Die Auswirkungen einer robotergeführten Navigationskamera in der HNO-Chirurgie

Zusammenfassung

Hintergrund: Bei der Anwendung optischer Navigationssysteme kommt es wiederholt zu einer Unterbrechung der Sichtachse zwischen Navigationskamera und dem Patient/Instrument, der sogenannten Line-of-sight (LOS). Diese Arbeit ist die klinische Evaluation eines neu entwickelten Systems zur automatischen Nachführung einer optischen Navigationskamera (Navigation Camera Assistant, NCA). Der NCA ist ein Miniaturroboter, der die Navigationskamera autonom in 2 Ebenen positioniert.

Material und Methoden: Der Einfluss des NCA wurde an insgesamt 128 Patienten untersucht: 55 Eingriffe an den Nasennebenhöhlen und 9 Eingriffe am Felsenbein mit Einsatz des NCA wurden ausgewertet und mit vorliegenden Workflow-Daten adäquater Eingriffe ohne NCA verglichen. Es wurde ein optisches Navigationssystem der III. Generation eingesetzt. Folgende Parameter wurden protokolliert: Vorbereitungszeit des Systems, Nutzdauer des Systems, Anteile der Line-of-sight-Unterbrechungen.

Ergebnisse: Die LOS-Unterbrechung gingen in der Gruppe FESS bei Anwendung des NCA um 92%, in der Gruppe Mittelohr um 85% zurück. Die Anzahl der Nachstellbewegungen der Navigationskamera war bei Anwendung des NCA in der Gruppe FESS um 73%, in der Gruppe Mittelohr um 89% erhöht. Die Nutzzeit der Navigation stieg bei der Anwendung des NCA in der Gruppe FESS um 36%, in der Gruppe Mittelohr um 16%.

Schlussfolgerungen: Mit einer motorisierten Navigationskamera, kann die Unterbrechungsrate der LOS an Fronto- und Laterobasis signifikant verbessert werden. Der geringe technische Installationsaufwand ermöglicht es an dem ausgewählten Navigationssystem, dass sich dieses Modul für den klinischen Einsatz durchsetzen kann.

Abstract

Influence of an Auto-Motorised Optical Navigation Camera to the Surgical Workflow in ENT Surgery

Background: With the application of optical navigation systems an interruption of the line of sight (LOS) between navigation camera and the patient/instrument can occur. The goal of this work is the clinical evaluation of a newly developed system for automatic adjusting of an optical navigation camera (Navigation Camera Assistant, NCA). NCA is a miniature robot, which is able to position the navigation camera autonomously in 2 levels.

Material and Methods: The influence of the NCA was examined on 128 patients: 55 procedures at the paranasal sinuses and 9 procedures at the temporal bone with the NCA were evaluated and compared with available workflow data of adequate surgeries without NCA. An optical navigation system of the 3^rd generation was used. The following parameters were recorded: Preparation time of the system, time of using the system, LOS-interruptions.

Results: The LOS-interruption decreased in the group of FESS with application of the NCA by 92%, in the group tympanic cavity by 85%. The number of corrective motions of the navigation camera was increased with application of the NCA in the group FESS by 73%, in the group tympanic cavity by 89%. The usage time of navigation increased with the application of the NCA in the group of FESS by 36%, in the group tympanic cavity by 16%.

Conclusions: With a motorized navigation camera can be the interruption rate of LOS significantly improved at frontal and lateral skull base. The technical expenditure for installation of the NCA robot is little even during, for this reason there is the potential that this module can be established for the clinical practice.

Schlüsselwörter

optische Navigation - HNO - Schädelbasis - Roboterführung - Line-of-sight

Key words

navigation - camera - motorized - ENT

Literatur

• 1 Caversaccio MD, Freysinger W. Computer assistance for intraoperative navigation in ENT surgery.  Minim Invasive Ther Allied Technol. 2003;  12 36-51
• 2 Strauss G, Koulechov K, Richter R, Dietz A, Trantakis C, Luth T. Navigated control in functional endoscopic sinus surgery.  Int J Med Robot. 2005;  1 31-41
• 3 Sielhorst T, Bauer M, Wenisch O, Klinker G, Navab N. Online estimation of the target registration error for n-ocular optical tracking systems.  Med Image Comput Comput Assist Interv. 2007;  10 652-659
• 4 Hong J, Hata N, Konishi K, Hashizume M. Real-time magnetic resonance imaging driven by electromagnetic locator for interventional procedure and endoscopic therapy.  Surg Endosc. 2008;  22 552-556
• 5 Strauss G, Koulechov K, Stopp S, Strauss M, Pankau A, Hofer M, Korb W, Dietz A, Meixensberger J, Luth T. Verbesserte Umsetzung der Resektionsgrenzen in der Nasennebenhohlenchirurgie mit dem navigiert-kontrollierten Shaver.  Laryngorhinootologie. 2006;  85 559-566
• 6 Hofer M, Dittrich E, Scholl C, Neumuth T, Strauss M, Dietz A, Luth T, Strauss G. First clinical evaluation of the navigated controlled drill at the lateral skull base.  Stud Health Technol Inform. 2008;  132 171-173
• 7 Neumuth T, Jannin P, Strauss G, Meixensberger J, Burgert O. Validation of knowledge acquisition for surgical process models.  J Am Med Inform Assoc. 2009;  16 72-80
• 8 Neumuth T, Trantakis C, Riffaud L, Strauss G, Meixensberger J, Burgert O. Assessment of technical needs for surgical equipment by surgical process models.  Minim Invasive Ther Allied Technol. 2009;  18 341-349

Korrespondenzadresse