Das NEN®-HNO-Navigationssystem Erste klinische Anwendung

Zusammenfassung

Hintergrund. Die intraoperative Navigation wird in naher Zukunft eine wichtige Rolle in der Chirurgie der vorderen und seitlichen Schädelbasis spielen. Elektromagnetische Navigationssysteme bieten gegenüber den optischen Systemen Vorteile, wie z. B. eine bedienungsfreundliche Größe der Hardware oder die uneingeschränkte Bewegungsfreiheit des Chirurgen.

Patienten und Methode. Das NEN-Navigationssystem (Nicolet Electromagnetic Navigation System) wurde bei 22 Patienten mit einer polypösen Pansinusitis während der mikroskopisch/endoskopischen Nasennebenöhlenoperation eingesetzt. Es handelt sich um den Prototypen eines neuen Systems, bei dem die Positionsbestimmung über die Messung gepulster elektromagnetischer Gleichfelder realisiert wird. Dieses System wurde für die spezielle Anforderung der HNO-Heilkunde/Kopf-Halschirurgie modifiziert. Die präoperative Bildgebung bestand aus einer axialen Computertomographie (CT) mit einer Schichtdicke von 1 mm bei unwesentlich höherer Strahlenbelastung wie bei einem konventionellen koronaren CT der Nasennebenhöhlen. Die Erfahrungen, die während der klinischen Anwendung gesammelt wurden, wurden genutzt, um die Navigationsgenauigkeit zu optimieren.

Ergebnisse. Die Anzahl und die Positionen der Marker wurden schrittweise modifiziert und verbessert. Sechs Marker, die das Volumen der Nasennebenhöhlen umschließen (drei frontal, zwei mastoidal und ein medianer Marker im Bereich der Sutura parietooccipitalis), ergaben die höchste Genauigkeit. Der Einfluss ferromagnetischer Instrumente wie v. a. Nasenspekula, die die Navigationsgenauigkeit beeinflussen, wurden durch Titaninstrumente ersetzt. Des Weiteren wurde eine Registrierungsmöglichkeit der intraoperativen Kopfbewegung mit Hilfe einer sensortragenden Zahnschiene entwickelt, die am Oberkiefer fixiert werden kann. Mit diesen Modifikationen war es möglich eine Navigationsgenauigkeit von 1,5 mm im Bereich des Keilbeins bei freier Kopfbewegung des Patienten zu erreichen.

Schlussfolgerung. Die präzise computergestützte Navigation wird mittelfristig ein unverzichtbares Hilfsmittel in der Schädelbasischirurgie werden. Das beschriebene elektromagnetische System bietet eine akzeptable Genauigkeit im Bereich der vorderen Schädelbasis. Für den Routineeinsatz wie z.B. in der endonasalen Nasennebenhöhlenchirurgie müssen die Navigationssysteme preisgünstiger werden und einfach zu bedienen sein.

Abstract

Background. Intraoperative computer navigation will soon play an important role in procedures performed on the anterior and lateral skull base. Electromagnetic systems compared to optical systems offer some advantages such as small hardware dimension and free unimpaired mobility of the surgeon.

Patients and methods. The NEN navigational system (Nicolet Electromagnetic Navigation System) was used in 22 patients who underwent microscopic/endoscopic surgery for polypoid rhinosinusitis. It is the prototype of a new system, which localizes the surgical probe via the measurement of pulsed electromagnetic DC fields. This system was modified for the needs of head and neck surgery. Preoperative imaging data consisted of an axially oriented spiral computed tomography (CT) resulting in a slice thickness of 1 mm with a radiation dose slightly higher than a routine coronary CT scan of the paranasal sinuses.

Results. The data acquired during clinical application was used to optimize navigation accuracy. The number and positions of the markers were gradually modified and improved. Six markers including the volume of the paranasal sinus system (three non-coplanar frontal markers, one on each of the mastoid processes and one median marker on parietooccipital junction) offered the best navigation precision. Additionally, all surgical instruments measured as ferromagnetic, i.e., nasal specula, were replaced by titanium instruments. An adapter affixed to the maxilla designed to hold a second sensor used to track the patient's head was developed. With these modifications, it was possible to improve navigation accuracy to 1.5 mm in the plane of the sphenoid bone while retaining free head movement of the patient.

Conclusion. For routine procedures such as microscopic/endoscopic endonasal sinus surgery, the systems have to be cost effective and easy to operate.