Zusammenfassung
Hintergrund: Die Informations-assistierte Chirurgie (IAS) ist eine Weiterentwicklung der ausschließlich
zur intraoperativen Ortung dienenden Computer-assistierten Chirurgie (CAS) als Grundlage
für Zukunftstechnologien wie die Mechatronik und Robotik. Sie verlangt jedoch vom
Operateur eine Abkehr von konventionellen chirurgischen Kautelen und setzt ein transdisziplinäres
Wissen aus den Bereichen der chirurgischen Medizin, radiologischen Bildgebung und
Informatik voraus. Vorteil der IAS ist die Vorhersagbarkeit des Operationsablaufs
entsprechend den Vorgaben modernen Qualitätsmanagements.
Methode: Bei 9 Patienten mit unterschiedlichen Pathologien der zentralen Schädelbasis und
des kranio-zervikalen Übergangs haben wir die Anwendungsmöglichkeiten der IAS bei
interdisziplinären transfazialen Eingriffen der Frontobasis analysiert und mit der
herkömmlichen CAS verglichen.
Ergebnisse: In einer Qualitätssicherungsanalyse haben wir retrospektiv festgestellt, dass der
zusätzliche Zeitaufwand für die Operationsplanung derzeit zu groß ist und das notwendige
transdisziplinäre Wissen zum Einsatz der IAS nicht vorausgesetzt werden kann. In keinem
der 9 untersuchten Behandlungsfälle wurde das Verfahren der IAS von Operationsanfang
bis -ende konsequent umgesetzt. Ursachen waren zum einen zu große intraoperative Genauigkeitsabweichungen
von über 5 mm sowie technische Schwierigkeiten.
Schlussfolgerung: Obwohl eine weiterenwickelte Technologie als sog. Intelligente Informations-assistierte
Chirurgie (IIAS) bereits vorhanden ist mit der Möglichkeit einer halb- bis vollautomatischen
Implementierung der IIAS einschließlich einer automatischen Re-Referenzierung, wird
diese Technologie aus marktstrategischen Interessen in absehbarer Zeit nicht in der
medizinischen Navigation eingesetzt.
Abstract
Background : Information assisted surgery (IAS) is a further development of the computer assisted
surgery (CAS) exclusively for intraoperative localization serving as basis for future
technologies such as mechatronic and robotic. It requires of the surgeon a turnaround
from traditional surgical proviso as well as transdisciplinary knowledge in the areas
of surgical medicine, radiological imaging and information. The advantage of IAS is
the predictability of the surgical procedure according to the specifications of modern
quality assessment.
Method : We analyzed the possibilities for the application of IAS in interdisciplinary transfacial
surgergy of the frontobasis in 9 patients with different pathologies of the central
skull base and the cranio-cervical junction and compared this to conventional CAS.
Results : We determined retrospectively with a quality assessment analysis that surgery planning
is too time consuming in the moment, and that the necessary transdisciplinary knowledge
for IAS cannot be taken for granted yet. IAS has not been consequently applied for
the entire surgery process in any of the 9 cases. This was due to technical difficulties
as well as large intraoperative accuracy deviations of more than 5 mm.
Conclusion : Even though the highly-developed technology of IIAS - intelligent information assisted
surgery - is available, with the possibility of half or fully automatical implementation
of IIAS including a automatical re-referencing, this technology will not be used in
medical navigation for strategic reasons.
Schlüsselwörter
Sicherheitskorridor - Gefahrensektoren - anatomische Landmarken - Intelligente Leitsysteme
Key words
Safety passage - risk sectors - anatomical landmarks - intelligent navigation systems
Literatur
1
Coste-Maniere E, Adhami L, Mourgues F, Carpentier A.
Planning, simulation and augmented reality for robotic cardiac procedures: The STARS
system of the ChIR team.
Semin Thorac Cardiovasc Surg.
2003;
15 (2)
141-156
2
Uddin F J, Sama A, Jones N S.
Three-dimensional computer-aided endoscopic sinus surgery.
J Laryngol Otol.
2003;
117 (5)
333-339
3
Miga M I, Sinha T K, Cash D M, Galloway R L, Weil R J.
Cortical surface registration for image-guided neurosurgery using laser-range scanning.
IEEE Trans Med Imaging.
2003;
22 (8)
973-985
4
Feiner S K.
Augmented reality: a new way of seeing.
Sci Am.
2002;
286 (4)
48-55
5
Soler L, Delingette H, Malandain G, Montagnat J, Ayache N, Koehl C, Dourthe O, Malassagne B,
Smith M, Mutter D, Marescaux J.
Fully automatic anatomical, pathological, and functional segmentation from CT scans
for hepatic surgery.
Comput Aided Surg.
2001;
6 (3)
131-142
6
Clatterbuck R E, Bernardo A, Spetzler R F.
Discovering the novel surgical approach.
Clin Neurosurg.
2003;
50
36-44
7
Heermann R, Schwab B, Issing P R, Haupt C, Hempel C, Lenarz T.
Image-guided surgery of the anterior skull base.
Acta Otolaryngol.
2001;
121 (8)
973-978
8
Majdani O, Leinung M, Lenarz T, Heermann R.
Navigationsgestützte Chirurgie im Kopf- und Hals-Bereich.
Laryngo-Rhino-Otol.
2003;
82 (9)
632-644
9
Isgro F, Kiessling A H, Blome M, Lehmann A, Kumle B, Saggau W.
Robotic surgery using Zeus MicroWrist technology: the next generation.
J Card Surg.
2003;
18 (1)
1-5
10
Kaus M R, Warfield S K, Nabavi A, Black P M, Jolesz F A, Kikinis R.
Automated segmentation of MR images of brain tumors.
Radiology.
2001;
218 (2)
586-591
11
Iacopino D G, Conti A, Angileri F F, Tomasello F.
Different methods for anatomical targeting.
J Neurosurg Sci.
2003;
47 (1)
18-25
12
Kober H, Nimsky C, Vieth J, Fahlbusch R, Ganslandt O.
Co-registration of function and anatomy in frameless stereotaxy by contour fitting.
Stereotact Funct Neurosurg.
2002;
79 (3 - 4)
272-283
13
Caversaccio M, Eichenberger A, Hausler R.
Virtual simulator as a training tool for endonasal surgery.
Am J Rhinol.
2003;
17 (5)
283-290
14
Hoppe H, Salb T, Raczkowsky J, Hassfeld S, Moctezuma J L, Worn H, Dillmann R.
Expanded reality in head surgery.
Biomed Tech (Berl).
2002;
47 (Suppl)
946-949
15
Kawamata T, Iseki H, Shibasaki T, Hori T.
Endoscopic augmented reality navigation system for endonasal transsphenoidal surgery
to treat pituitary tumors: technical note.
Neurosurgery.
2002;
50 (6)
1393-1397
16
Kajiwara K, Nishizaki T, Ohmoto Y, Nomura S, Suzuki M.
Image-guided transsphenoidal surgery for pituitary lesions using Mehrkoordinaten Manipulator
(MKM) navigation system.
Minim Invasive Neurosurg.
2003;
46 (2)
78-81
17
Bond J E, Smith V, Yue N J, Knisely J P.
Comparison of an image registration technique based on normalized mutual information
with a standard method utilizing implanted markers in the staged radiosurgical treatment
of large arteriovenous malformations.
Int J Radiat Oncol Biol Phys.
2003;
57 (4)
1150-1158
18
Rombaux P, Ledeghen S, Hamoir M, Bertrand B, Eloy P, Coche E, Caversaccio M.
Computer assisted surgery and endoscopic endonasal approach in 32 procedures.
Acta Otorhinolaryngol Belg.
2003;
57 (2)
131-137
Priv.-Doz. Dr. med. Jörg Schipper
Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde und Poliklinik
Universitätsklinikum Freiburg · Killianstraße 5 · 79106 Freiburg
Email: schipper@hno.ukl.uni-freiburg.de