Laryngorhinootologie 2005; 84(3): 165-170
DOI: 10.1055/s-2004-825718
CAS
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Informations-assistierte Chirurgie als ein transdisziplinäres Operationsverfahren

Information Assisted Surgery as a Transdisciplinary Surgical ProcedureJ.  Schipper1, 2 , W.  Maier1, 2 , I.  Arapakis1, 2 , U.  Spetzger 3 , M.  Tatagiba 4 , R.  Laszig1, 2
  • 1 Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde und Poliklinik (Direktor: Professor Dr. med. Dr. h. c. R. Laszig), Universitätsklinikum Freiburg
  • 2 Interdisziplinäres Zentrum für Schädelbasis- und Craniofaciale Chirurgie, Universitätsklinikum Freiburg
  • 3 Neurochirurgische Klinik (Direktor: Priv.-Doz. Dr. med. U. Spetzger), Städtische Kliniken Karlsruhe
  • 4 Neurochirurgische Universitätsklinik (Direktor: Professor Dr. med. M. Tatagiba), Universitätsklinikum Tübingen
Further Information

Publication History

Eingegangen: 27. Januar 2004

Angenommen: 5. Mai 2004

Publication Date:
16 March 2005 (online)

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.

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