Laryngorhinootologie 2016; 95(02): 112-117
DOI: 10.1055/s-0034-1398658
Originalie
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Evaluation eines Mikromanipulators für die Mittelohrchirurgie: Eine präklinische Studie

Evaluation of a Micro-Manipulator for Middle Ear Surgery: A Preclinical Trial
A. Peschka*
1  Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Leipzig AöR, Leipzig
,
Th. Berger*
1  Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Leipzig AöR, Leipzig
,
Th. Maier
2  Mikrotechnik und Medizingerätetechnik (MiMed), Technische Universität München, Garching b. München
,
M. Scholz
3  IMISE, Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie, Universität Leipzig, Leipzig
,
T. C. Lüth
4  Lehrstuhl für Mikro- und Medizingerätetechnik (MiMed), Technische Universität München, Garching b. München
,
G. Strauß
5  ICCAS, Innovation Center Computer Assisted Surgery
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

eingereicht 05 October 2014

akzeptiert 17 January 2015

Publication Date:
22 April 2015 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Die mikrochirurgische Präparation unter dem Operationsmikroskop ist durch geometrische und mechanische Limitationen eingeschränkt. Vor einem möglichen klinischen Einsatz wurde in einer präklinischen Studie die Bedienbarkeit und Präzision eines neuartigen Manipulatorkonzepts für die Mikrochirurgie untersucht.

Material und Methoden: An der Studie nahmen 15 HNO-erfahrene Ärzte sowie eine Gruppe von 17 OP-unerfahrenen Medizinstudenten teil. Dabei wurden 4 Versuchsdurchgänge durchgeführt, in denen die Versuchsteilnehmer auf einem Phantom mit integrierten Kraftsensoren Löcher mit einem Durchmesser von 0,5 mm treffen und eine definierte Kraft zwischen 1,5 und 2 N aufbringen sollten. Als Instrument wurde ein Fisch-Stapedotomie-Perforator, 16 cm Länge, 0,4mm Durchmesser (Storz) benutzt. Der Versuch wurde sowohl manuell als auch mit dem Mikromanipulator (MMS 2.0., MiMed, TUM München) durchgeführt. Als primäre Zielgrößen wurden die Versuchszeit sowie die Fehleranzahl während der verschiedenen Durchgänge ausgewählt.

Ergebnisse: Bei der Beurteilung der Gesamtfehlerzahl zeigte sich eine signifikant geringere Fehleranzahl (p<0,0001) bei der Verwendung des Manipulators. Im Vergleich mit der manuellen Anwendung ergab sich im Median eine Verbesserung der Genauigkeit um 76% zugunsten der telemanipulierten Versuchsdurchführung. Die Versuchszeit bei der Anwendung mit dem Mikromanipulator lag durchschnittlich 2–3-mal höher als bei der manuellen Versuchsdurchführung (p<0,0001). Es zeigte sich eine signifikante Verringerung der Versuchszeit mit steigender Versuchsanzahl bei Anwendung des Manipulators (p<0.0001).

Schlussfolgerung: Unter Verwendung des Manipulators zeigte sich eine signifikante Verringerung der Fehleranzahl gegenüber der menschlichen Hand bei kurzer Lernkurve in einem experimentellen Stapedotomie-Setup.

Abstract

Evaluation of a micro-Manipulator for Middle Ear Surgery: A Preclinical Trial

Background: Microsurgical preparation is limited by geometric and mechanical constraints. In preparation for clinical use, this study investigates performance, ease of handling and precision of a novel manipulator concept for microsurgery.

Material and methods: A group of 15 ENT experienced doctors, as well as a group of 17 medical students with low/non surgical experience participated in the study. Each of the subjects carried out 4 trials of simulated surgeries on a phantom with built-in force sensors. The task was to apply a defined force between 1.5 and 2 N using a Fisch micro perforator, 16 cm length, 0.4 mm (Storz) targeting holes with a diameter of 0.5 mm. For comparison, the Fisch micro perforator was moved manually or with the manipulator.

Results: Assessing the total number of errors proved a significantly lower error number (p<0.0001) and an improvement of the accuracy of 76% with the manipulator. The time requirement for the procedure with the micro manipulator is on average 2–3 times higher than with manual control (p<0.0001). But it is notable that this time requirement significantly decreases with training (p<0.0001).

Conclusion: The study shows a significant reduction in the number of errors by using a new manipulator concept compared to the non-augmented human hand in an experimental setup. We observed a significant learning effect when subjects applied the micro manipulator, resulting in reduction of the time requirement while maintaining a constant number of errors.

*  die beiden genannten Autoren haben zu gleichen Anteilen zu der Erstautorenschaft beigetragen