Benutzer:Horia Ionescu/Patientenregistrierung
Patientenregistrierung ist ein Konzept und eine Methode, um die Referenzlage der virtuellen 3D Dataset (die mittels medizinische Schichtaufnahme) mit der Referenzlage des Patienten in Verbindung zu bringen. Dies ist ein Schwerpunkt in Computerassistierte Chirurgie, weil es versichert die Reproduzierbarkeit der präoperativen Patientenaufnahmen während der Operation.
Die Benutzung des Begriffes "Patientenregistrierung" außer dieses Konzeptes könnte zur Verwechslung der Bedeutung mit dem Begriff "Registrierung des Patienten als Anmeldung bei der Krankenhausaufnahme" führen.
Ein breiterer Kontext[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Bei der Computerassistierte Chirurgie, der erste Schritt ist das Ansammeln von 3D Datensätzen, das mit hoher Exaktheit der Geometrie des Gewebes in dem zum operieren Bereich entspricht. Dieser Bereich wird in der Regel mithilfe von CT oder MRI bestimmt. Die Patientenregistrierung bringt die Reproduktibilität der Korelation zwischen der 3D Datensätzen und der effektiven individuellen Anatomie.
Die Entwicklung des Konzeptes / des Systemes[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Registrierung des Patienten wurde insbesondere in der Kopfchirurgie angewendet – Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Neurochirurgie, Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde. Mit der Entwicklung der Marker- und markerlosen Registrierung wurde das Konzept auch in die Visceralchirurgie verbreitet.
Die Registrierung des Patienten mithilfe “Headframes”[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die ersten Versuche der 3D Darstellung des menschlichen Körpers machte V. Horsley und R. Clarke im Jahr 1906. Sie machten einen rechtwinkligen stereotaktischen Head-frame, der am Kopf zu befestigen war. Er ging auf das Kartezianische Prinzip zurück und ermöglichte das Einführen der Elektroden in Form einer Nadel - exakt und wiederholbar – bei neurochirurgischen Experimenten an Tieren. Dieses System ermöglichte ihnen Zerebellum zu abbilden. Eine verbesserte Version des Apparates von Horsley-Clark wird heutzutage in experimenteller Neurochirurgie benutzt.
Die erste stereotaktische Einrichtung für Menschen wurde auch im Bereich der Neurochirurgie ins Leben, durch E. Spiegel and H. Wycis, in Jahr 1947 gerufen[1]. Es wurde für die Heilung der Parkinson Krankheit angewendet und mit der Zeit wurde es eingesetzt auch bei der Heilung von Tumoren, von vaskulären Transformationen, von funktioneller Neurochirurgie usw. Dieses System basierte auf dem Prinzip der Headframes und Röntgenaufnahmen, die in drei aufeinander gerade verlaufenden räumlichen Flächen aufgenommen wurde.
Die weitere Entwicklung stereotaktischer Chirurgie wurde von Brown, Roberts und Wells in 1980 ins Leben gerufen[2]. Sie erfanden einen „Halo“ Kreis, der während CT-Scannen und der neurochirurgischen Prozeduren am Kopf befestigt wurde. Diese Methode ermöglichte eine bessere Navigation und wurde praktisch die erste Methode der Computer leitenden Chirurgie.
Die Registrierung des Patienten entstand vor 20 Jahren, auf demselben Prinzip der Kombination CT mit mechanischen Referenzeinrichtungen, wie z.B. Headframes oder „Halo“ Kreise. Aber, die klinischen Experimente bewiesen, dass diese Referenzeinrichtungen unpraktisch und für den Patienten lästig sind und aufgrund derer Inkooperieren sind sie praktisch bei kleinen Kindern nicht einsetzbar. Headframes können auch Artefakten bilden, und zwar während der präoperativen Aufnahme der Daten oder während des chirurgischen Vorganges.
Die Registrierung des Patienten, die Referenzmarkers benutzt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Registrierung des Patienten, die Hautmarkers benutzt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
In 1986 wurde von Roberts und Strohber ein neues Verfahren der Registrierung des Patienten entwickelt[3]. Ähnlich wie Landmarks benutzten sie Markers, die an der Haut des Patienten während der präoperativen und perioperativen Registrierung des Patienten befestigt wurden.
Die Registrierung des Patienten mit der Benutzung von Knochenmarkers[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Knochenstrukturen bieten bei der Registrierung des Patienten viel bessere Stabilität und Reproduzierbarkeit der Landmarks. Auf dieser Basis entstand eine neue Technik, die markers benutzt, die während der Lokalanästhese durch die Haut in die an der Oberfläche liegender Knochenstrukturen implantiert werden[4]. Dieses Verfahren war kombiniert mit Hautmarkers und CT Registrierung[5]. Der Nachteil dieser Technik ist die nötige Chirurgische Prozedur bei der Platzierung von Knochenimplantaten, was gewisse Risiken beträgt (Z.B. Infektion).
Die registrierung des Patienten mithilfe von Markers auf der Zahnschiene[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Zahnschiene wurden ursprünglich verwendet für die Übertragung von 3D Referenzmarkers bei der Platzierung der Abgussmodelle im Artikulator in der Zahnprothetik, Kieferorthopädie und orthognatische Chirurgie. Mit der Befestigung von mehreren Markersauf der Zahnschiene wurde eine bessere Registrierung des Patienten erreicht[6].
Markerlose Patientregistration[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Markerlose Patientregistration mit den anatomischen Landmarken Anwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die ersten Versuche, die auf der Indetifizierung von antomischen Landmarks basierten, durchführten Caversaccio und Zulliger[7]. Diese Methode ruhte auf der Identifizierung bestimmter antropometrischen Punkte und anatomischer Lendmarks am Schädel im realen Raum und in den abgebildeten Daten. Korrelation von dieser zwei Gruppen/Sets wurde erreicht durch ihre Identifizierung mittels des getracked Zeigergerätes und durch ihre Abbildung am Computerbildschirm. Aber Landmarks können nicht genau identifiziert und reproduziert während der Registrierung des Patienten, deshalb war diese Methode nicht ausreichend exakt.
Markerlose Patientenregistrierung mit der Benutzuung der Registrierung der Oberfläche[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Seit 1998 wurden entwickelt neue Prozeduren [8][9], die eine andere Vorgehensweise wählten. Während der Gewinnung der CT Daten während des chirurgischen Vorgangs wurde die Registrierung des Patienten mithilfe der Registrierung der Oberfläche des ganzen Gebietes durchgeführt anstatt der Registrierung der speziellen Oberflächenmarkers. Bei diesem Prozess wurden Laserscans und kleine leitenden Transmiterren verwendet. Die Exaktheit der Registrierung des Patienten wurde bei dieser Methode erheblich besser.
Auf der Grundlage von diesem Konzept, wurden mehrere Registrierung und Navigationssysteme vom derselben Arbeitsteam gebaut. Der Chirurgische Segment-Navigator (Surgical Segment Navigator (SSN and SSN++) ) ist solch ein System, entwickelt zum ersten Mal für die mündliche und maxillofacial Chirurgie. Dieses System korelliert drei verschiedene Koordinatensätze: CT-Daten, Oberflächenlaseransehen-Datensatz und der Datensatz erzeugt durch einen kleinen führenden Signalgeber, auf dem Kopf des Patienten gefestigt. Die Laboreinheit für die Computergestützte Chirurgie (LUCAS - Laboratory Unit for Computer-Assisted Surgery) wird verwendet, um chirurgische Vorgänge im Laboratorium zu planen. Dieser technologische und chirurgische Fortschritt hat die Beseitigung von mechanischen Anleitungssystemen erlaubt und die Genauigkeit der Entschlüsse, und so die chirurgische Tat verbessert.
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ Spiegel EA, Wycis HT, Marks M, Lee AS: Stereotaxic apparatus for operations on the human brain, Science 106:349–350, 1947
- ↑ Heilbrun MP, Roberts TS, Apuzzo MLJ, Wells TH, Sabshin JK: Preliminary experience with Brown-Roberts-Wells (BRW) computerized-tomography stereotaxic guidance-system, J Neurosurg 59(2):217-222, 1983
- ↑ Roberts DW, Strohbehn JW, Hatch JF, Murray W, Kettenberger H: A frameless stereotaxic integration of computerized tomographic imaging and the operating microscope, J Neurosurg 65: 545-549, 1986
- ↑ Alp MS, Dujovny M, Misra M et al: Head registration techniques for image-guided surgery. Neurological Research 20: 31-37, 1998
- ↑ Maurer C, Aboutanos G, Dawant B: Registration of CT and MR brain images using a combination of points and surfaces medical imaging: image processing. Spie Press 2434:109-123, 1995
- ↑ Hassfeld S, Mühling J, Zöller J: Intraoperative navigation in oral and maxillofacial surgery, Int J Oral Maxillofac Surg 24: 111-119, 1995
- ↑ Caversaccio M., Zulliger D., Bächler R., et al: Practical Aspects for Optimal Registration (Matching) on the Lateral Skull Base With an Optical Frameless Computer-Aided Pointer System. The American Journal of Otology 21:863-870, 2000
- ↑ Marmulla R, Niederdellmann H: Computer-assisted bone segment navigation, J Craniomaxillofac Surg 26:347-359, 1998
- ↑ Marmulla R, Lüth T, Mühling J, Hassfeld S: Markerless Laser Registration in Image-Guided Oral and Maxillofacial Surgery, J Oral Maxillofac Surg 62:845-851, 2004
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