assisting the surgeon intraoperatively to positioning the glenoid component, according to software planning. 7 It provides greater precision, better functional results, and probably higher survival of the prosthesis. 4

The literature has shown greater accuracy to correct bone deformities as well as the setting on the glenoid component of both ATSA and RTSA using the preoperative planning based on 3D CT. 4 6 However, the specific guides require a period to be made, may suffer the influence of soft tissues impairing its accuracy, add cost, and take time to be made. These guides do not allow the surgeon to alter their preoperative plan as well. 4 7 8

Computer navigation was developed earlier in spinal surgery and after in the knee and hip joints. 9 10 The first report of navigation in shoulder surgery was in 2007 by Bicknell et al. The authors described the use of that technique in four-part fractures treated by hemiarthroplasty. They have proved effectivity for the determination of the offset of the humerus head. 9

Currently, there is only one commercially navigation system, the Guided Personalized Surgery (GPS) (Exactech Inc., Gainesville, FL, USA), but it is not available in Brazil.

There is considerable variability in preoperative surgical planning for both ATSA and RSTA. There currently is no clinical data to support one preoperative plan over another. However, in general, most surgeons aim to preserve as much glenoid bone as possible, minimizing reaming. The preservation of the bone has been more comfortable with the advent of augmented implants. The recommendation for ATSA is to reduce reaming, great use of augmenting glenoid while keeping retroversion between 0° and 7° and inclination from inferior <10° to superior >10°. The anatomic implant is moved slightly superior and anterior to the Friedman line to facilitate central loading of the humeral head on the glenoid as the humeral head tends to ride superiorly.

The planning is very different for RTSA. A version for RTSA can run from retroversion of 10° to anteversion of 5°. Recognize that as the baseplate is further retroverted and inferiorly inclined, so the glenosphere will be more challenging to place on the baseplate. One of the authors uses augmented baseplates in > 90 percent of cases to minimize reaming. There is a general surgeon consensus that the RTSA baseplate should not be superiorly inclined. The present author likes to obtain 4 mm of inferior glenosphere overhang to almost eliminate notching.

Surgical Technique

There are several software systems for ATSA and RTSA surgical planning. All of them acquire a 2D CT scan sliced image; after that, the 3D CT image reconstruction of the shoulder joint is processed. The software provides information for surgical planning, especially for the glenoid. The version and slope of the glenoid acquired allow the implantation of the glenoid component virtually. We can correct eventual deformities, either with a bone graft or with augmented elements, which specifically address each case. Once the planning is done, the generated file is exported to the GPS computer to be used in the operating room.

Similarly to the technologies seen in hip and knee arthroplasties, the GPS uses a fixed point in the anatomy of the patient (Friedman Axis). All instruments are then referenced to this 3D mapping and correlated with preoperative planning to ensure a precise location at the desired location.

That system of navigation assists intraoperatively in the positioning of the glenoid component. The GPS station has a camera, a touch screen, sterile transparent protection, and can be handled during the surgical procedure ( Fig. 1 ). It should be set < 1 meter from the surgical field, and no object can be located between the fixed sensor on the coracoid process and the navigation station. Sensors are routed to the camera of the station. Particular attention should be given to the positioning of the head of the patient; the intubation cannula should be taken off the opposite side from the operated shoulder, as well as the respirator hose, so that they are not obstacles to communication with the navigation station.

Fig. 1

Image of the GPS station during the process of acquiring the anatomy of the patient. (Courtesy of Exactech, INC, Gainesville, FL, USA).

The system was designed for use with the deltopectoral access pathway for both ATSA and RTSA. The incision will begin ∼ 1 to 2 cm proximal to the standard deltopectoral path, that is, at the lower edge of the clavicle, to allow access to the coracoid process that should be exposed, and the electrocautery used to remove the periosteal from the superior aspect; this will provide a support zone for the sensor. The tracker is attached to the coracoid using two screws with the posterior one, the most extended screw, which is the most important one. The attachment has to be stable, and all assistants should avoid hitting it and destabilizing it during the course of the surgery. If the tracker gets loose during the course of the operation, the navigation will no longer be accurate. After the tracker is placed on the coracoid process, the next step is to acquire information from the local anatomy through the use of a sensor probe. That probe has to set on points, and surfaces arranged successively on the navigation station screen. The system guides the surgeon in this process of acquiring the information ( Fig. 2 ).

Fig. 2

Image of the GPS station during the process of locating the entry point to perform the initial hole. (Courtesy of Exactech, INC, Gainesville, FL, USA).

Acquisition and registration of the glenoid data must not be done over soft tissue, labrum, or cartilage, which need to be removed before registration. Time is required for the placement of the coracoid tracker, for soft tissue removal, and the registration typically adds ∼ 6 minutes. 5 Once the data are recorded, we confront the information with the preoperative planning. At this time, standard instrumentation with a tracker on it can be used in a navigated manner to ensure optimum angle and reaming depth according to the preset plan.

We start to operate with a sensor fixed to the coracoid process, as previously described, and another sensor coupled to a gauntlet, which connects both to the drill and to the reamer cutter used in the preparation of the glenoid ( Fig. 3 ).

Fig. 3

Image of the GPS station during the milling process after the initial hole is performed. (Courtesy of Exactech, INC, Gainesville, FL, USA).

The tip of the instrument is presented in yellow on the screen of the navigation station and must correspond to the blue dot corresponding to the preoperative planning. We have to align the instrument shaft with the target, which is centered on the yellow dot. Computed tomography scan image slices are arranged on the screen at the same time assisting in the correct location of the drill and reamer cutter. The version and tilt axes are numerically indicated with high real-time accuracy. The insertion of screws to settle the base plate of the glenosphere can also be guided by navigation, which assists in the orientation and length of the screws.

Results

Clinical studies with long-term follow-up periods comparing surgery with and without navigation assistance are necessary and should be published in the future. However, the initial results are promising. 4 5

In one of the first experiments with the aid of intraoperative computation, Bicknel et al, 9 in 2007, used a computer-assisted surgical technique for the treatment of four-part fractures using hemiarthroplasty. They showed a statistically significant difference when using the computer-assisted method in determining the offset of the humeral head. The mean variation of the data obtained with the normal anatomy was 2.94 mm for the assisted surgery and 10.07 mm for the traditional technique ( p  = 0.02). 9

Edwards et al, 10 in 2008, performed an initial study on cadavers to study the retroversion, inclination, and humeral head diameter assisted by computer navigation. On the glenoid side, they recorded the tilt and version of the surface related to the native bone. This study was followed by a cohort of 27 patients treated with ATSA or RTSA according to the pathology. The navigation system presented an accuracy of 2.6°. The authors reported that the procedure is safe and provides valuable parameters for the surgeon. 10

In 2009, Kircher et al 1 published the first comparative study involving ATSA. They evaluated prospectively the correction of glenoid retroversion and the positioning of the prosthesis component assisted by computer navigation. The correction was from 15.4° to 3.7° postoperatively in the assisted group. Compared with the control group without navigation, this value was from 14.4° to 10.9°; there was a statistically significant difference ( p  = 0.021). Higher accuracy was achieved to position the glenoid component using navigation. In six cases, the authors gave up the use of the computer due to technical difficulties. The authors also observed that the surgical time was significantly higher, on average 31 minutes, in the navigation group. 1

Briem et al, 11 in 2011, in cadavers, compared the correction of the glenoid retroversion assisted by navigation with the conventional method. They established a 10° correction of the retroversion. In the assisted group, the mean of correction was 9.8°, while in the control group, it was 5.1° ( p  < 0.05). The authors recommend the navigation technique, but the increased surgical time and the cost are the main obstacles. The evolution of the technology is necessary for better applicability.

Also, in the same year, Verborgt et al analyzed the version and inclination of the glenoid component of the RTSA on a cadaver. They evaluated the accuracy of the glenoid component insertion guided by navigation comparing with the conventional method. The parameter of the version was a neutral position. In the first group, they obtained 3.1° of anteversion compared with 8,7° in the control group. Regarding the inclination, they established the parameter of 10° inferior tilt. The navigated group achieved 5.4°, and the control group 0.9°. Therefore, they conclude that the insertion of the glenoid component with assistance navigation has greater precision when compared with the conventional technique. 12

Stubig et al, 11 in 2013, evaluated the central guide wire positioning on the glenoid to perform RTSA. The objective was to implant the wire at 12 mm to the lower limit of the glenoid, with 10° inferior inclination, and centered with the axial axis of the scapula. They obtained better accuracy to determine the axial scapular plane. The mean guide wire deviation was 1.6° in the group assisted by navigation and 11.5° in the control group with the conventional technique ( p  = 0.004). However, they did not find any difference related to the position from the inferior edge of the glenoid neither to the inferior inclination that could help to prevent scapular notching. 13

In a systematic review, Sadoghi et al, 14 in 2015, found a significant improvement in the accuracy of the glenoid version evaluation, but the clinical results are questionable when compared with conventional methods.

Venne et al, 15 in 2015, analyzed the precision of the baseplate insertion and screws positioning on the RTSA comparing two groups, assisted by navigation and conventional technique. The navigation helped to measure the length of the central pin of the baseplate, and the sizes and angulation of the screws. No significant difference was observed between the entry point of both the baseplate and the screws.

Theopold et al, 16 in 2016, evaluated the guidewire positioning in the glenoid. They used 34 scapulas of sheep in 2 groups, oriented by navigation and freehand technique. The wire angulation was 2.2° and 4.7°, respectively ( p  = 0.01). The authors also established a central line in the glenoid, and the angulation of the wire to this was 14.4° and 17.2°, respectively ( p  = 0.02). They concluded that the navigation provided greater accuracy in the positioning of the guidewire. 16

Discussion

Shoulder arthrosis affects one in three people > 60 years old, and total shoulder arthroplasty (TSA) is frequently indicated, especially in the most severe cases. 17 The current literature shows that < 3% of surgeons perform > 10 shoulder arthroplasties annually. Also, almost 80% perform only 1 to 2 per year. 6 18

Preoperative planning improves the precision of the glenoid component insertion, especially with the 3D technology platforms. It minimizes the incidence of bone perforation by the implant, even without specific guides or navigation. 6 19 20 The first hole of the glenoid is the most important step in which navigation can help the surgeon. It is considered the main moment that causes technical error in performing a TSA by the conventional method. 20 Moreover, the navigation in TSA is an important assistance tool for training and learning for less experienced surgeons; 14 eliminating the use of guides, replaced by sensors, facilitating the surgical technique and the learning curve. A comprehensive review of the literature confirmed its superior accuracy to the conventional method regarding the positioning of the glenoid component. 14

The navigation has benefits for both ATSA 1 10 16 and RTSA, 12 15 16 21 especially when the anatomy is distorted by fractures, revisions, wear, or dysplasia of the glenoid. 9 10

The contraindications to navigation are the same for shoulder arthroplasties, such as active or latent infection and generally poor health. In some patients who had a prior coracoid transfer, there is not enough coracoid remaining to fix the tracker. Besides, severe osteopenia may compromise the safety of fixation of the tracking device. Unlike hip and knee, obesity does not compromise the accuracy of registration and fixation of screening devices during TSA navigation. So, it is not considered a contraindication. A total of 13 out of the 27 patients in the series by Edwards et al had a body mass index (BMI) > 30 (3 with BMI > 40) without loss of navigation functioning, even for the largest patient, with a BMI of 64.10

The surgical time added to the procedure is important, especially at the beginning of the learning curve. According to the literature, the surgical time is increased around 6 up to 31 minutes. 1 5 10 12 In another study, the navigated surgery was 2.2 minutes faster, but not statistically significant ( p  = 0.07). 15

Barrett et al described 2 cases (5.5%) of coracoid process fracture due to the fixation of the sensor. One of them was a patient with low bone density, observed only in the postoperative period. 5 Therefore, it is recommended to be careful in attempting to identify situations with higher risk due to the morphology of the coracoid process and bone density of the patient. Other authors reported no complications, not even related to the fixation of the sensor. 10 12 16

Kircher et al 1 reported no complications, but the navigation was aborted in 6 cases (37.5%) due to technical difficulties related to the method.

Barrett et al 5 also described that the navigation was interrupted due to a technical failure in 1 case out of 36 patients (2.7%). Therefore, navigation is not considered a standard procedure.

The cost of surgery is another important factor. The technique involves a significant initial investment in technology. Increased surgical time also provides an additional cost. 5 However, the greater accuracy in the positioning of the prosthesis components will decrease the complication rates, theoretically. In RTSA, scapular notching, early loosening, and complications resulting from the length and angulation of the screw can be prevented. It may damage the suprascapular nerve or even cause a fracture of the base of the scapular spine. In ATSA, avoiding the malpositioning of the glenoid component prevents early loosening and increases the survival rate. Consequently, it decreases the cost of revisions in general. 5

Long-term prospective comparative clinical studies are needed in the future to determine the functional outcome and the cost-benefit of computer-assisted technology in TSA. 4

Final Considerations

The indication of ATSA and RTSA has increased. The development of navigation in shoulder surgery promises better results with expected increased survival rate, especially in the most severe cases involving a significant deformity of the glenoid.

Introdução

Tanto a artroplastia total anatômica do ombro (ATAO) quanto a artroplastia total reversa do ombro (ATRO) requerem o posicionamento correto do componente glenoidal como um dos fatores mais críticos para o sucesso do procedimento.

Na ATAO, o mau posicionamento deste pode resultar em força excêntrica, com sobrecarga da interface implante-osso, o que pode levar à sua instabilidade e afrouxamento precoce. Consequentemente, aumenta a falha prematura do implante e a deterioração dos resultados clínicos. 1 2 3

O maior problema é implantar o componente glenoidal em retroversão excessiva ou tê-lo incompletamente apoiado. Já um posicionamento mais superiormente não prejudica tanto as características biomecânicas, visto que o componente do úmero na ATAO desliza-se ligeiramente neste sentido e, se o implante estiver um pouco superior, ele ainda sim estará bem centrado. No entanto, na ATAO, não devemos posicioná-los excessivamente inclinados superiormente, pois isso pode resultar em falha do manguito rotador e soltura do componente glenoidal secundariamente.

Na ATRO, a placa base posicionada superiormente na cavidade glenoidal ou com inclinação superior pode desenvolver o “ notching ” escapular, que é uma erosão na região inferior da escápula devido ao impacto do polietileno. No seu estágio avançado pode ocorrer afrouxamento precoce do componente, dor e deterioração do resultado clínico. 4

O posicionamento correto do componente glenoidal pode ser desafiador até para cirurgiões experientes, especialmente no caso de deformidade óssea importante. 5

Com base nessa consideração, o planejamento pré-operatório é sempre necessário. Na técnica convencional pode-se utilizar uma tomografia bidimensional (TC 2D). No entanto, esse método provou ser impreciso, especialmente na deformidade óssea grave da cavidade glenoidal. 4 6 A reconstrução tridimensional da tomografia computadorizada (TC 3D) e o desenvolvimento de softwares permitem a execução de um procedimento cirúrgico virtual, realizar um planejamento pré-operatório e confeccionar um guia específico para cada caso. Isso auxiliará o cirurgião intraoperatoriamente a posicionar o componente glenoidal de acordo com o planejamento prévio, 7 o que proporciona maior precisão, melhores resultados funcionais e, provavelmente, maior sobrevida da prótese. 4

A literatura tem mostrado maior precisão para correção de deformidades ósseas, bem como para a implantação do componente glenoidal tanto na ATAO quanto na ATRO, utilizando-se o planejamento pré-operatório baseado na TC 3D. 4 6 No entanto, os guias específicos requerem um período de tempo para serem produzidos, adicionam custo e podem sofrer a influência dos tecidos moles prejudicando sua precisão. Além disso, também não permitem que o cirurgião altere seu planejamento pré-operatório. 4 7 8

A navegação por computador foi desenvolvida inicialmente na cirurgia da coluna vertebral e depois nas articulações do joelho e quadril. 9 10 O primeiro relato de navegação em cirurgia de ombro foi em 2007 por Bicknell et al. Os autores descreveram sua efetividade no auxílio para a determinação do off set da cabeça do úmero no tratamento de fraturas em quatro partes por hemiartroplastia. 9

Atualmente, há apenas um sistema de navegação comercial, o Guided Personalized Surgery (GPS) (Exactech Inc., Gainesville, FL, EUA), mas não está disponível no Brasil.

Há uma variabilidade considerável no planejamento cirúrgico pré-operatório tanto para a ATAO quanto para a ATRO. Atualmente, não há evidência clínica que demonstre uma superioridade de um método de planejamento pré-operatório sobre outro. No entanto, em geral, a maioria dos cirurgiões visa preservar o máximo possível de osso na cavidade glenoidal e minimizar a sua fresagem. A preservação óssea tem sido mais facilitada com o advento dos implantes aumentados. A recomendação para ATAO é reduzir a fresagem, utilização de componente glenoidal aumentado, mantendo a retroversão entre 0° e 7° e inclinações menores que 10° tanto superiormente quanto inferiormente. O implante é posicionado ligeiramente superior e anteriormente à linha de Friedman para facilitar o deslizamento central da cabeça do úmero na cavidade glenoidal, pois a cabeça do úmero tende a mover-se superiormente.

Na ATRO o planejamento é muito diferente. A versão do componente glenoidal pode variar de retroversão de 10° à anteversão de 5°. No entanto, quanto mais retrovertida e inclinada inferiormente estiver a placa base, mais desafiador será a fixação da glenosfera. Um dos autores usa placa base aumentada em mais de 90% dos casos para minimizar a fresagem da cavidade glenoidal. Há um consenso geral de que a placa base na ATRO não deve ser superiormente inclinada e, preferencialmente deve ter 4 mm de saliência inferior da glenosfera para minimizar o risco de ocorrência de notching escapular.

Técnica Cirúrgica

Existem vários sistemas de software para planejamento cirúrgico das ATAO e ATRO. Todos eles utilizam imagens de TC 2D e, a partir destas, a reconstrução da imagem em 3D da articulação do ombro é processada. O software fornece informações para o planejamento cirúrgico, especialmente para o componente glenoidal. A partir da versão e inclinação da cavidade glenoidal obtidas permitem a implantação do seu componente virtualmente. Podemos corrigir eventuais deformidades, seja com enxerto ósseo ou com componentes aumentados, de cada caso específico. Uma vez feito o planejamento, o arquivo gerado é exportado para o computador GPS para ser utilizado na sala cirúrgica.

Da mesma forma como visto nas artroplastias do quadril e joelho, o GPS usa um ponto fixo na anatomia do paciente (Eixo de Friedman). Todos os instrumentos são então referenciados a este mapeamento 3D e correlacionados com o planejamento pré-operatório para garantir uma localização precisa desejada.

Esse sistema de navegação auxilia intraoperatoriamente no posicionamento do componente glenoidal. A estação do GPS possui uma câmera, uma tela sensível ao toque, proteção transparente estéril e pode ser manuseada durante o procedimento cirúrgico ( Fig. 1 ). Deve ser fixado a menos de um metro do campo cirúrgico e nenhum objeto pode ser localizado entre o sensor fixo no processo coracoide e a estação de navegação. Os sensores são encaminhados para a câmera da estação. Deve-se dar especial atenção ao posicionamento da cabeça do paciente; a cânula de intubação deve ser mantida no lado oposto do ombro operado para que não sejam obstáculo à comunicação com a estação de navegação.

Fig. 1

Imagem da estação GPS durante o processo de aquisição da anatomia do paciente. (Cortesia de Exactech, INC, Gainesville, FL, EUA).

O sistema foi projetado para uso com a via de acesso deltopeitoral tanto para ATAO quanto ATRO. A incisão deve iniciar de 1 a 2 cm proximal a via convencional, ou seja, na borda inferior da clavícula, para permitir o acesso ao processo coracoide o qual deve ser exposto. O eletrocautério é usado para remover o periosteo do seu aspecto superior, o que fornecerá uma zona de suporte para o sensor. Este é fixado ao processo coracoide com dois parafusos, sendo o posterior maior e o mais importante. O dispositivo tem que estar estável e todos os assistentes devem evitar atingi-lo e desestabilizá-lo durante a cirurgia. Se o sensor se soltar durante o procedimento, a sua precisão será perdida. O próximo passo é obter informações da anatomia local através do uso de outro sensor. Esse tem que definir em pontos e superfícies dispostas sucessivamente na tela da estação de navegação. O sistema orienta o cirurgião nesse processo de aquisição das informações ( Fig. 2 ).

Fig. 2

Imagem da estação GPS durante o processo de localização do ponto de entrada para realizar o orifício inicial. (Cortesia de Exactech, INC, Gainesville, FL, EUA).

A aquisição e o registro dos dados da cavidade glenoidal não devem ser feitos sobre tecido mole, lábio ou cartilagem, que precisam ser removidos previamente. O tempo necessário para a colocação do sensor do processo coracoide, para a remoção de tecidos moles e o registro das informações da anatomia local normalmente corresponde a 6 minutos. 5 Uma vez os dados já registrados, confrontamos as informações com o planejamento pré-operatório. Neste momento, o instrumento padrão, a broca inicial, porém com um sensor nela pode ser usada de forma navegada para garantir o ângulo ideal e a profundidade de fresagem de acordo com o plano pré-definido.

Começamos a operar com um sensor fixo ao processo coracoide, como descrito anteriormente, e outro sensor acoplado a uma manopla, que se conecta tanto a broca quanto a fresa utilizados na preparação da cavidade glenoidal ( Fig. 3 ). A ponta do instrumento é apresentada na cor amarela na tela da estação de navegação e deve sobrepor ao ponto azul correspondente ao planejamento pré-operatório. Temos que alinhar o eixo do instrumento com o alvo, que está centrado no ponto amarelo. Sequências de imagens de TC são dispostas na tela ao mesmo tempo auxiliando na localização correta da broca e da fresa. A versão e os eixos de inclinação são numericamente indicados com muita precisão em tempo real. A inserção de parafusos para fixação da placa base da glenosfera também pode ser orientada pela navegação, que auxilia no direcionamento e comprimento dos parafusos.

Fig. 3

Imagem da estação GPS durante o processo de fresagem após a realização do orifício inicial. (Cortesia de Exactech, INC, Gainesville, FL, EUA).

Resultados

Estudos clínicos com períodos de acompanhamento de longo prazo comparando cirurgias com e sem assistência da navegação são necessários e devem ser publicados no futuro. No entanto, os resultados iniciais são promissores. 4 5

Em um dos primeiros experimentos com o auxílio da computação intraoperatória, Bicknel et al, em 2007, utilizaram uma técnica cirúrgica assistida por computador na realização de hemiartroplastia para o tratamento de fraturas em quatro partes da extremidade proximal do úmero. Eles mostraram uma diferença estatisticamente significativa na determinação do off set da cabeça do úmero ao usar o método assistido. A variação média dos dados obtidos com a anatomia normal foi de 2,94mm para a cirurgia assistida e de 10,07mm para a técnica tradicional (p. 0,02). 9

Edwards et al, em 2008, realizaram um estudo inicial em cadáveres para avaliar a retroversão, inclinação e diâmetro da cabeça do úmero assistidos pela navegação. Na cavidade glenoidal, eles registraram a inclinação e versão da superfície em relação a anatomia normal. Este estudo foi seguido por uma coorte de 27 pacientes tratados com ATAO ou ATRO de acordo com o diagnóstico. O sistema de navegação apresentou uma precisão de 2,6°. Os autores relataram que o procedimento é seguro e fornece parâmetros valiosos para o cirurgião. 10

Em 2009, Kircher et al publicaram o primeiro estudo comparativo envolvendo a ATAO. Avaliaram prospectivamente a correção da retroversão glenoidal e o posicionamento do componente protético assistido pela navegação. A correção foi de 15,4° para 3,7° no pós-operatório no grupo assistido. Em comparação com o grupo controle, sem navegação, que foi de 14,4° para 10,9°, houve diferença estatisticamente significativa (p. 0,021). Foi obtida maior precisão no posicionamento do componente glenoidal utilizando a navegação. Em seis casos, os autores desistiram do uso desta devido a dificuldades técnicas. Os autores também observaram que o tempo cirúrgico foi significativamente maior, em média 31 minutos, no grupo assistido. 1

Briem et al, em 2011, compararam a correção da retroversão glenoidal assistida pela navegação ao método convencional em cadáveres. Eles estabeleceram uma correção de 10° da retroversão. No grupo assistido, a média de correção foi de 9,8°, enquanto no grupo controle foi de 5,1° (p < 0,05). Os autores recomendam a técnica de navegação, mas o aumento do tempo cirúrgico e o custo são os principais obstáculos. A evolução tecnológica é necessária para uma melhor aplicabilidade. 11

No mesmo ano, Verborgt et al analisaram a versão e inclinação do componente glenoidal da ATRO em cadáver. Eles avaliaram a precisão da inserção do componente glenoidal guiada pela navegação comparando com o método convencional. O parâmetro da versão era uma posição neutra. No primeiro grupo, obtiveram 3,1° de anteversão e comparação com 8,7° no grupo controle. Relacionado com a inclinação, estabeleceram o parâmetro de inclinação inferior de 10°. No grupo navegado, alcançou 5,4°, e no grupo controle, 0,9°. Portanto, concluem que a inserção do componente glenoidal com a assistência da navegação tem maior precisão quando comparada com a técnica convencional. 12

Stubig et al, em 2013, avaliam o posicionamento do fio guia central na cavidade glenoidal para realizar a ATRO. O objetivo era sua implantação a 12mm da borda inferior desta, com inclinação inferior de 10° e centrado com o eixo axial da escápula. Obtiveram melhor precisão para determinar o plano axial escapular. O desvio médio do fio guia foi de 1,6° no grupo assistido pela navegação e de 11,5° no grupo controle com a técnica convencional (p. 0,004). No entanto, não encontraram diferença tanto no posicionamento em relação a borda inferior da cavidade glenoidal quanto à inclinação inferior o que poderia ajudar a evitar o notching escapular. 13

Em uma revisão sistemática, Sadoghi et al, em 2015, encontraram uma melhora significativa na precisão da avaliação da versão da cavidade glenoidal, mas os resultados clínicos são questionáveis quando comparados com os métodos convencionais. 14

Venne et al, em 2015, analisaram a precisão da inserção da placa base e o posicionamento dos parafusos no ATRO comparando dois grupos, auxiliados pela navegação e pela técnica convencional. A navegação ajudou a medir o comprimento do pino central da placa base, os tamanhos e angulação dos parafusos. Não foi observada diferença significativa no ponto de entrada tanto da placa de base quanto dos parafusos. 15

Theopold et al, em 2016, avaliaram o posicionamento do fio guia na cavidade glenoidal. Utilizaram 34 escápulas de ovinos em 2 grupos, orientados pela navegação e pela técnica à mão livre. A angulação deste foi de 2,2° e 4,7°, respectivamente (p. 0,01). Os autores também estabeleceram uma linha central em relação a cavidade glenoidal e a angulação do fio em relação a essa foi de 14,4° e 17,2°, respectivamente (p. 0,02). Eles concluem que a navegação proporcionou maior precisão no posicionamento do fio guia. 16

Discussão

A artrose do ombro afeta uma em cada três pessoas com mais de 60 anos e a artroplastia total do ombro (ATO) é frequentemente indicada, especialmente nos casos mais graves. 17 A literatura atual mostra que menos de 3% dos cirurgiões realizam mais de 10 artroplastias de ombro anualmente. Além disso, quase 80% realizam apenas de 1 a 2 por ano. 6 18

O planejamento pré-operatório melhora a precisão da inserção do componente glenoidal, especialmente com as plataformas de tecnologia 3D. Ele minimiza a incidência de perfuração óssea pelo implante, mesmo sem guias específicos ou navegação. 6 19 20 O orifício inicial na cavidade glenoidal é o passo mais importante no qual a navegação pode ajudar o cirurgião. É considerado a principal etapa que proporciona o erro técnico na realização de uma ATO pelo método convencional. 20 Além disso, a navegação na ATO é uma importante ferramenta de assistência para treinamento e aprendizagem para cirurgiões menos experientes. 14 Ela elimina o uso de guias, substituídos por sensores, facilitando a técnica cirúrgica e a curva de aprendizagem. Uma revisão abrangente da literatura confirmou sua precisão superior ao método convencional em relação ao posicionamento do componente glenoidal. 14

A navegação tem benefícios tanto para ATAO 1 10 16 quanto ATRO, 12 15 16 21 especialmente quando a anatomia é distorcida por fraturas, revisões, desgaste ou displasia da cavidade glenoidal. 9 10

As contraindicações à navegação são as mesmas para artroplastias de ombro, como infecção ativa ou latente e má condição de saúde. Em alguns pacientes que tiveram anteriormente uma transferência do processo coracoide, não há suporte ósseo suficiente para fixar o sensor. Além disso, a osteopenia grave pode comprometer a segurança da fixação do dispositivo. Ao contrário do quadril e do joelho, a obesidade não compromete a precisão do registro e fixação dos dispositivos de triagem durante a navegação por artroplastia do ombro. Portanto, não é considerado uma contraindicação.

Treze dos 27 pacientes da série de Edwards et al apresentaram índice de massa corporal (IMC) > 30 (3 com IMC > 40) sem perda de funcionamento da navegação, mesmo para o maior paciente, com IMC de 64,10. O tempo cirúrgico adicionado ao procedimento é importante, especialmente no início da curva de aprendizagem. De acordo com a literatura, esse é aumentado em torno de 6 até 31minutos. 1 5 10 12 Em outro estudo, a cirurgia navegada foi 2,2 minutos mais rápida, mas não estatisticamente significativa (p . 0,07). 15

Barrett et al descreveram dois casos (5,5%) de fratura do processo coracoide devido à fixação do sensor. Um deles foi um paciente com baixa densidade óssea, observada apenas no pós-operatório. 5 Portanto, recomenda-se ter cuidado na tentativa de identificar situações com maior risco devido à morfologia do processo coracoide e densidade óssea do paciente. Outros autores não relataram complicações sequer relacionadas à fixação do sensor. 10 12 16

Kircher et al1 não relataram complicações, mas a navegação foi abortada em 6 casos (37,5%) devido a dificuldades técnicas relacionadas ao método. Barrett et al 5 também descreveram que a navegação foi interrompida devido a uma falha técnica em um caso de 36 pacientes (2,7%). Portanto, a navegação não é considerada um procedimento padrão.

O custo da cirurgia é outro fator importante. Um investimento inicial significativo em tecnologia envolve a técnica. O aumento do tempo cirúrgico também proporciona um custo adicional. 5 No entanto, a maior precisão no posicionamento dos componentes da prótese diminuirá teoricamente as taxas de complicação. Na ATRO, pode-se evitar o notching escapular, o afrouxamento precoce e as complicações resultantes do comprimento e angulação do parafuso. Pode-se danificar o nervo suprascapular ou até mesmo causar uma fratura da base da espinha da escápula. Na ATAO, evitar o mau posicionamento do componente glenoidal evita a soltura precoce e aumenta a taxa de sobrevida. Consequentemente, diminui o custo das revisões em geral. 5

No futuro, são necessários estudos clínicos comparativos prospectivos de longo prazo para determinar o resultado funcional e o custo benefício da tecnologia assistida por computador na artroplastia do ombro. 4

Considerações Finais

A indicação de ATAO e ARTO aumentou. O desenvolvimento da navegação na cirurgia do ombro promete melhores resultados com o aumento esperado da taxa de sobrevivência, especialmente nos casos mais graves envolvendo deformidade significativa da cavidade glenoidal.