Komplexe Punktionseingriffe in der Leber werden heutzutage CT-gesteuert durchgeführt. Vorangegangene Forschungsarbeiten zeigten einen hohen Nutzen computer-assistierter Systeme, die mit optischem Tracking arbeiten. Derartige Systeme konnten sich nicht im klinischen Alltag durchsetzten, unter anderem wegen der benötigten direkten Sichtlinie. Um zu untersuchen, ob EM Tracking für präzise Leberpunktionen geeignet ist, wurden fünf Punktionen durchgeführt. Als Zielstrukturen dienten 5 Agarknötchen in einer explantierten Schweineleber in einem Atembewegungssimulator. Die Kontroll-CTs zeigten eine vielversprechende Positionierung der Nadeln bei einem mittleren Fehler von 6,1±1,8 mm. Das System muss für eine Integration in den klinischen Workflow weiter evaluiert werden. Daher planen wir weitere Experimente unter Verwendung eines neuen EM Feldgenerators, der das EM Feld nach unten abschirmt und somit genaue Punktionen auf der CT-Liege ermöglichen könnte.
Agar-Agar innerhalb der Leber verteilt.
Die präparierte Leber wurde in einem Bewegungssimulator (siehe Abbildung 1) befestigt, der das Abdomen des Patienten darstellen soll. Mit diesem Bewegungssimulator wurden Atembewegungen der Leber simuliert und somit Lageveränderungen der Leber im Vergleich zum Planungs-CT künstlich hergestellt. Die Punktion selbst wurde in Atemstillstand, so wie im klinischen Alltag üblich, durchgeführt. Dies geschah in voll exspirierter Stellung, da dies die Grundstellung des Bewegungssimulators ist. [11]
Der Bewegungssimulator wurde für den Punktionsvorgang von der metallischen CT-Liege auf einen nicht-metallischen Tisch umgelagert. Nach der Umlagerung des Bewegungssimulators wurden die Punktionen jeweils im oben beschriebenen Ablauf mit dem Navigationssystem durchgeführt.
In einem ersten Versuchsdurchlauf wurden vom Untersucher zwei Ziele angesteuert, wobei die Nadeln jeweils in der Leber verblieben, um danach ein Kontroll-CT fahren zu können. An Hand des Kontroll-CTs wurde der Erfolg der Punktion beurteilt.
Im zweiten Versuchslauf wurden drei Punktionen durchgeführt, wobei ebenfalls drei Nadeln an Ort und Stelle gelassen wurden, um danach ein Kontroll-CT anzufertigen.
In den Kontroll-CTs wurden zwei Arten von Fehlern bestimmt. Der Benutzerfehler zeigt an, welcher Fehler durch den Untersucher verursacht wurde und wird vom Navigationssystem selbstständig ermittelt. Der Benutzerfehler stellt die Entfernung der Nadelspitze zum vom System berechneten Zielpunkt dar.
Der Fehler des Gesamtsystems wird anhand des angefertigten Kontroll-CTs bestimmt. Hierzu wird der Abstand der Nadelspitze zur zum Mittelpunkt der Zielstruktur gemessen. Als Mittelpunkt wurde hier, wie bereits bei der Pfadplanung zur Zielbestimmung, der Schnittpunkt der zwei Hauptachsen in der CT-Schicht mit dem größten Anteil der Läsion verwendet. Des Weiteren wurde die Pfadtiefe zu den jeweiligen Zielstrukturen ermittelt. Der Zeitfaktor im klinischen Alltag nimmt eine enorm wichtige Stellung ein, daher wurde während den Versuchen auch die Dauer der Eingriffe gemessen. 3
Benutzerfehler, Gesamtfehler und Pfadtiefe sind in Tabelle 1 aufgeführt. Der Benutzerfehler weist einen Wert von 3,3± 1,8 mm auf. Der Gesamtfehler zeigt im Mittel eine Entfernung von 6,1±1,8 mm von der Nadelspitze zum Mittelpunkt der Zielstruktur. Die Pfadtiefe betrug im Durchschnitt 129,4±12,0 mm.
T4 T5 Abbildung 2) zeigt Ausschnitte aus den Kontroll-CTs, auf denen die Nadelspitze und die Zielstruktur hervorgehoben sind. Auf diesen Bildern kann man durch die Lage der Nadel zum jeweiligen Zielpunkt erkennen, dass die Zielstruktur T1, T2, T3 und T4 getroffen wurden, T5 allerdings knapp verfehlt wurde.
Die Registrierung dauerte im Mittel 0,8±0,7 Minuten. Nach weiteren 1,7±0,8 Minuten im Mittel war die Pfadplanung abgeschlossen und wiederum 0,8±0,6 Minuten im Mittel später wurde das Tracking begonnen. Die Punktion dauerte im Mittel 1,2±0,3 Minuten. Ein kompletter Durchlauf mit dem Navigationssystem dauerte im Mittel 4,4±1,2 Minuten. 4
Die Ergebnisse unserer Versuche zeigen sich, wie in Abbildung 2 zu sehen, als vielversprechend. Die Zielstrukturen
wurden in den ersten vier Punktionsversuchen getroffen, die letzte Zielstruktur wurde knapp verfehlt. Die Dauer der
Durchführung ist mit durchschnittlich 4,4 Minuten vom Beginn der Registrierung bis zum Ende der Punktion
vergleichbar mit der manuellen, CT-gesteuerten Punktion. Es ist allerdings zu erwähnen, dass im Fall der navigierten Punktion für
das Einbringen der Navigationshilfen zusätzlich Zeit eingeplant werden muss [
Man kann an den Ausschnitten aus den Kontroll-CTs erkennen, dass sich die Nadelspitze bei keiner Zielstruktur in deren Zentrum befindet. Dies könnte dadurch entstanden sein, dass die Leber beim Punktieren zusammengedrückt wurde und sich somit der eigentliche Zielpunkt vom festgelegten Zielpunkt wegbewegte.
Des Weiteren weisen die Punktionen T2 und T5 einen hohen Benutzerfehler auf, der erwartungsgemäß mit einem hohen Gesamtfehler einhergeht. Eine Ursache für den erhöhten Benutzerfehler ist möglicherweise das Abrutschen an der Leberkapsel.
Wir gehen jedoch davon aus, dass wir diese Probleme in künftigen Versuchen beheben können und betrachten daher den
Einsatz von EM Tracking auch für präzise Punktionen als vielversprechende Möglichkeit. Hinzu kommt, dass von der
Firma NDI ein neuer Feldgenerator, bezeichnet als Tabletop Feldgenerator [
Danksagung Die vorliegende Arbeit wurde unterstützt von der Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im des Graduiertenkolleg (GRK) 1126.
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