Computerassistierte Chirurgie

Zusammenfassung

Unter computerassistierter Chirurgie (CAS, computer assisted surgery) wird eine Vielzahl von Applikationen subsumiert, die in der Lage sind, die Präzision von bestimmten Eingriffen in der Traumatologie zu erhöhen. In der Unfallchirurgie liegt der Schwerpunkt bei Navigationssystemen.

Derzeit kann man 2 grundlegende Entwicklungsrichtungen unterscheiden: Systeme, die auf präoperativen CT-Datensätzen basieren, und Systeme zur Nutzung intraoperativer C-Arm-Bilder. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt kann davon ausgegangen werden, dass mit den aktuell verfügbaren Navigationssystemen, unabhängig davon ob diese durch aktive LED oder passive Marker betrieben werden, eine Navigation mit CT-basierter Bildgebung im Bereich der Wirbelsäule durchführbar ist. C-Bogen-basierte Navigation ermöglicht bereits Osteosynthesen am proximalen Femur.

Der Einsatz der navigationsunterstützten Chirurgie am Becken erstreckt sich bisher auf Beckenosteotomien und die navigierte Verschraubung der Iliosakralfugen. Die künftige Entwicklung der Navigationssysteme wird sich auf die Systemkomponenten, wie Visualisierung, Tracking und Softwareoberfläche konzentrieren. Bessere Visualisierungskonzepte werden die für die Navigation erforderliche Information dem Operateur so zur Verfügung stellen, dass ihm die freie Bewegung am Operationstisch mit simultaner Einblendung aller Daten aus der virtuellen Welt des Rechners möglich ist. Neue Trackingsysteme erlauben nach erfolgter Reposition der segmentierten Hauptfragmente die Generierung eines neuen Datensatzes, sodass auch komplexe Beckenfrakturen instrumentiert werden können.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Navigationssysteme wird begünstigt durch die ständige technische Weiterentwicklung im Sinne von Bereitstellung schnellerer und kostengünstigerer Rechner, aber auch von intelligenter und den klinischen Bedürfnissen angepasster Software.

Abstract

The term “computer-assisted surgery” (CAS) contains a variety of different applications. Priorities in trauma surgery have navigation systems. In fact, two basically different developments can be distinguished: on one hand, the possibility of navigation, based on preoperative CT data sets; and on the other hand navigation in intraoperative C-arm images. With the present available navigation technology, it can be assumed that intraoperative CT-based tracking in the field of spinal surgery can be performed accurately, regardless of whether active or passive markers are used. Another navigation option is C-arm-based osteosynthesis of the proximal femur. An application of navigation assistance in the field of pelvic surgery is osteotomy and placement of iliosacral screws.

Future developments will have to concentrate on the technical characteristics of each navigation system. Advantageous concepts of visualization may generate required information to the surgeon in a way that unconstrained interaction at the operation table is combined with simultaneous integration of virtual and computer-aided visual information. New tracking systems will allow the reconstruction of data sets after reposition of segmented bone fragments, so that also in complex pelvic fractures the implantation of screws after reposition will be possible.

Computer-aided surgery is able to improve the precision of operations in trauma surgery. In future, further developments of navigation systems can be expected. This fact is supported by the establishment of faster and cheaper hardware, as well as more intelligent and user-friendly software.