Lernkurve bei der Registrierung navigierter Eingriffe an der Schädelbasis

Zusammenfassung

Hintergrund: Computerunterstützte Chirurgie (CAS) bietet Vorteile bei komplexen Eingriffen im Kopf-Hals-Bereich. Es ist jedoch unklar, wie intensiv der Umgang mit CAS-Systemen gelernt werden muss. Die Lernkurve bei der Registrierung der Patientenkoordinaten zu einem zuvor generierten radiologischen Bilddatensatz sollte untersucht werden.

Material und Methoden: In einem experimentellen OP führten 4 Ausbildungsärzte Punkt-zu-Punkt Registrierungen konsekutiv an 5 anatomischen Präparaten durch. Die Probanden waren im gleichen Ausbildungsstand und hatten keine Erfahrung mit Navigationsgeräten. Zielgröße war die nach jeder Registrierung erreichte Anwendungsgenauigkeit, die mit dem Target Registration Error (TRE) erfasst wurde. Außerdem wurde die Registrierung mit aufgeklebten externen Markern (Fiducials) und mithilfe anatomischer Landmarken verglichen.

Ergebnisse: Mit zunehmender Anzahl durchgeführter Registrierungen wurde die Anwendungsgenauigkeit besser (p<0,001, Trendtest nach Page). Es zeigte sich ein inverser Verlauf der Lernkurve, die medianen TRE Werte verbesserten sich von 3,3 mm nach der 1. Registrierung auf 1,6 mm nach der 5. Registrierung. Als Vergleich: ein routinierter CAS-Anwender erreicht unter Laborbedingungen Genauigkeiten im Bereich unter 0,5 mm. Bei Registrierung mit anatomischen Landmarken war die initiale Genauigkeit schlechter und die Lernkurve verlief wesentlich steiler als bei Registrierung anhand von Fiducials.

Diskussion: Der Umgang mit CAS-Systemen muss gelernt werden. Ohne ausreichendes Training werden bei Punkt-zu-Punkt Registrierung unzureichende Anwendungsgenauigkeiten erreicht.

Abstract

The Learning Curve of Registration in Navigated Skull Base Surgery

Background: Computer aided surgery (CAS) is advantageous in challenging procedures in head and neck surgery. It is not clear, if the application of CAS has to be trained to achieve reliable results. The learning curve of the registration of the patient's coordinates to prior acquired radiologic imagery was investigated.

Material and methods: 4 residents performed pair-point registrations on 5 anatomic specimens in an experimental wet lab. The residents were in the same year of education and had no experience in CAS procedures. After each registration the application error was evaluated by determining the target registration error (TRE). Pair point matching by skin glued external fiducials was compared with pair point matching by internal anatomical landmarks.

Results: The application accuracy was improved by increasing numbers of performed registrations (p<0.001, trendtest of Page). An inverse trend of the learning curve could be observed, the median TRE values improved from 3.3 mm in the first registration to 1.6 mm after the fifth registration. In comparison e. g. an experienced CAS-user can achieve submillimetric TRE values under wet lab conditions. Pair point matching by anatomical landmarks resulted in worse application accuracy initially and the learning curve was steeper than with external fiducial markers.

Conclusion: There is a training effect in CAS interventions. Pair point matching results in sufficient application accuracy after training only.

Schlüsselwörter

Registrierung - Navigation - Schädelbasis - Lernkurve - CAS

Key words

registration - navigation - skull base

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