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VarioGuide™: ein neues rahmenloses bildgesteuertes

1. 49 4 2 Wozu berhaupt biopsieren uuun444nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 49 4 3 Wann sollte biopsiert werden sssssssseeeeenne 50 4 4 Besonderheiten bei intrakraniellen Biopsien 50 4 5 Stereotaktische Biopsie cccccceceeeeeesseeeeceeeeeeeeeeeeeeeaaeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 52 46 Rahmenlose Stereotaxie a 53 26 12 ec n ia nU DEA I A CADCM 54 4 6 2 Pr zision und Rigidit t iier o Ero Hd Guan ERI Pob CEU GEO 56 4 5 9 etos MUN qub et ado b nol du duo ades 57 4 6 A Komplikationen iesise me acted cix iet adi oos eeu eade ocu 57 4 6 5 OP Dauer Patientenaufenthaltsdauer in der Klinik 59 4 7 berblick Rahmengebundene versus rahmenlose stereotaktische Biopsie 61 4 8 Ergebnisvergleich unserer zu Vorstudien sseeeuusssss 62 9 Zusammenfassung 444444ss44444 nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 64 6 Literaturverzeichnis nes 65 7 Abbildungsverzeichnis 444444444444444 4 nnnnnnnnennnnnnnnennnnnnnnnnnn 74 8 Tabellenverzeichnis 2 2020 82 9 Graphenverzeichnis 83 10 Danksagung Abk rzungsverzeichnis A A
2. Aufkleben einer Inzisionsfolie In die Halterung des Referenzsterns wurde ein steriler Stern gesetzt und der sterile VarioGuide an der Kopfklemme befestigt Um den VarioGuide einstellen zu k nnen musste das Kamerasystem des VectorVision sowohl den Referenzstern als auch die Tracking Einheit des VarioGuide erkennen F r die Bohrlochtrepanation f hrten wir einen etwa drei Zentimeter messenden Hautschnitt mit Durchtrennung der Galea durch Mit dem Hautsperrer wurde die Haut 32 auseinandergedrangt und die Kalotte dargestellt die Blutstillung erfolgte mit der bipolaren Pinzette Mit dem sterilen Pointer wurde nochmals der durch das geplante Trajekt vorgegebene Eintrittspunkt in den Sch del mit der Navigation berpr ft und mit dem 1 4cm durchmessenden Trepan die Bohrlochtrepanation durchgef hrt Bei Blutung aus dem Knochen wurden entsprechende Stellen mit Knochenwachs verklebt Mit der bipolaren Pinzette kreuzf rmige Koagulation der Dura Stichinzision der Dura im Zentrum des Bohrlochs und Koagulation des Cortex etwa drei Millimeter tief Im Software Men unserer Navigation w hlten wir ber den touch screen die Option tools gt instruments gt VarioGuide und wurden zur Einstellung der distalen drei Gelenke in die Ausgangsposition aufgefordert Dies erfordert wie f r die Phantomversuche bereits beschrieben das gleichsinnige Ausrichten der Strichmarkierungen Jetzt erfolgte zun chst die grobe Posi
3. M trade mark USA United States of America USB Universal serial bus X gemessene Abweichung in der X Achse Y gemessene Abweichung in der Y Achse Z gemessene Abweichung in der Z Achse z B zum Beispiel ZNS zentrales Nervensystem ZPA Zielpunktabweichung 3D dreidimensional Grunds tzlich werden die international blichen Abk rzungen der SI Einheiten verwendet 1 Einleitung 1 1 Stereotaxie Stereotaxie bei intrakraniellen Eingriffen bedeutet pr zise F hrung feiner Instrumente zu einem zuvor bestimmten Zielpunkt innerhalb des Sch dels idealerweise ohne Abweichung vom Zielpunkt und ohne kollateralen Hirngewebsschaden Dorward 1999 7 Bereits im Jahr 1933 wurden erste stereotaktische Systeme von Martin Kirschner einem deutschen Chirurgen verwendet In den vierziger und f nfziger Jahren f hrten die Neurochirurgen Lars Leksell und Traugott Riechert stereotaktische Eingriffe durch Bis zur Einf hrung der Computertomographie 1973 durch Hounsfield wurden die Zielpunktberechnungen haupts chlich an invasiven Bildgebungen wie der Pneumencephalographie und Angiographie mit nur indirekter Darstellung von raumfordernden Prozessen durch Verlagerung von Ventrikeln Zisternen und Gef en durchgef hrt Lerch 2005 29 Nach Einf hrung der Computertomographie erfolgte 1976 und 1979 durch Riechert und Mundinger an der Uniklinik Freiburg sowie parallel von Brown Robert und Wells die Umstellung der Systeme auf eine CT F h
4. am stereotaktischen Ring eingestellt werden und Instrumente so gef hrt an einen Zielpunkt gebracht werden Bei Erstellung der Trajekte muss beachtet werden dass sich diese innerhalb des Rings befinden m ssen Die Eintrittspunkte in den Schadel und m glichen Trajekte sind hierdurch limitiert Schwartz 2006 40 Im Operationssaal wird der Patient in Abh ngigkeit von der Zielpunktlokalisation entweder in R cken halbsitzender oder Seitenlage positioniert Befindet er sich in Vollnarkose kann auch die Bauchlage gew hlt werden welche in wachem Zustand als unangenehm empfunden wird Der Grundrahmen bleibt wahrend der gesamten Zeit fest mit dem Patientenkopf verbunden Nach Hautentfettung und markieren des geplanten Eintrittspunktes Haarrasur sterilem Abwaschen und Abdecken des Operationsgebietes wird der Stereotaxiebogen am Grundrahmen befestigt Schwartz 2006 40 Nach der 5mm messenden Hautinzision wird der Stereotaxiebogen in die errechnete Position gebracht und durch Festdrehen von Schrauben in dieser Stellung fixiert Nach Befestigen von Block H lse und Kan le welche F hrungsstrukturen f r die Biopsienadel darstellen wird diese zur Kalotte vorgeschoben um so den Punkt f r die Bohrlochtrepanation zu bestimmen Nach Er ffnung der Sch delkalotte mit einem Trepan wird die Sonde bis zur errechneten Distanz vorgeschoben und der stumpfe Trocar durch die Biopsienadel bzw fasszange ausgetauscht Das entnommen
5. BES RSG HoH E GR A 88888 EEE ARSE RASS 88 88 8 8 90 90 so so so so so so so so so 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 33 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 M Messung Nr Traj Trajekt HW horizontaler Winkel SW senkrechter Winkel ins L minimale Instrumentenl rge 11 Joint 1 Gelenk 1 12 1 Woint2 1 Gelenk 21 122 10 012 2 Gelenk 2 2 13 Joint3 Getenk3 ZPA Zieipunktabweichung estimatec target Gevietion von VectorVision angegeben X gemessene Abweichung in Ger X Achse Y gemessene Abweichung in Ger Y Achse Z gemessene Abweichung in Ger Z Achse Tabelle Nr 2 Trajekte 1 44 Werte der ersten Messrunde 4 Trajekte 1 44 Werte der 2 Messrunde M 45 at 47 a5 as 50 51 52 53 54 Traj hw oo amp E wwe uw Ss Hw SWE ns L mm 11 88989 8 8 8 8 8 8 BESSER AH 8988488 4 68888 8 8 210 197 160 193 182 180 183 200 193 178 196 193 168 179 209 200 215 212 199 200 193 185 186 182 170 193 162 178 185 203 201 202 196 165 181 0 4 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1
6. Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Screenshot VectorVision 8 Erreichen des Zielpunkts gt Zielpunkt rotes Kreuz jetzt umkreist Abweichung von Trajekt und Zielpunkt wird im Autopilot angezeigt Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins entspr Abb Nr 2 Kopf der Biopsienadel mit Reflektorpunkten und Spritzenansatz Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams Wilkins 81 8 Tabellenverzeichnis 1 Patienten und L sionscharakteristika 2 Trajekte 1 44 Werte der 1 Messrunde 3 Trajekte 1 44 Werte der 2 Messrunde 4 Trajekte 1 44 Werte der 3 Messrunde 5 Auswertung der Messwerte 6 Interpretation der Messwerte 82 9 Graphenverzeichnis 1 Whisker Diagramm der Messwertverteilung Die gr te Abweichung vo
7. McGirt 2005 Paleologos 2001 Smith 2005 Woodworth 2006 2 8 10 12 13 15 27 32 42 53 In der klinischen Untersuchung f hrten wir die Bild zu Patientenregistrierung mit MRT Daten durch Nur in einem Fall bei einer geplanten Bauchlage f r eine Biopsie in der hinteren Sch delgrube erfolgte die Registrierung ber Fiducial Marker in den brigen 27 Fallen wurde die Oberflachenregistrierung der Nase Augen und Stirnpartie genutzt Wie bereits zuvor erw hnt stellt die Registrierung ber Fiducial Marker die genaueste Registriermethode dar Helm 1998 17 Somit ist zu erwarten dass die in unserer Untersuchung enthaltenen Ergebnisse welche mit denen aus Vorstudien vergleichbar sind durch genauere Registriermethoden noch verbessert werden k nnten 63 5 Zusammenfassung Rahmenlose stereotaktische Biopsien stellen eine sichere pr zise und einfach zu handhabende Alternative zur traditionellen rahmengest tzten Technik dar Die Operationszeit wird in den meisten Kliniken durch die Entkopplung von Bildgebung und operativem Eingriff verk rzt ebenso f hrt diese Unabhangigkeit zu einer gr Beren Flexibilitat in der OP Planung Das Biopsietrajekt kann unter visueller Kontrolle der zu durchstechenden Strukturen geplant und nach berpr fung mit der probe s eye Funktion ggf umgeplant werden Die Oberflachen bzw Landmarken Registrierung ist eine exakte Methode sodass Fiducial Marker nur noch in Sonderf llen bei Biopsi
8. Planung durchgef hrt Bei einem Patienten musste aufgrund der 28 Lasionslokalisation die Biopsie in Bauchlage durchgef hrt werden so dass zur Bildgebung f nf Fiducial Marker am Hinterkopf befestigt wurden Die jeweils f r einen Patienten vorliegenden Bilddatens tze wurden mit Hilfe der VectorVision 8 iPlan82 5 Software fusioniert Die Fiducial Marker wurden virtuell f r die Standardregistrierung markiert Das Trajekt wurde durch Festlegung des Eintrittspunkts in den Sch del und des Zielpunkts im Bereich der Lasion geplant Eloquente Gehirnareale und BlutgefaBen sollten hierbei geschont werden Aus diesem Grund planten wir sofern dies f r den zu biopsierenden Herd m glich war den Eintrittspunkt in das Gehirn pr koronar und w hlten den cortikalen Eintrittspunkt im Bereich eines Gyrus um die hauptsachlich im Bereich der Sulci verlaufenden Blutgef Be nicht zu verletzen Die Trajektplanung kann in einem weiteren Schritt mit dem Programmabschnitt probe view berpr ft werden Dies bietet die M glichkeit virtuell das Trajekt in allen 3 Ebenen abzulaufen und querende Strukturen wie z B Blutgef e oder das Ventrikelsystem zu identifizieren Das Trajekt wird in diesem Fall entweder durch Umsetzen des Eintritts des Zielpunktes oder beider umgeplant Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden 2 2 4 Durchf hrung der Biopsie Im Vorbereitungsraum der An sthesie vor dem Operationssaal wurden alle Patienten na
9. mit einer maximalen Abweichung von 0 3 bzw 0 5 bzw 0 3mm Sie werden einzeln entsprechend den Anweisungen des Computerwizards eingestellt wie in der folgenden Abbildung zu sehen ist Die Freigabe zur Arretierung des einzelnen Gelenks wird nur bei Einstellungen innerhalb der Toleranzgrenze erteilt Erst dann kann der Wizard f r das nachfolgende Gelenk aufgerufen werden Der Brainlab Kolibri muss mit beiden Kameras sowohl den fixierten Reflektorstern als auch die am VarioGuide befindlichen Reflektorkugeln erfassen Ist dies nicht der Fall gibt die Software keine Freigabe das betreffende Gelenk zu fixieren So ist eine optimale Positionierung des VarioGuides gew hrleistet 25 Coarse Adjustment Joint 1 Adjustment ELO Min Instrument Length 160 mm Lock joint Lock joint Adjust the VarioGuide over the entry point Loosen the highlighted joint and adjust it ri aD c ar kil ac Lock joint Lock joint Loosen the highlighted joint and adjust it Loosen the highlighted joint and adjust it OOG 3380 Abb Nr 19 Screenshots VectorVision der Gelenkeinstellungen des VarioGuides Ringel 2009 Nach Befestigung des letzten Gelenks wurde erneut die ben tigte Instrumentenlange und die von der Software errechnete Abweichung vom Zielpunkt angezeigt Diese Werte notierten wir in einer Tabelle Jetzt schoben wir die Biopsienadel in der Instrumentenf hrung unter standiger visuelle
10. tzter als auch rahmenloser Systeme verglichen und die Vorteile bzw Nachteile diskutiert 13 1 6 Zielsetzung Mit dem Modellversuch soll die Genauigkeit von rahmenlosen stereotaktischen Biopsien mit dem VarioGuide der Firma Brainlab untersucht werden Der klinische Teil der Studie soll die Pr zision und das operative Risiko von rahmenlosen stereotaktischen Biopsien mit dem VarioGuide herausfinden Die Pr zision wird durch die Parameter Biopsieerfolg im Sinne von Gewinnung pathologischen Gewebes und der Gr e der biopsierten L sion bestimmt Das operative Risiko spiegelt sich in aufgetretenen Komplikationen wider Hier werden sowohl symptomatische als auch lediglich bildmorphologisch diagnostizierte Komplikationen dokumentiert F r die Phantom basierte Evaluationsstudie benutzten wir das Kolibri Navigationssystem sowie den VarioGuide der Firma Brainlab Das Phantom stellt ein Riechert Mundinger Ring dar welcher normalerweise als Referenz f r rahmengest tzte Biopsien verwendet wird Hiervon lassen wir einen CT Navigationsdatensatz in 0 65mm Schichtdicke anfertigen und planen verschiedene Trajekte Die Abweichung vom definierten Zielpunkt wird in drei Dimensionen durch Ausmessen mit einem Zielpunktsimulator bestimmt Der zweite Teil befasst sich mit der klinischen Praktikabilit t des Systems Dies stellen wir in Form einer klinischen Studie mit 27 Patienten dar an denen wir von Februar 2007 bis April 2008 rahmenlose
11. 0 4 0 3 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 o 0 2 21 12 2 mm 5 ZPA mm x mm mm 0 3 0 3 0 2 0 1 0 2 0 2 0 1 0 4 0 3 0 3 0 3 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 1 0 2 0 3 0 3 0 1 0 1 0 3 0 1 0 1 0 2 0 2 0 1 0 1 0 3 o 0 2 0 2 0 2 0 1 0 1 0 1 o 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 9 0 8 0 3 16 0 2 0 6 0 5 11 0 2 0 3 0 8 0 8 0 2 0 5 0 2 0 5 0 2 0 3 0 2 0 9 0 3 0 3 0 4 0 5 0 4 0 2 0 3 0 3 0 3 0 7 0 7 0 7 0 5 0 5 0 3 0 1 0 5 0 1 0 1 0 5 0 1 0 2 0 5 0 25 0 25 o o 0 25 0 25 0 5 2 0 75 0 5 EI 0 25 1 25 0 25 15 0 5 1 0 25 0 25 1 0 25 o 0 5 0 5 1 25 1 0 75 M Messung Nr Traj Trajekt HW horizontaler Winkel SW senkrechter Winkel Ins L minimale Instrumentenl nge 11 Joint 1 Gelenk 1 J24 Joint2 1 Gelenk 21 122 Joimt2 2 Gelenk 2 2 13 Joint3 Getenk3 ZPA Zieipunktabweichung estimatec target cevietion von VectorVision angegeben X gemessene Abweichung in Ger X Achse Y gemessene Abweichung in Ger Y Achse
12. A Abb AG AO bzw CCT CE cMRTs CT d h direct E entspr et al FET FLAIR GB GG ggf GmbH Hrsg HW ICB Ins L J1 J2 1 J2 2 J3 L LEDs M MET MPRage MRT MS Nr nr OP PCNSL PET PML R S SD SW Astrozytom Anaplastisches Astrozytom Abbildung Aktiengesellschaft anaplastisches Oligoastrozytom beziehungsweise cranielle Computertomographie Communaut Europ enne cranielle Magnetresonanztomographie cranielle Magnetresonanztomographien Computertomographie das hei t Direktion Encephalitis entspricht et altera Fluorethyltyrosin Fluid attenuated inversion recovery Glioblastom Gangliogliom gegebenenfalls Gesellschaft mit beschr nkter Haftung Herausgeber horizontaler Winkel intracranielle Blutung minimale Instrumentenl nge Joint 1 Gelenk 1 Joint 2 1 Gelenk 2 1 Joint 2 2 Gelenk 2 2 Joint 3 Gelenk 3 links Light emitting diods Messung Nummer Metastase magentization prepared rapid gradient echo Magnetresonanztomographie Multiple Sklerose Myelitis disseminata Nummer Nummer Operation primares ZNS Lymphom Positronen Emissions Tomographie progressive multifokale Leukencephalopathie rechts registered skalarer Fehler standard deviation Standardabweichung senkrechter Winkel 5 Turbo field echo Traj Trajekt T1 longitudinale Relaxationszeit Spin Gitter Relaxation T2 transversale Relaxationszeit Spin Spin Relaxation
13. Barnett 1999 Gralla 2003 Grunert 2002 Smith 2005 2 12 19 42 Diese Behelfstechniken haben den Nachteil dass die eingestellte Position nicht ausreichend fixiert werden kann Daraufhin entwickelte Dorward et al einen eigens f r rahmenlose stereotaktische Biopsien angefertigten arretierbaren Instrumentenhalter welcher rigide seine anfangs eingestellte Position beibeh lt Dorward 1997 6 So k nnen Drift und Scherbewegungen beim Vorschieben der Biopsienadel verhindert werden Als Fehlerquelle besteht jedoch weiterhin die ungenauigkeitsbehaftete Freihand Positionierung des Instrumentenhalters ber dem Bohrloch so dass die exakte Einhaltung eines pr operativ geplanten Biopsietrajekts nicht gew hrleistet ist Um eine h here Pr zision und eine geringere Fehleranf lligkeit zu erzielen ist eine arretierbare Instrumentenf hrung mit navigierbarer Positionierung notwendig 11 1 4 VarioGuide Um die Ergebnisse der rahmenlosen Stereotaxie zu optimieren ist ein neues System von der Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland entwickelt worden Der VarioGuide ist ein mit sechs Gelenken ausgestatteter arretierbarer Arm welcher mit Hilfe einer Software in die Optimalposition auf entsprechendes Trajekt ausgerichtet werden kann Erkannt wird die Haltevorrichtung durch standardisierte Kugeln welche das ausgesendete Infrarotlicht der Naviagtionskameras reflektieren Gelenk 3 Gelenk 2 Gelenk 1 2 A Stells
14. Mundinger Rahmen Inomed Medizintechnik GmbH Teningen Deutschland mit Zielb gel zur Trajektplanung Ringel 2009 18 BrainLAB VectorVision cranial Abb Nr 9 Screenshot VectorVision amp CT Darstellung des Phantoms mit 11 geplanten Biopsietrajekten auf den Zielpunkt 2 1 5 VarioGuide Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland Der VarioGuide der Firma Brainlab wird f r alle Versuche verwendet Er besteht aus einem mit der Kopfklemme und somit am Operationstisch fest verschraubbarem Anteil welcher aus zwei Kugelgelenken und einem Scharniergelenk aufgebaut ist ber eine Handschraube werden alle drei Grundgelenke ge ffnet bzw fixiert Der distale Anteil besteht aus drei weiteren selektiv arretierbaren Gelenken f r die Feineinstellung 19 VarioGuide Tracking Einheit Drehscheibengelenk F hrungsscheibe VarioGuide Arm Abb Nr 10 VarioGuide Bausatz Brainlab 2012 20 Das erste distale Gelenk ist ein Drehscheibengelenk Abb Nr 11 Gelenk 1 des VarioGuides Drehscheibengelenk Brainlab 2012 Das n chste weist zwei verschiedene Bewegungsm glichkeiten auf zum einen ist ein mandrinartiges Herausziehen aus dem Gelenkschaft zum anderen die Rotation um die Gelenkachse m glich Abb Nr 12 Gelenk 2 des VarioGuides Brainlab 2012 21 Das dritte distale Gelenk ist ein weiteres Scharniergelenk Mit dem Festdrehen der Schraube des letzten Segments is
15. Z gemessene Abweschung in Ger Z Achse Tabelle Nr 3 Trajekte 1 44 Werte der zweiten Messrunde 42 Trajekte 1 44 Werte der 3 Messrunde M 58 so 91 92 93 34 95 96 97 98 99 100 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 Traj EC BSP REGGE RER REESE RR a u sun ns ao BE BG amp ESBS amp om R amp B Ww w e N 39 HW swf ns L mm 1 12 2 mm 18 ZPA mm x mm so so so so so so so so so so 90 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 50 80 50 50 50 50 50 50 50 50 50 6 5 60 60 60 60 60 60 60 60 60 88888 4 EEE 44 Ss 8 8 8 8 211 182 141 143 136 167 174 184 157 157 154 195 0 3 0 4 0 1 0 1 0 1 0 4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 0 2 0 4 0 4 0 1 0 3 0 1 0 4 0 2 0 2 0 1 0 1 0 2 0 1 0 2 0 2 0 1 o 0 3 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 1 0 1 0 2 0 1 0 2 0 2 0 3 0 1 0 1 0 1 0 4 0 1 0 2 0 2 0 4 0 3 0 3 0 1 0 1 0 3 0 1 0 1 0 1 0 1 o 0 1 o 0 2 0 7 2 3 0 3 0 9 0 3 0 4 0 7 0 3 0 4 0 3 0 8 0 3 0 2 0 5 0 1 0 4 0 7 0 7 0 5 0 4 0 5 0 2 0 3 0 3 0 4 0 5 0 5 0 2 0 4 0 5 0 9 0 3 0 4 0 2 0 4 0 2 0 5 0 4 0 3 1 9 0 4 0 2 0 5 2 5 3 2 2 1 5 Y mm Z
16. Zielpunkt zu entnehmen Da sowohl die Planung des Trajekts als auch das Vorschieben der Nadel unter optischer Kontrolle stattfindet kann ein optimierter Stichkanal zum vorherigen gew hlt werden Komplizierte zeitaufwendige Berechnungen eines neuen Trajekts entfallen wie sie f r rahmengest tzte Biopsien notwendig sind 4 6 4 Komplikationen Entgegen der zun chst postulierten h heren Komplikationsrate bei rahmenlosen stereotaktischen Biopsien zeigten Smith et al und Woodworth et al keine signifikanten Unterschiede in Morbidit t und Mortalit t Smith 2005 Woodworth 2006 42 53 Dorward et al berichtete hingegen sogar eine signifikant niedrigere Komplikationsrate von 14 bei rahmenlosen versus 22 bei rahmengest tzten Biopsien Dorward 2002 8 Die Autoren Apuzzo et al Hall et al und weitere untersuchten die Komplikationen rahmengest tzter Biopsien und beschrieben Morbidit ten von 3 4 und Mortalit tsraten unter 1 Apuzzo 1987 Hall 1998 Ostertag 1980 Ranjan 1993 Regis 1996 Swain 1998 Thomas 1989 Wild 1990 1 15 31 36 37 44 45 51 Vergleicht man diese Ergebnisse mit den Daten f r rahmenlose Stereotaxien mit Morbiditaten zwischen 1 und 6 und einer Mortalitat von 1 zeigen sich keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Varianten 37 Smith 2005 Woodworth 2006 42 53 Die Komplikationsraten von rreihandbiopsien Morbidit t 15 und Mortalit t ber 5 spiegelt ein deutlich schlechteres O
17. aubt werden befestigt Zwei Pins sind frontal mindestens 1cm oberhalb der Augenbrauen und 1cm medial der Insertion des M temporalis zu befestigen die posterioren Schrauben werden meist im Os parietale fixiert und k nnen abhangig vom Zielpunkt in ihrer Lokalisation variiert werden Schwartz 2006 40 Der Ring kann beim wachen Patienten in Lokalanasthesie angelegt werden oder die Ringanlage erfolgt bereits in Narkose pr operativ Apuzzo 1987 Dorward 2002 Hall 1998 Ostertag 1980 Ranjan 1993 Regis 1996 Swain 1998 Thomas 1989 Wild 1990 Woodworth 2006 1 8 15 31 36 37 44 45 51 53 Wird der Ring in lokaler Bet ubung befestigt ist die physische und psychische Belastung f r den Patienten Zu ber cksichtigen Smith 2005 42 Nach Anlage des Grundrahmes werden Zielplatten mit r ntgendichten Markierungsst ben oder ein spezieller mit Markern versehener Ring als Referenz zur Berechnung der Koordinaten des Eintrittspunktes und Zielpunktes f r die Biopsie befestigt Im CT oder MRT werden serielle axiale Schnittbilder parallel zum Grundrahmen angefertigt um das stereotaktisch anzugehende Ziel und die Marker in ihrem Verh ltnis zueinander darzustellen Der Neurochirurg kann nun die Pixel Koordinaten des Zielpunktes und der Marker definieren und kann somit einen Zielpunkt Eintrittspunkt und das Trajekt f r die F hrung eines Instrumentes zum Zielpunkt berechnen Diese Trajekte k nnen dann mit Hilfe von Hilfsrahmen und einer F hrung
18. baro N M McDermott M W Frame based stereotactic biopsy remains an important diagnostic tool with distinct advantages over frameless stereotactic biopsy J Neurooncol 73 2005 173 179 Steinmeier R Rachinger J Kaus M Ganslandt O Huk W Fahlbusch R Factors influencing the application accuracy of neuronavigation systems Stereotact Funct Neurosurg 75 2000 188 202 71 44 45 46 47 48 49 Swain P D Hitchon P W Follett K A Torner J C Computed imaging assisted stereotactic brain biopsy a risk analysis of 225 consecutive cases Surg Neurol 49 1998 640 649 Thomas D G T Nouby R M Experience in 300 cases of CT directed stereotactic surgery for lesion biopsy and aspiration of haematoma Br J Neurosurg 3 1989 321 325 Troitzsch D Hoffmann J Dammann F Bartz D Reinert S Registration using three dimensional laser surface scanning for navigation in oral and craniomaxillofacial surgery Zentralbl Chir 128 2003 551 556 Walton L Hampshire A Forster D M Kemeny A A Accuracy of stereotactic localisation using magnetic resonance imaging a comparison between two and three dimensional studies Stereotact Funct Neurosurg 66 Suppl 1 1996 49 56 Walton L Hampshire A Forster D M Kemeny A A Stereotactic localization with magnetic resonance imaging a phantom study to compare the accuracy obtained using two dimensional and three dimensional data acqui
19. cal navigation Comput Aided Surg 3 1998 33 39 Golfinos J G Fitzpatrick B C Smith L R Spetzler R F Clinical use of a frameless stereotactic arm Results of 325 cases J Neurosurg 83 1995 197 305 66 Gralla J Nimsky C Buchfelder M Fahlbusch R Ganslandt O Frameless stereotactic brain biopsy procedures using the Stealth Station indications accuracy and results Zentralbl Neurochir 64 2003 166 170 Grunert P Espinosa J Busert C Gunthner M Filippi R Farag S Hopf N Stereotactic biopsies guided by an optical navigation system technique and clinical experience Minim Invasive Neurosurg 45 2002 11 15 Gumprecht H K Widenka D C Lumenta C B Brainlab VectorVision amp Neuronavigation system technology and clinical experiences in 131 cases Neurosurgery 44 1999 97 104 Hall W A The safety and efficacy of stereotactic biopsy for intracranial lesions Cancer 82 1998 1749 1755 Hall W A Liu H Truwit C L Navigus trajectory guide Neurosurgery 46 2000 502 504 Helm P A Eckel T S Accuracy of registration methods in frameless stereotaxis Comput Aided Surg 3 1998 51 56 Henderson J M Frameless localization for functional neurosurgical procedures a preliminary accuracy study Stereotact Funct Neurosurg 82 2004 135 141 67 20 21 22 23 24 Henderson J M Eichholz K M Bucholz R D Decreased length of stay and hospital costs i
20. ch blichen Standards f r eine Kopfoperation in Vollnarkose gelegt 26 Patienten wurden auf dem R cken oder mit Unterpolsterung einer Oberk rperh lfte zur Kopflagerung mit Blick zur Seite gelagert und der Sch del in eine Doro cranial Kopfklemme pro med instruments GmbH Freiburg im Breisgau Germany eingespannt Unser Patient mit den Fiducial Markern wurde in Bauchlage mit dem Kopf mit Geradeausblick auf den Boden in der Kopfklemme fixiert Der ber iPlan 2 5 geplante Navigationsdatensatz welcher die Fusion der verschiedenen Bilddaten sowie die Trajekte beinhaltete wurde per USB Stick in das VectorVision 8 Navigationssystem transferiert 29 Abb Nr 21 Brainlab VectorVision2 Brainlab 2010 Die Registrierung des Patientenkopfes erfolgte fast ausschlieBlich durch die Oberflachenerkennung von Stirn Nasen und Augenpartie entweder groBflachig mit dem Laserpointer z touch oder durch direktes Ber hren einzelner Punkte der Haut mit dem Pointer Die Registrierung mithilfe der X Fiducia Marker erfolge ber die otandardregistrierung durch Ber hren der Vertiefung des im virtuellen Objekt angezeigten Markers mit der Spitze des Pointers Waren alle Marker abgeglichen bzw die Oberfl chenerkennung erfolgreich konnten anatomische Landmarken wie Nasenspitze medialer und lateraler Augenwinkel und Meatus acusticus externus mit dem Pointer abgeglichen werden Helm 1998 Troitzsch 2003 17 46 und so ein Urteil ber die Ge
21. chraube j We 774 gt f r i A distale 3 Gelenke 2 zur groben Positionierung Abb Nr 1 VarioGuide Brainlab 2010 Um auch wahrend des Eingriffs die Position der Biopsienadel genau verfolgen zu k nnen ist auch diese mit zwei Reflektorpunkten versehen Es handelt sich um ein pr kalibriertes Instrument 12 Reflektorpunkte Abb Nr 2 Pr kalibrierte Biopsienadel Ringel 2009 Ein Softwaremodul zeigt kontinuierlich die Entfernung der Nadel zum Zielpunkt an und erzeugt zus tzlich zum optischen ein akustisches Signal bei Erreichen des Zielpunktes Somit wird eine Biopsie ohne Drift und Tremorbewegungen unter st ndiger optischer Kontrolle ber den Bildschirm m glich Vom Hersteller wird nach CE Zulassung zur erfolgreichen Nutzung des VarioGuides eine zu biopsierende L sionsgr e von mindestens zw lf Millimeter Durchmesser empfohlen In dieser Arbeit kann jedoch gezeigt werden dass bereits bei wesentlich geringerer Lasionsgr6Be eine erfolgreiche Biopsie zu erwarten ist 1 5 Arbeitsinhalt Die vorliegende Arbeit beschreibt zum einen unseren Versuchsaufbau mit dem unter Verwendung eines Phantoms die Zielpunktgenauigkeit des Systems VarioGuide evaluiert wurde zum anderen eine klinische Beobachtungsstudie zu intrakraniellen Biopsien mit dem rahmenlosen Stereotaxiesystem Die Ergebnisse werden mit publizierten Daten zur Genauigkeit und Sicherheit einer stereotaktischen Biopsie sowohl rahmengest
22. der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2012 Gelenk 2 des VarioGuides Instrumenten Benutzerhandbuch Kranial HNO der Firma Brainlab Stand 16 11 12 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2012 Gelenk 3 des VarioGuides Instrumenten Benutzerhandbuch Kranial HNO der Firma Brainlab Stand 16 11 12 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab entspr Abb Nr 1 Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2010 Aufbau des VarioGuides www brainlab com Stand 30 07 2010 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab 77 Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2010 VarioGuide Instrumentenf hrung mit Biopsienadel www brainlab com Stand 30 07 2010 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab Biopsienadel f r VarioGuide entspr Abb Nr 2 Biopsienadelkopf prakalibriertes Instrument Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freun
23. dlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2012 Einstellung der Gelenke des VarioGuides in Ausgangsposition Pfeile Striche an Gelenk 1 nicht sichtbar Instrumenten Benutzerhandbuch Kranial HNO der Firma Brainlab Stand 16 11 12 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab 78 20 21 22 23 Screenshots VectorVision Gelenkeinstellungen des VarioGuides Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Messung der Abweichung der Biopsienadelspitze vom definierten Zielpunkt Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2010 Brainlab VectorVision amp www brainlab com Stand 21 07 2010 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab Aufbau des Navigationssystems im Operation
24. e Gewebe wird von Pathologen Neuropathologen diagnostisch beurteilt Schwartz 2006 40 Die Operation wird bei Vorliegen von ausreichend pathologisch ver ndertem Material beendet oder ein weiteres Biopsietrajekt geplant sollte keine Pathologie im entnommenen Gewebe vorliegen Die lange Zeit als Standard gegoltene rahmengebundene Stereotaxie stellt eine hochprazise Methode dar mit minimalen Abweichungen intrakranielle Gewebeproben zu gewinnen Allerdings ist die pr operative Fixierung des Ringes am Patientenkopf und anschlie ende Bildgebung mit einem gewissen zeitlichen und logistischen Aufwand verbunden Zur Reduktion dieser Arbeitsschritte wurden rahmenlose stereotaktische Systeme entwickelt die den Verzicht auf eine Rahmenanlage und Bildgebung des Patienten im Rahmen erm glichen 1 9 Rahmenlose Stereotaxie Die Weiterentwicklung bildgebender Verfahren sowie neuer Navigationssysteme er ffnete die M glichkeit neuer operativer Methoden Der Stereotaxierahmen ist als Referenzparameter nicht mehr zwingend notwendig f r eine zielgenaue Biopsie Um ein Biopsietrajekt planen zu k nnen ist wie bei der rahmengebundenen Stereotaxie ein Bilddatensatz welcher aus 0 5 1mm dicken Schichten besteht notwendig Dieser Datensatz wird f r die Rekonstruktion in alle Schnittebenen axial coronar und sagittal genutzt und somit ein dreidimensionales Bild erzeugt Hierf r kann ein CCT oder ein MRT Datensatz verwendet werden Zur Planung ei
25. e Umpositionierung unter Sicht vornehmen zu k nnen ist das distale Ende der Nadel mit zwei Reflektorpunkten versehen Reflektorpunkte Abb Nr 17 entspr Abb Nr 2 Biopsienadelkopf prakalibriertes Instrument 2 1 7 Stereotaxiesimulation Der Zielb gel wird entfernt ber den touch screen des VectorVision aktivieren wir ein Trajekt Die Funktion tools gt instruments gt VarioGuide wird gew hlt Der VarioGuide muss vor Beginn der Biopsiesimulation in die Ausgangsposition eingestellt werden Diese wird durch Ausrichtung zweier Striche zu einer Geraden im Bereich der distalen drei Gelenke erreicht 24 Abb Nr 18 Einstellung der Gelenke des VarioGuides in Ausgangsposition Pfeile Striche an Gelenk 1 nicht sichtbar Brainlab 2012 Zunachst erfolgt die grobe Positionierung des VarioGuides ber dem Startpunkt des gew hlten Trajekts durch Bewegung der proximalen drei Gelenke Ist eine der m glichen Stellungen erreicht leuchtet die Aufforderung lock joint auf und der VarioGuide wird arretiert Als wichtige Information wird hierbei die minimale Instrumentenlange bis zum Zielpunkt angezeigt so dass bei unserer standardisierten Biopsienadel mit einer Lange von 220mm eine entsprechend k rzere Distanz zum Zielpunkt gew hlt werden muss Die nachfolgend einzustellenden Gelenke bieten Bewegungsausma e in nur einer bzw zwei Ebenen und m ssen pr ziser eingestellt werden
26. einem ausgesuchten Ziel an jeder Stelle innerhalb des Sch dels ohne Abweichung oder kollaterale Hirngewebsschadigung gewahrleistet sein Dorward 1999 7 Die anfanglich benutzte Freihand Methode bei der die mit LEDs versehene Biopsienadel unter visueller Kontrolle ber den Bildschirm bis zum Zielpunkt vorgeschoben wurde konnte durch den nat rlichen Hand Tremor und Drift die oben genannten Voraussetzungen nicht erf llen Barnett 1999 2 Eine unprazise Ziellokalisation sich auf benachbartes Hirngewebe auswirkende Scherkrafte und Schwierigkeiten der Stabilisierung der Nadel beim Entnehmen der Biopsie m ssen verhindert werden Die von vielen Autoren benutzten Standard Retraktoren oder Neuroendoskophalter Greenberg oder Leyla bieten zwar eine rigide F hrung k nnen jedoch nicht ausreichend auf ein geplantes Trajekt ausgerichtete werden so dass auch hierdurch keine Stereotaxie im definierten Sinne m glich ist Barnett 1999 Gralla 2003 Grunert 2002 Smith 2005 2 12 13 42 Dorward et al untersuchten einen durch verschiedene Gelenke einstellbaren und fixierbaren Instrumentenhalter durch welchen der nat rliche Hand Tremor und Drift ausgeschaltet ist somit auf benachbartes Hirngewebe wirkende Scherkr fte minimiert und die Abweichung vom Zielvolumen nur durch anderweitige Fehlerquellen bestimmt wird Jedoch ist die Positionierung des Biopsiearms ber dem geplanten Trajekt weiterhin dem Augenma berlassen und damit erhebl
27. en der hinteren Sch delgrube eingesetzt werden m ssen Durch die visuelle berpr fbarkeit der Biopsienadellage wird eine gr Bere Anzahl von Gewebeproben aus einem Trajekt entnommen und somit der Bedarf eines weiteren Trajekts f r die Gewinnung diagnostischen Gewebes deutlich reduziert was wiederum die Komplikationsrate und damit die Morbiditat herabsetzt Durch arretierbare Instrumentenhalter ist die Pr zision und der Anteil diagnostischer Biopsien mindestens so hoch wie bei bekannten rahmengest tzten Methoden Durch den neuen navigationsgest tzt einstellbaren und arretierbaren VarioGuide der Firma Brainlab kann eine exakte und pr zise F hrung multipler Instrumente stattfinden So zeigen sich sowohl die Ergebnisse unseres Modellversuchs als auch unserer Untersuchung am Patienten in Bezug auf Komplikationen und diagnostischen Ertrag mit Vorstudien vergleichbar 64 6 Literaturverzeichnis 1 Apuzzo M L J Chandrasoma P T Cohen D Zee C S Zelman V Computed imaging stereotaxy experience and perspective related to 500 procedures applied to brain masses Neurosurgery 20 1987 930 937 2 Barnett G H Miller D W Weisenberger J Frameless stereotaxy with scalp applied fiducial markers for brain biopsy procedures experience in 218 cases J Neurosurg 91 1999 569 576 3 Boethius J Collins V P Edner G Lewander R Zajicek J Stereotactic biopsies and computer tomography in gliomas Acta Neurochirur Wie
28. en the highlighted joint and adjust it a IK ap Ei 6 ER Lock joint Lock joint Loosen the highlighted joint and adjust it Loosen the highlighted joint and adjust it a ak C29 a Abb Nr 24 entspr Abb Nr 19 Screenshot VectorVision Einstellung der einzelnen Gelenke des VarioGuides Ringel 2009 Abb Nr 25 Einstellung des VarioGuides ber dem OP Situs mit Instrumentenf hrung Ringel 2009 34 MRI 43 Skin Overview 2mm Biopsy Siku MRI 3 Sagittal Dist21 4 mm Biopsy Needie gt Target iopsy M Dist 21 2 mm Biopsy Needle gt Target MRI 3 Coronal Dist 21 2 mm Weih sy Needle gt Target F Abb Nr 26 Screenshot VectorVision 8 Vorschieben der Biopsienadel beige Biopsienadel pink Biopsieentnahmestelle im Bereich der Nadel gr n Strecke von Nadelspitze bis zum Zielpunkt gr nes Kreuz Startpunkt des Trajekt Biopsienadel durch exakten Startpunkt gef hrt gt Kreis um Kreuz rotes Kreuz Zielpunkt Wurde die korrekte Einstellung best tigt konnte ber die Instrumentenf hrung unter st ndiger visueller Kontrolle ber den Bildschirm und mit Hilfe des Autopiloten die Biopsienadel entsprechend des geplanten Trajekts zum Zielpunkt vorgeschoben werden 35 nstrument Biopsy Needle 4 B P 5 E 3 1 Abb Nr 27 Screenshot VectorVision Vorschieben der Biopsienadel mit Autopil
29. er Diagnosestellung f hrte Woodworth 2006 53 Callovini et al Hall et al und McGirt et al stellten eine h here Morbiditat bei Benutzung mehrerer Trajekte gegen ber einem einzigen fest Callovini 1998 Hall 1998 McGirt 2005 5 15 27 Die von Dorward et al beschriebenen Infektionen betrafen den Harntrakt Thorax und Abdomen sowie eine Sepsis und lediglich eine Wundinfektion Diese Komplikationen k nnen nach jedem Eingriff im Rahmen eines Krankenhausaufenthaltes auftreten Die vermehrte Haufigkeit bei rahmengest tzten Biopsien steht damit nicht im unmittelbaren Zusammenhang mit der Operationstechnik Vielmehr k nnte der langere Klinik und intensivstation re Aufenthalt in dieser Patientengruppe die Infektionshaufung verursacht haben Dorward 2002 8 58 4 6 5 OP Dauer Patientenaufenthaltsdauer in der Klinik Daten zur zeitlichen Dauer sowohl des operativen Eingriffs der Vorbereitungszeit als auch des Klinikaufenthalts divergieren in der Literatur deutlich So beschrieben Dorward et al eine deutlich l ngere An sthesie Dauer f r rahmengest tzte stereotaktische Biopsien w hrend Smith et al diesen Zusammenhang genau umgekehrt berichteten Dorward 2002 Smith 2005 8 42 Diese kontroversen Ergebnisse kommen durch verschiedene Praktiken der Durchf hrung der Eingriffe zustande Wahrend in Dorwards Untersuchungen alle Patienten in Vollnarkose operiert wurden der Stereotaxiering nach Beginn der Narkose angelegt mit d
30. er Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab Reflektorkugeln an Pointer und VarioGuide 75 entspr Abb Nr 3 Riechert Mundinger Rahmen Inomed Medizintechnik GmbH Teningen Deutschland mit Zielb gel zur Trajektplanung Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Screenshot VectorVision amp CT Darstellung des Phantoms mit 11 geplanten Biopsietrajekten auf den Zielpunkt Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2012 VarioGuide Bausatz Instrumenten Benutzerhandbuch Kranial HNO der Firma Brainlab Stand 16 11 12 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab 76 Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2012 Gelenk 1 des VarioGuides Drehscheibengelenk Instrumenten Benutzerhandbuch Kranial HNO der Firma Brainlab Stand 16 11 12 Mit freundlicher Genehmigung
31. er Hand Augen Koordination im dreidimensionalen Raum Die Anzahl der Biopsien welche zu keinem diagnostischen Ergebnis f hrten lag mit 1596 signifikant ber den Werten welche durch die rahmengest tzte Stereotaxie bereits etabliert waren Untersuchungen u a von Dorward et al Smith et al und weiteren beschreiben histologisch eindeutige pathologische Ergebnisse in 9096 bis ber 95 der Biopsien unter Verwendung einer fixierbaren Instrumentenf hrung und Optimierung der Referenzierungsgenauigkeit von Bilddatensatz und Patient Barnett 1999 Dorward 2002 Hall 1998 Ranjan 1993 Regis 1996 Smith 2005 Swain 1998 Thomas 1989 Wild 1990 Woodworth 2006 51 2 8 15 36 37 42 44 45 51 53 Durch verschiedene bereits f r anderweitige operative Eingriffe verwendete Instrumentenhalter wie z B dem Leyla Arm oder Greenberg Halter Barnett 1999 Gralla 2003 Grunert 2002 Smith 2005 2 12 13 42 wurde versucht eine bessere Stabilitat durch die F hrung der Biopsienadel und somit ein praziseres Vorschieben der Nadel zu erreichen Die diagnostische Effektivitat kann hierdurch auf 89 bis ber 9896 erh ht werden Die rahmenlose Biopsie wird somit vergleichbar mit der ranmengest tzten Methode Jedoch sind die Instrumentenhalter teilweise in ihrer Man vrierf higkeit eingeschrankt bzw nicht ausreichend arretierbar Um diese Fehlerquellen zu minimieren und somit noch bessere Ergebnisse sowohl in Pr zision als auch Komplikationen betref
32. er image guided stereotactic brain biopsy a risk assessment of 270 cases J Neurosurg 102 2005 897 901 M sges R Schl ndorff G A new imaging method for intraoperative therapy control in skull base surgery Neurosurgery Rev 11 1988 245 247 Lerch K D Schaefer D Allgemeine Stereotaxie f r Neurochirurgen In Neurochirurgie Handbuch f r die Weiterbildung und interdisziplinares Nachschlagewerk Moskopp D Wassmann H Hrsg Schattauer Verlagsges Stuttgart New York 2005 1 Nachdruck Kapitel 4 3 239 247 Nauta H J Error assessment during image guided and imaging interactive stereotactic surgery Comp Med Imaging Graph 18 1994 279 287 Ostertag C B Mennel H D Kiessling M Stereotactic biopsy of brain tumors Surg Neurol 14 1980 275 283 69 32 33 34 35 36 37 Paleologos T S Dorward N L Wadley J P Thomas D G Clinical validation of true frameless stereotactic biopsy analysis of the first 125 consecutive cases Neurosurgery 49 2001 830 837 Price R The advantages of frameless stereotactic biopsy over frame based biopsy Br J Neurosurg 17 2003 90 91 Quinones Hinojosa A Ware M L Sanai N McDermott M W Assessment of image guided accuracy in a skull model comparison of frameless stereotaxy techniques vs frame based localization J Neurooncol 76 2006 65 70 Raabe A Krishnan R Wolff R Hermann E Zimmermann M Seifert V Laser
33. erzu benutzte er Fiducial Marker welche an standardisierten Stellen am Sch del befestigt wurden anatomische Landmarken und die Oberfl chenregistrierung Diese Registriertechniken wurden separat und kombiniert 54 getestet und die alleinige Nutzung von Fiducial Markern als die genaueste Registriermethode identifiziert Abweichung im Mittel 2 07mm 0 52mm Weniger genau zeigt sich die Oberflachenregistrierung in Kombination mit Fiducial Marker Verwendung Abweichung im Mittel 3 39mm 1 13mm Oberflachen plus anatomische Landmarken erzielten eine akzeptable Phantom Bilddeckung Abweichung im Mittel 3 92mm 1 00mm wohingegen die anatomische Landmarkenregistrierung die gr te Abweichung aufwies Abweichung im Mittel 4 65mm 2 49mm Helm 1998 17 hnliche Ergebnisse erhielten auch Troitzsch et al in ihren Phantomversuchen wo sie eine signifikant kleinere Abweichung vom Zielpunkt bei der Marker gegen ber der Oberflachen Laserregistrierung feststellten Troitzsch 2003 46 Weiterhin untersuchten Helm et al die Auswirkung des Kopfareals an welchem die Registrierung durchgef hrt wird auf die Genauigkeit Durch Untersuchungen an einem Phantomkopf stellten sie fest dass die Registrierungsungenauigkeit vom Gesicht in Richtung Hinterkopf signifikant zunimmt mit Ausnahme der ausschlieBlichen Fiducial Marker Registrierung F r die Praxis heisst das dass Patienten in Bauchlage mit Gesichtsrichtung zum Boden nur mit Hilfe von F
34. eschrankt m glich ist Muss eine sofortige Kraniotomie z B bei entstandener ein oder beidseitiger Mydriasis w hrend des Eingriffs stattfinden ist der Operateur gezwungen ohne Navigationssystem fortzufahren Vor allem in der N he eloquenter Hirnareale erh ht sich das Risiko f r Morbiditat und Mortalit t signifikant ohne intraoperative Neuronavigation Bucholz 1993 4 4 6 Rahmenlose Stereotaxie In den sp ten 80er Jahren wurde durch Schl ndorff M sges Kosugi und Watanabe die rahmenlose Stereotaxie in die klinische Praxis eingef hrt Grunert 2002 Kosugi 1988 M sges 1988 Schl ndorff 1987 Watanabe 1987 13 23 28 39 49 Bei der rahmenlosen Stereotaxie ist kein rigider fest mit dem Patientenkopf verbundener Rahmen als Referenz notwendig Die Trajektplanung erfolgt an einem Navigationsbilddatensatz ohne fixierten sch delexternen Bezugspunkt zeitlich unabh ngig vom eigentlichen operativen Eingriff Man nutzt hierbei die bei offenen 93 neurochirurgischen Eingriffen schon seit langer Zeit etablierte Neuronavigation Henderson 1997 Maciunas 1994 Sipos 1996 19 25 41 Das neue System der rahmenlosen Stereotaxie muss dem Vergleich mit der bisherigen Standardmethode der rahmengest tzten stereotaktischen Biopsie standhalten in Hinblick auf 1 Pr zision 2 Rigidit t 3 Flexibilit t 4 Komplikationen 5 Operations sowie Patientenverweildauer in der Klinik und 6 Effizienz Grunert 2002 13 4 6 1 Pr
35. f r Zeiteinsparung dar Wie lange sich der Patient stationar in einer Klinik befindet hangt von mehreren Faktoren ab und stellt sich daher heterogen in der Literatur dar Vom operativen Eingriff unabhangige Parameter sind zum Beispiel die Komorbiditat welche vor allem bei lteren Patienten eine groBe Rolle spielt das Alter soziales Umfeld und die Einschr nkung welche die zu biopsierende bzw behandelnde intrakranielle Raumforderung verursacht Komplikationen welche durch die Operation selbst ausgel st werden wie etwa intrakranielle Blutungen welche mitunter eine kurzzeitige intensivmedizinische Versorgung notwendig machen verl ngern den Klinikaufenthalt deutlich Hinzu kommen postoperative Komplikationen wie etwa ein Harnwegsinfekt eine Lungenembolie oder Pneumonie nach l ngerdauernder Beatmungspflichtigkeit Dorward 2002 8 Entsprechend der h heren Komplikationsrate bei rahmengest tzten Biopsien in Dorwards Studie betrug die mittlere Krankenhausaufenthaltsdauer 6 5 Tage gegen ber 4 1 Tage bei rahmenloser Biopsie Smith stellte trotz ebenfalls niedrigerer Komplikationsrate bei rahmenlos biopsierten Patienten eine l ngere Aufenthaltsdauer von 6 1 Tagen gegen ber 3 3 Tagen nach Biopsie fest Smith 2005 42 Ein eindeutiger Vorteil einer der beiden Methoden zeigt sich nach diesen Untersuchungen nicht 60 4 7 berblick rahmengebundene versus rahmenlose stereotaktische Biopsie Im direkten Vergleich der beiden Stereo
36. fehler von 0 68mm einem skalaren Fehler von 1 44mm in unserem Phantommodell und einer maximalen Abweichung von 5mm vom Zielpunkt liegen unsere Ergebnisse im Bereich etablierter rahmenloser und rahmengebundener Systeme Der verwendete Bilddatensatz bestand aus 0 65 mm dicken axialen computertomographischen Schichten Die Registrierung des Phantoms erfolgte ber eine Landmarken Registrierung F r rahmengebundene Stereotaxien werden in Abh ngigkeit vom verwendeten Bilddatensatz Lokalisationsfehler zwischen 0 4 und 6 6 mm angegeben Galloway 1991 Maciunas 1994 Quinones Hinojosa 2006 Walton 1996 Walton 1997 9 25 34 47 48 rahmenlose Modellversuche ergeben Fehler zwischen 0 33 und 3 86 mm Dorward 1999 Henderson 2004 Quinones Hinojosa 2006 Steinmeier 2000 7 18 34 43 In vivo Messungen zeigen einen linearen Lokalisationsfehler von 2 3 mm Dorward 1999 7 Aus der maximal gemessenen Entfernung zum Zielpunkt ergibt sich in unserem Modellversuch f r kugelige Objekte mit einem Volumen von 0 524 cm bei einem Durchmesser von 10mm eine theoretische 100 ige Trefferwahrscheinlichkeit In unserer Patientenstudie werteten wir Komplikationen Morbiditat Mortalitat und die Anzahl der zur Diagnose f hrenden Gewebeproben aus Als Komplikationen stellten wir bei zwei Patienten in der postoperativen Bildgebung eine intraparenchymale Blutung im Bereich des Biopsietrajekts fest und bei einem Patienten drei postoperativ aufgetretene zerebrale Kram
37. fend zu erm glichen wurden spezielle arretierbare Instrumentenhalter bzw f hrungen entwickelt Unter Benutzung dieser Systeme ist der Name stereotaktische Biopsie entsprechend der bereits in der Einleitung beschriebenen Definition gerechtfertigt Jedoch ist die Platzierung und Ausrichtung ber dem Bohrloch noch immer der freien Hand Augen Koordination berlassen 4 5 Stereotaktische Biopsie Stereotaktische Biopsien wurden bis Ende der 80er Jahre mit Hilfe von Stereotaxierahmen z B Cosman Roberts Wells oder Brown Roberts Wells Rahmen durchgef hrt Callovini 1998 Hall 1998 Woodworth 2006 5 15 53 Um das Biopsietrajekt errechnen zu k nnen ist die unmittelbar pr operative Bildgebung des Patienten mit angeschraubtem Stereotaxierahmen notwendig Da die Patienten in einigen Kliniken schon zum Anlegen des Rings eine Vollnarkose erhalten ist ein An sthesist zur Erstellung des Bilddatensatzes gebunden Erst nach Erstellung der CT bzw MRT Bilder ist die Trajektplanung m glich Danach kann der eigentliche operative Eingriff beginnen Apuzzo 1987 Dorward 2002 Hall 1998 Ostertag 1980 Ranjan 1993 Regis 1996 Swain 1998 Thomas 1989 Wild 1990 Woodworth 2006 1 8 15 31 36 37 44 45 51 53 Der personelle Aufwand ist in Kliniken in denen der Eingriff in lokaler Analgesie durchgef hrt wird geringer Die Zeit im Operationssaal wird deutlich verk rzt da das Anlegen des Rings auch auf Station erfolgen kann jedoch bedeute
38. fgabe zuteil wurde F r die Bereitstellung meines Dissertationsthemas wertvolle fachliche Diskussionen und Anregungen sowie die Durchsicht dieser Arbeit gilt ihm ein ganz besonderer Dank Prof Dr Bernhard Meyer der mir die M glichkeit gab in seiner Abteilung die Messungen f r diese Arbeit durchzuf hren und Patientendaten zu erheben Der Abteilung f r Radiologie des Klinikums Rechts der Isar f r ausnahmslose Kooperation und bereitwillige auBerplanm Bige CT und MRT Diagnostik Dem OP Personal der neurochirurgischen Abteilung des Klinikums Rechts der Isar welches uns bei der Durchf hrung der Biopsien instrumentierend und als Springer unterst tzte Ein ganz besonderer Dank gilt meinen Eltern und meinen beiden besten Freundinnen Dr Christine Hosp und Dr Susanne Rainer die mich stets motivierten und b rokratische H rdenl ufe mit mir unternahmen 85
39. g der rahmenlosen Stereotaxiesysteme Dorward 2002 8 Die unterschiedlichen perioperativen Praktiken f hren zu verschiedensten Ergebnissen hinsichtlich der Narkosedauer Einige Kliniken scheinen ein zeitaufwendiges Setup der Neuronavigation zu betreiben wie aus den Narkosezeiten hervorgeht Wird ein entsprechend leicht zu handhabendes Equipment benutzt k nnen die OP Zeiten mit der rahmenlosen Stereotaxie deutlich reduziert werden gegen ber der rahmengebundenen welche in den meisten Kliniken in Vollnarkose durchgef hrt wird und somit die Erstellung des Bilddatensatzes in die Narkosedauer einflie t Dorward 2002 Gralla 2003 Paleologos 2001 Smith 2005 8 12 32 42 61 4 8 Ergebnisvergleich unserer zu Vorstudien Etliche Studien untersuchten die Ergebnisse der rahmenlosen navigationsgest tzten stereotaktischen Biopsie im Vergleich zur traditionellen ranmengebundenen Das Resultat dieser Untersuchungen stellt die neue Methode gleichberechtigt neben die traditionelle in einigen Punkten zeigten sich sogar bessere Ergebnisse Unsere Studie zielte daher nicht alleine auf die X Gegen berstellung von der rahmengebundenen zur rahmenlosen Stereotaxie ab Vielmehr berpr ften wir die Pr zision Komplikationen und klinische Praktikabilitat des neuen arretierbaren und ber die Neuronavigation exakt positionierbaren VarioGuides der Firma Brainlab und ziehen Vergleiche zu Voruntersuchungen Mit einem mittleren linearen Lokalisations
40. gewebe handelte und somit ber weitere Gewebeentnahme an gleicher oder anderer Stelle oder die Beendigung der Operation Der Rest des Gewebes wurde zur Fixierung und sp teren eingehenderen neuropathologischen Begutachtung mit entsprechenden Spezialf rbungen incl Immunhistochemie in das Institut f r Pathologie eingesandt 2 2 5 Erhobene Parameter F r jede durchgef hrte Biopsie wurden die Daten des Patienten mit Name Geschlecht und Alter Datum der Operation und Lokalisation der zu biopsierenden Raumforderung dokumentiert Sie wurden konsekutiv nummeriert Der gr te Durchmesser in axialer sagittaler und coronarer Richtung wurde gemessen und das Volumen der Lasionen anhand der dreidimensionalen Bilddatens tze errechnet Wir vermerkten die L nge jedes pr operativ geplanten Trajekts vom Eintritts zum Zielpunkt und die entsprechend zur Planung verwendete Bildgebung Wir notierten die Anzahl der ben tigten Biopsienadelplatzierungen Die vom Pathologen gestellten histologischen Diagnosen der Gewebeproben wurden in die Datenliste eingef gt Jede intraoperativ oder im postoperativen Verlauf aufgetretene Komplikation wurde unter Ber cksichtigung verursachter klinischer Symptome bzw ausschlieBlicher bildgebender Darstellung des Befundes aufgelistet Intraoperative technische Probleme wie z B die Notwendigkeit einer erneuten Registrierung bei Bewegung des Kopfes in der Kopfklemme wurden beschrieben 38 Zusammenfassung der wichtigs
41. ich gegen ber den Varianten unterlegen bei denen die Einstellung der beweglichen Einheiten des Biopsiearms durch die Navigation berpr ft werden kann Dorward 1997 6 Um die Ungenauigkeit einer Freihand Einstellung zu minimieren wurde ein spezieller Biopsiearm welcher mit Hilfe der Navigation und durch ein Computermen gesteuert entsprechend des geplanten Trajekts eingestellt und in dieser Position arretiert werden kann entwickelt Mit Hilfe dieses neuen Arms f hrten wir sowohl unsere Versuche am Modell als auch die Biopsien an unseren Patienten durch 56 4 6 3 Flexibilitat Die Flexibilit t der rahmenlosen Stereotaxie berwiegt deutlich der der rahmengebundenen Zum einen kann der rigide Rahmen schon bei der eigentlichen Biopsie ein Hindernis f r die freie Trajektwahl darstellen zum anderen muss er sollte eine Kraniotomie notwendig werden entfernt werden Dorward 1999 Dorward 2002 7 8 Betrachtet man Flexibilit t auch im Sinne des praoperativen Managements ist die rahmenlose Biopsie durch die Entkopplung von Bildgebung und Operation eindeutig vorteilhafter als raamengebundene Eingriffe Dorward 2002 8 Sollte intraoperativ z B bei zu geringer diagnostischer Aussagekraft des biopsierten Gewebes die Erstellung eines neuen Trajekts notwendig werden kann dies bei navigationsgest tzten rahmenlosen Biopsien direkt am Bildschirm des Navigationssystems vorgenommen werden um weitere Biopsien aus einem neuen
42. iducial Markern registriert werden sollten Helm 1998 17 Die Anordnung sowie Anzahl der Fiducial Marker hat ebenfalls einen Einfluss auf die Referenzierungsgenauigkeit So berichteten Steinmeier et al einen geringeren Lokalisationsfehler bei generalisierter Verteilung einer gr eren Anzahl von Markern auf dem Phantom Das Verteilungsmuster der Marker hat hierbei den gr eren Einfluss auf die Genauigkeit als die Anzahl der Marker mit kleinerer Abweichung bei generalisierter Verteilung Einzig f r ein bestimmtes Navigationssystem die Stealth Station amp Medtronic Minneapolis Minnesota USA scheint eine im Cluster angeordnete Markerverteilung vorteilhafter zu sein Steinmeier 2000 43 In der funktionellen stereotaktischen Neurochirurgie bei der Elektroden zur tiefen Hirnstimulation z B im Nucleus subthalamicus oder Globus pallidus internus platziert werden ist aufgrund der geringen Gr e des Zielareals sowie eng benachbarter funktioneller Hirnareale h chste Pr zision bei der Elektrodenplatzierung gefordert Holloway et al zeigten mittels eines pra und postoperativen Bilddatenvergleichs in einer klinischen Phase Studie keinen signifikanten Unterschied der Genauigkeit der Elektrodenlage zwischen rahmengebundener und rahmenloser Stereotaxie Holloway 2005 21 55 4 6 2 Pr zision und Rigiditat Um ein Verfahren tats chlich als Stereotaxie bezeichnen zu k nnen muss eine pr zise F hrung feiner Instrumente zu
43. ielpunkt nur in wenigen F llen auf Vier Messungen ergaben eine Abweichung von gr er drei Millimeter und kleiner f nf Millimeter Diese Distanz zum Zielpunkt wurde nur in einer Achse gemessen sodass von insgesamt 387 Messwerten jeweils 129 in x y und z Achse nur in 1 29 eine Abweichung gr er als 3mm bestand Unsere Messungen ergaben eine 99 22 ige Trefferwahrscheinlichkeit bei Kugeln eines Volumens von 0 268cm d h bei einem Durchmesser von acht Millimetern Reduziert man jetzt weiterhin das Kugelvolumen auf 0 113cm Durchmesser sechs Millimeter ist die Trefferquote immer noch bei 96 12 F r einen Kugeldurchmesser von vier Millimetern ergibt sich ein Volumen von 0 033cm und nur noch eine Trefferwahrscheinlichkeit von 87 6 Eine Raumforderung mit einem Durchmesser von zwei Millimetern und Volumen von 0 0042cm sollte mit dem rahmenlosen 46 Biopsiesystem nicht mehr biopsiert werden es ergibt sich hierf r eine Trefferwahrscheinlichkeit von nur 55 04 eo e Q gt o N T 2 c o Z N eo 2 o o L d o gt a a o Lesion size mm Graph Nr 2 Darstellung der Trefferwahrscheinlichkeit in Abh ngigkeit von der L sionsgr e 3 2 Resultate der Patientenstudie In die prospektive Kohortenstudie wurden 27 Patienten hierunter elf Frauen und 16 Manner mit intrakraniellen Lasionen eingeschlossen Insgesamt f hrten wir 28 Biopsien durch Der j ngs
44. iesem die Bildgebung durchgef hrt und anschlieBend das Trajekt geplant wurde verwendeten Smith et al nur eine lokale An sthesie wodurch der Ring bereits auf Station angelegt mit diesem die Bildgebung durchgef hrt wurde und bereits vor Eintreffen des Patienten im Operationssaal die Trajektplanung abgeschlossen werden konnte So dauerten rahmengest tzte Eingriffe in Dorwards Studie im Schnitt 127 4 min wahrend Smith et al 114 min ben tigten Werden die reinen OP Zeiten miteinander verglichen lasst sich mit 56 3 min bei Dorward und 54 min bei Smith kein signifikanter Unterschied feststellen Bei den rahmenlosen Biopsien unterscheiden sich die Arbeitsgruppen erheblich in ihrem Zeitaufwand sowohl f r das pr operative Setup als auch f r den eigentlichen Eingriff Gralla et al arbeiteten mit dem Stealth Station amp Neuronavigationssystem ben tigen 92 min f r den Eingriff und warteten davon etwa 52 min auf die Schnellschnittdiagnose des Neuropathologen Gralla 2003 12 Paleologos et al verwendeten den Easy Guide Neuro und erreichten eine OP Dauer von etwa 99 min wobei die Schnitt Naht Zeit 51 7 min betrug Paleologos 2001 32 Smith et al benutzten drei verschiedene Neuronavigationssysteme Stealth Station amp Brainlab VectorVision und ISG Viewing Wand wof r jedoch keine gesonderte Aufschl sselung der Ergebnisse vorgenommen wurde 9596 dieser Patienten wurden in Allgemeinnarkose operiert 5 in Lokalanasthesie mit leichter
45. imulators einen CT Navigations Datensatz in 0 65mm Schichtdicke mit 0 Gantry Kippung anfertigen Den Bilddatensatz bertrugen wir in die Planungssoftware iPlan 2 5 15 2 1 3 Registrierung Als Navigationssystem diente uns das Kolibri Modell der Firma Brainlab welches mit zwei Infrarotkameras ausgestattet ist Die Gegenstandserkennung durch Kameras aus zwei verschiedenen Blickwinkeln ist f r die dreidimensionale Informationsermittlung notwendig 1 Abb Nr 4 Kolibri Navigationssystem der Firma Brainlab Brainlab 2010 Das Kolibri Navigations System positionierten wir im Raum so dass das zwei ugige Kamerasystem auch w hrend der Messungen flexibel variiert und neu ausgerichtet werden konnte Wir platzierten unser Phantom Modell auf einem Stereotaxie Operationstisch Um das Objekt im Raum Phantom Modell mit dem virtuellen Objekt CT des Phantom Modells welches aus dem Bilddatensatz errechnet wurde zu fusionieren sind eine fixierte und eine flexible Referenz notwendig Beide Instrumente sind standardisiert und in der Software integriert Die fixierte Referenz wird aus 3 Kugeln gebildet welche mit einer k rnigen reflektierenden Struktur berzogen sind 16 Abb Nr 5 Abb Nr 6 Referenzstern Reflektorkugeln der Firma Brainlab Ringel 2009 Brainlab 2010 Die Firma Brainlab hat als feste Referenzeinheit einen dreistrahligen Stern gew hlt welcher in festem Bezug zum zu referenzierenden Obje
46. intraven ser Sedierung Die Zeit im Operationssaal betrug 185 min im Mittel die Schnitt zu Naht Zeit 93 min Smith 2005 42 Dorward et al f hrten ihre Neuronavigation mit Hilfe des Easy Guide Neuro durch und alle Patienten wurden in Vollnarkose operiert Die Narkosezeit betrug im Schnitt 54 2 min Dorward 2002 8 Dieser enorme zeitliche Unterschied der Arbeitsgruppen l sst eine einfachere und schnellere 39 Handhabung des Easy Guide Neuro gegen ber der Stealth Station amp Brainlab Vector Vision oder des ISG Viewing Wand Navigationssystems vermuten Hierbei ist jedoch zu beachten dass bei den verschiedenen Arbeitsgruppen auch unterschiedliche Eckdaten als Zeitmarke verwendet wurden und somit die unmittelbare Vergleichbarkeit nicht gew hrleistet ist Einige Kliniken notieren die Narkosedauer andere die Zeit im Operationssaal und Schnitt zu Naht Zeit oder es wird von der Operationszeit berichtet Es kann nur gesch tzt werden wie lange die Wartezeit auf die histologische Schnellschnittdiagnose bei Dorward et al Paleologos et al oder Smith et al betrug Eine etwaige Lernkurve welche sich auf die OP Dauer auswirkt haben Smith et al nicht feststellen k nnen Smith 2005 42 Vergleicht man nun die OP Zeiten der rahmengest tzten und rahmenlosen Eingriffe l sst sich bei Dorward et al kein signifikanter Unterschied feststellen Dorward 2002 8 Die Praktik der lokalen vs Vollnarkose stellt den entscheidenden Faktor
47. k ber die Auswertung der Messwerte gibt die Tabelle Nr 5 Der skalare Fehler wurde mit der Formel S Vx y z berechnet Auswertung der Messwerte X Y Z XYZ Skalar 0 94186047 0 61821705 0 48255814 0 68087855 1 43795682 2 2 5 5 47722558 0 0 0 0 0 Standardabweichung 1 00706083 0 55470072 0 45947708 0 73862444 0 98132621 Median 0 5 0 5 0 5 0 5 1 25 Tabelle Nr 5 Auswertung der Messwerte Eine Korrelation zwischen den Abweichungen der einzelnen Achsen konnte in einer Regressionsanalyse ausgeschlossen werden 44 c 9 k 2 o o o o o o i F X direct Y direct Z direct X Y Z Scalar Graph Nr 1 Whisker Diagramm der Messwertverteilung Die gr te Abweichung vom Zielpunkt zeigte sich in der x Achse mit 5mm in die als positiv und 1 5mm in die als negativ bezeichnete Richtung die der brigen Achsen blieben in der positiven Abweichung jeweils deutlich kleiner Ringel 2009 Die Abweichung in der x Achse von 5mm in die positive und 1 5mm in die negative Richtung entspricht einer Gesamtdistanz von 6 5mm Nimmt man diese Distanz als Durchmesser d 6 5mm f r eine hypothetische Kugel und verlegt den definierten Zielpunkt in deren Mitte liegen die maximalen Abweichungen in der y und z Achse mit r 3 25mm innerhalb dieser Kugel Das bedeutet f r unseren Versuch dass eine Kugel welche einen Durchmesser von 6 5mm und somit ein Volumen von 0 144cm hat rechnerisch immer mit de
48. kt steht Der Pointer ist das bewegliche Referenzierungsinstrument Dieses besteht aus zwei Reflektorkugeln welche in einer Geraden zur Spitze des Pointers angeordnet sind Abb Nr 7 Reflektorkugeln an Pointer und VarioGuide 17 Die Infrarotkameras senden Lichtwellen im Bereich von 750nm bis 3000nm aus An der Oberfl che der Kugeln werden die Lichtwellen reflektiert und von den Kameras durch die jeweilig zwei verschiedenen Ein und Ausfallwinkel f r jeden einzelnen Punkt als dreidimensionales Objekt wahrgenommen Der Riechert Mundinger Ring kann mittels Oberflachenerkennung durch Aufsuchen markanter Strukturen wie etwa schmaler Vertiefungen mit dem Pointer referenziert werden 2 1 4 Definition von Trajektorien Zur Trajektplanung f hrten wir den Pointer in die Sondenhalterung des Zielb gels ein Der Zielpunkt wird als Punkt im Raum bei dem der Zielpunktsimulator in der x y und z Achse auf Null steht definiert Somit ist er f r jedes Trajekt gleich Der Startpunkt wird durch Verschieben der Sondenhalterung auf dem Zielb gel in 10 Schritten variiert Dies wird in horizontaler 90 Ausrichtung des Zielb gels und in gleicher Weise bei Neigung des B gels in 80 70 und 60 vorgenommen Insgesamt werden auf diese Weise 43 verschiedene Trajekte geplant Die Lange eines jeden Trajekts betr gt 150mm Der Zielpunkt bleibt f r jedes Trajekt an gleicher Position Abb Nr 8 entspr Abb Nr 3 Riechert
49. m Zielpunkt zeigt sich in der x Achse mit 5mm in die als positiv und 1 5mm in die als negativ bezeichnete Richtung die der brigen Achsen bleiben in der positiven Richtungsachse jeweils deutlich kleiner Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins 2 Darstellung der Trefferwahrscheinlichkeit in Bezug auf die L sionsgr e Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams Wilkins 83 Die Klinik erhielt keine finanzielle oder materielle Zuwendung f r die Durchf hrung der Studie Inhalte dieser Dissertation wurden bereits im Journal Neurosurgery ver ffentlicht Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 84 10 Danksagung Ich danke allen die mir bei der Durchf hrung dieser Arbeit behilflich waren insbesondere Privatdozent Dr Florian Ringel dem als Doktorvater und Betreuer zugleich eine arbeitsintensive Au
50. mm 35 0 5 2 0 75 35 1 25 1 5 4 1 2 0 25 1 25 0 25 0 5 0 5 0 25 2 2 0 25 A EI o o o 0 5 1 5 0 25 0 25 0 25 1 0 5 0 5 0 25 0 25 0 5 0 5 0 5 0 75 M Messung Nr Traj Trajekt HW horizontaler Winkel SW senkrechter Winkel ins L minimale Instrumentenl nge 11 Joint 1 Getenk 1 12 1 J0in12 1 Gelenk 21 12 2 cint2 2 Gelenk 2 2 13 Joint3 Getenk3 ZPA Zieipunktabweichung estimatec target deviation von VectorVision angegeben X gemessene Abweichung in Ger X Achse Y gemessene Abweichung in cer Y Achse Z gemessene Abweichung in Ger Z Achse Tabelle Nr 4 Trajekte 1 44 Werte der dritten Messrunde 43 Wie aus den Tabellen Nr 2 4 zu ersehen variiert der Startpunkt vom Ziel von 136mm bis 218mm bei einer mittleren Distanz von 183mm 19mm Standardabweichung Neben der von uns gemessenen Abweichung vom Zielpunkt erhielten wir durch die VectorVision 8 Software errechnete theoretische Abweichungen Diese reichten von 0 1mm bis 3 6mm mittlere Abweichung 0 52mm 0 44mm Wir f hrten Messungen der x y und z Abweichungen durch und erhielten f r die x Achse Abweichungen von 1 5mm bis 5mm mittlere Abweichung 0 94mm 1 0mm in der y Achse 2mm bis 1 5mm Mittlere Abweichung 0 62mm 0 55mm und in der z Achse 2mm bis 2mm mittlere Abweichung 0 48mm 0 46mm wie aus den Tabellen Nr 2 4 ersichtlich Einen berblic
51. n 40 1978 223 232 4 Bucholz R D Smith K R A comparison of sonic digitizers vs light emitting diode based localization In Maciunas R J ed Interactive image guided neurosurgery Neurosurgical topics series Park Ridge IL AANS Publications 1993 179 200 5 Callovini G M Sherkat S Rinaldi A Santucci N Gazzeri G Stereotactic guided microsurgical removal of lesions without cortical appearance planned by three dimensional CT reconstruction limits and advantages of the frame based technique Minim Invasive Neurosurg 41 1998 187 193 65 Dorward N L Alberti O Dijkstra A Buurman J Kitchen N D Thomas D G Clinical introduction of an adjustable rigid instrument holder for frameless stereotactic interventions Comput Aided Surg 2 1997 180 185 Dorward N L Alberti O Palmer J D Kitchen N D Thomas D G Accuracy of true frameless stereotaxy in vivo measurement and laboratory phantom studies Technical note J Neurosurg 90 1999 160 168 Dorward N L Paleologos T S Alberti O Thomas D G The advantages of frameless stereotactic biopsy over frame based biopsy Br J Neurosurg 16 2002 110 118 Galloway R L Jr Maciunas R J Latimer J W The accuracies of four stereotactic frame systems an independent assessment Biomed Instrum Technol 25 1991 457 460 Germano Queenan J V Clinical experience with intracranial brain needle biopsy using frameless surgi
52. n ed ca ae bcd eue 14 2 Material und Methoden sssssssssse 14 2 1 Phantom Studie LE 14 2 1 1 14 2 1 2 Bilddatensatz sss pieno x tia cent eR dE 15 2 1 32 Spice 16 2 1 4 Definition von Trajektorien ur rote ute e oeque uetus 18 2 1 5 ddp A E A E REAA 19 21 6 Biopsienadel ia a A Ua 23 2 1 7 Stereotaxiesimulation zarten 24 2 1 8 Bestimmung der Zielpunktgenauigkeit nennen 26 2 2 Kinisehe SII Eu i 28 2 2 1 Studiendesign 28 2 2 2 Patienten hers hi at ea ta aie be cence bet tas duds 28 2 2 3 Bildmaterial in klinischer Studie eeseeseesssssssss 28 2 2 4 Durchf hrung der Biopsie 2444444000nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennnnnnnnnnnn 29 2 2 5 Erhobene Parameter ccccccccccececcecceeececcceceececeaeecueceeceeeeseaueceecaeeneeeaees 38 2 2 6 Volumenbestimmung der L sionen ccceeeeeeeeeeeeeeneeeeeeeeeeeeeeeeenaaees 40 3 Erdebrilsse n a ad dua CA Ma 40 3 1 Resultate der Phantom basierten Versuche 40 3 2 Resultate der Patientenstudie u 4444444444400nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 47 4 DISKUSSION ana as ae Ver E 49 Add Die Biopsie
53. n patients undergoing image guided craniotomies J Neurosurg 86 1997 367 Henderson J M Holloway K L Gaede S E Rosenow J M The application accuracy of a skull mounted trajectory guide system for image guided functional neurosurgery Comput Aided Surg 9 2004 155 160 Holloway K L Gaede S E Starr P A Rosenow J M Ramakrishnan V Henderson J M Frameless stereotaxy using bone fiducial markers for deep brain stimulation J Neurosurg 103 2005 404 413 Jackson R J Fuller G N Abi Said D Lang F F Gokaslan Z L Shi W M Wildrick D M Sawaya R Limitations of stereotactic biopsy in the initial management of gliomas Neuro oncol 3 2001 193 200 Kosugi Y Watanabe E Goto J An articulated neurosurgical navigation system using MRI and CT images IEEE Trans Biomed Eng 35 1988 147 152 Maciunas R J Intraoperative cranial navigation In Loftus C M ed Clinical neurosurgery 43 1996 Baltimore Williams and Wilkins 353 381 68 25 26 27 28 29 30 31 Maciunas R J Galloway R L Jr Latimer J W The application accuracy of stereotactic frames Neurosurgery 35 1994 682 695 Marshall L F Jennett B Langfitt T W Needle biopsy for the diagnosis of malignant glioma JAMA 228 1974 1417 1418 McGirt M J Woodworth G F Coon A L Frazier J M Amundson E Garonzik l Olivi A Weingart J D Independent predictors of morbidity aft
54. nauigkeit der Fusion zwischen virtuellem und realem Objekt gef llt werden Der VectorVision selbst teilte seine Einsch tzung des Erfolgs dieses Arbeitsschrittes ber den Bildschirm mit Bei ungen gender bereinstimmung erfolgte die nochmalige Registrierung 30 Abb Nr 22 Aufbau des Navigationssystems im Operationssaal Patient in Bauchlage Fiducials am Hinterkopf War die Registrierung erfolgreich wurde mit dem Pointer der Eintrittspunkt des geplanten Trajekts aufgesucht und markiert Mit dem off set tip wurde das Ende des Pointers optisch verl ngert und somit ein Blick in den Sch del bis zur zu biopsierenden Lasion gew hrt So konnte das geplante Biopsietrajekt nochmals berpr ft werden 3l Abb Nr 23 entspr Abb Nr 7 berpr fung des geplanten Biopsietrajekts vor Hautschnitt mit dem Pointer Nach Fertigstellung der pr operativen Planung konnte der unsterile Referenzstern entfernt werden Die Haare in einem Hautareal von etwa f nf auf zwei Zentimeter um den Eintrittspunkt wurden rasiert die Haut mittels Benzin entfettet eine erneute endg ltige Markierung des geplanten Hautschnittes mit wasserfestem Marker vorgenommen und die benachbarten Haarpartien mit desinfizierendem Haargel aus dem Operationsgebiet gek mmt Dann steriles Abwaschen und fixieren von sterilen Baucht chern mit Hautklammern sodass keine Haare im Operationsgebiet sichtbar waren Anschlie end Abkleben mit sterilen T chern und
55. nes Biopsietrajekts ist eine spezielle Navigationssoftware notwendig Zunachst wird der Zielpunkt der Biopsie auf einer Bildebene markiert und durch die Software automatisch auf allen drei Ebenen angezeigt AnschlieBend wird der Eintrittspunkt f r die Biopsienadel an der Sch delkalotte bestimmt und das aus Eintrittspunkt und Zielpunkt entstandene Trajekt angezeigt Bei der Evaluation des Verlaufs des Stichkanals Trajektes durch das Hirngewebe k nnen zu schonende Strukturen wie etwa Blutgef Be identifiziert und das Trajekt durch Umsetzten des Eintrittspunkts verandert werden Um das geplante Trajekt intraoperativ nutzen zu k nnen muss der erstellte Bilddatensatz in das Navigationsger t im Operationssaal eingespielt werden Als nachster Schritt ist die Fusion von Bilddaten und realem Patientenkopf notwendig d h eine Registrierung des Patienten auf den Datensatz Diese Referenzierung kann auf verschiedene Arten erfolgen Anfangs bediente man sich ausschlieBlich sogenannter Fiducial Marker als Referenz f r die Navigation welche vor der praoperativen Bildgebung am Patientenkopf festgeklebt werden Barnett 1999 Dorward 1999 2 7 Diese extern aufgebrachten Landmarken sind exakte eindeutig lokalisierbare Punkte zur Registrierung und berpr fung der Genauigkeit der Navigation Eine Fehlerquelle ist jedoch die Verschieblichkeit der Galea wodurch es z B beim Einspannen in die Kopfklemme zu geringen Abweichungen der Navigation kommen kann
56. ot welcher die Abweichung vom geplanten Trajekt und die Entfernung vom Zielpunkt in Echtzeit anzeigt Ringel 2009 Hierbei achteten wir darauf dass die Offnung der Biopsienadel zur Entnahme der Gewebeproben verschlossen war Die Entfernung der Spitze der Biopsienadel zum Zielpunkt wurde kontinuierlich angezeigt Die Erkennung erfolgte ber zwei punktf rmige Reflektoren am Nadelende Das Erreichen des Zielpunktes wurde sowohl optisch auf dem Bildschirm als auch durch ein akustisches Signal mitgeteilt 36 MRI 3 Auto Pilot Tracked Instrument Biopsy Needle Abb Nr 28 Screenshot VectorVision Erreichen des Zielpunkts gt Zielpunkt rotes Kreuz jetzt umkreist Abweichung von Trajekt und Zielpunkt wird im Autopilot angezeigt Ringel 2009 Die Probeentnahme erfolgte durch Aufbau eines kontrollierten Unterdrucks Dieser wurde durch Sog an einer Spritze am Ende der Biopsienadel erzeugt Abb Nr 29 entspr Abb Nr 2 Kopf der Biopsienadel mit Reflektorpunkten und Spritzenansatz Ringel 2009 37 Im Optimalfall entnahmen wir somit vier bis zehn Gewebeproben am Zielpunkt Diese maBen jeweils entsprechend der Offnung der Biopsienadel einen Zentimeter in Lange mit etwa 1mm Durchmesser Ein Facharzt f r Neuropathologie nahm diese Proben unmittelbar im Operationssaal entgegen und traf nach Methylenblauf rbung und Mikroskopie der Proben die Entscheidung ob es sich um pathologisches oder nicht pathologisches Hirn
57. pfanf lle Keine der Blutungen hatte eine klinische 62 Auswirkung und in Bezug auf die Krampfanf lle wurde im weiteren Verlauf kein erneuter Anfall berichtet Kein Patient verstarb intra oder perioperativ Mit einer Morbidit t von 9 96 und einer Mortalitat von 0 96 ist unser System mit anderen konkurrenzf hig zeigt sogar die Tendenz zu berlegenen Ergebnissen Dorward 2002 Smith 2005 Woodworth 2006 8 42 53 Hierbei muss jedoch die geringe Anzahl an Patienten ber cksichtigt werden Ob sich die Tendenz einer niedrigeren Morbiditat und Mortalit t tats chlich bewahrheitet muss in gr eren Studien getestet werden Die intraoperative Reregistrierung wurde in unserer Studie bei einem Eingriff durch Bewegung des Kopfes in der Kopfklemme w hrend der Bohrlochtrepanation notwendig Weitere technische Probleme oder Komplikationen traten intraoperativ nicht auf Die Volumina der biopsierten Lasionen lagen zwischen 1 1 cm und 117 6 cm Aus Gewebeproben einer cerebellaren 52 2 cm und einer thalamischen 5 2 cm groBen Raumforderung konnte keine Diagnose gestellt werden Hieraus ergibt sich dass bei 92 6 96 der Patienten eindeutig pathologisches Gewebe biopsiert wurde Dies korrespondiert mit einer Metaanalyse ber rahmengebundene stereotaktische Biopsien welche in 91 96 und rahmenlosen Untersuchungen welche in 89 100 pathologisches Gewebe gewinnen konnten Barnett 1999 Dorward 2002 Germano 1998 Gralla 2003 Grunert 2002 Hall 1998
58. r Biopsienadel getroffen wird Setzt man diese berlegung in die Praxis um muss die im Versuch nur in einer Richtung aufgetretene gr te Abweichung von f nf Millimetern f r alle anderen Richtungen als m gliche Abweichung mit eingerechnet werden Hierf r werden in Tabelle 6 hypothetische Fallrechnungen durchgef hrt Hier zeigt sich dass man in 45 der Praxis eine Kugel mit einem Durchmesser von zehn Millimetern und 0 524cm Volumen mit rechnerisch 100 iger Wahrscheinlichkeit mit dem von uns verwendeten Biopsiesystem trifft Interpretation der Messwerte Abweichung r cm d cm Kugel Volumen Anzahl Prozentual mm cm absolut lt 1 0 1 0 2 0 00418879 7A 55 03875969 lt 2 0 2 0 4 0 033510322 113 87 59689922 3 0 3 0 113097336 124 96 12403101 4 0 4 0 8 0 268082573 128 99 2248062 5 0 5 1 0 523598776 129 100 Tabelle Nr 6 Interpretation der Messwerte Betrachtet man nun die Messwerte fallt auf dass von 129 Messungen nur ein einziges Mal die Abweichung vom Zielpunkt f nf Millimeter betrug Gehen wir in diesem Fall von einem zuf lligen Fehler und nicht von einem systematischen aus wodurch alle Werte in diese Richtung verschoben und eher haufiger eine Abweichung dieses AusmaBes zu erwarten ist ist es durchaus diskussionsw rdig diesen Wert zu vernachl ssigen und bereits ein Kugelvolumen von 0 27cm mit einer 100 igen Trefferwahrscheinlichkeit zu assoziieren Tats chlich traten gr ere Abweichungen vom Z
59. r Kontrolle ber den Bildschirm bis zum dort angezeigten Zielpunkt vor Die Einstellung Autopilot zeigt kontinuierlich die noch bestehende Distanz zum Ziel und signalisiert sowohl visuell als auch akustisch das Erreichen des Zielpunkts 2 1 8 Bestimmung der Zielpunktgenauigkeit Nach Vorschieben der Biopsienadel bis zum virtuellen Zielpunkt in unserer Navigation fixieren wir sie durch Anziehen der Schraube des Instrumentenhalters 26 Mit den Mikrometerschrauben wird der Zielpunktsimulator auf den tats chlichen Zielpunkt der Nadelspitze justiert und die jeweiligen Abweichungen in der x y und z Achse vom Nullpunkt notiert Abb Nr 20 Messung der Abweichung der Biopsienadelspitze vom definierten Zielpunkt Ringel 2009 Aus den erhobenen Daten bestimmten wir Maxima Minima und Mediane der Abweichungen vom Zielpunkt in der x y und z Achse Wir berechneten Mittelwerte skalare Fehler und Standardabweichungen der Zielpunktabweichungen f r die drei Achsen sowie theoretische und praktische Mindestobjektgr Ben f r Biopsien mit dem VarioGuide 27 2 2 Klinische Studie 2 2 1 Studiendesign Das Studiendesign ist prospektiv und nicht randomisiert Sowohl die Patienten als auch der Operateur sind ber die Aufzeichnung der Daten informiert Es findet keine Selektion der F lle statt Alle von Februar 2007 bis April 2008 in der Abteilung f r Neurochirurgie im Klinikum Rechts der Isar durchgef hrten rahmenlosen ste
60. raschall gef hrte Biopsie nicht in Frage kommt Computertomographisch lassen sich einige pathologische Ver nderungen ebenfalls nur ungen gend darstellen und es best nde ein relativ hohes Risiko f r eine nicht diagnostische Biopsie Magnetresonanztomographisch lassen sich die allermeisten Pathologien zwar exzellent darstellen jedoch ist eine intraoperative MRT Bildgebung nur wenigen gro en Zentren vorbehalten Weiterhin sollte f r intrakranielle Eingriffe die Eloquenz einzelner Hirnareale bedacht werden so wie die hohe Vulnerabilitat des Gewebes Durch den anatomischen Aufbau des Gehirns ist eine transkraniele im Unterschied zur transnasalen transsphenoidalen Biopsie nur ber den zellreichen Cortex bzw die zellreiche Schicht der Kleinhirnrinde m glich Das darunter liegende Marklager wird dann bis zum Zielgewebe durchstochen Kommt es zur Verletzung von Blutgef en entlang des Trajekts k nnen Blutungen zur Dysfunktion eloquenter Areale f hren und somit unmittelbar Funktionsausf lle f r den Patienten bedeuten Ebenso kann 50 ein direkter Hirngewebsschaden durch Scherbewegungen w hrend des Vorschiebens oder Zur ckziehens der Nadel entstehen Dorward 1997 6 Aus den geschilderten Gr nden ergaben sich unmittelbar die Anforderungen welche an Biopsien des Hirngewebes gestellt werden und die Schwierigkeiten die es zu l sen gab Um ohne Sichtkontrolle ber eine kleine Sch del ffnung eine Gewebeprobe zu entnehmen
61. reotaktischen Biopsien von Hirngewebe wurden konsekutiv in die Studie eingeschlossen 2 2 2 Patienten In unsere Studie wurden 27 Patienten mit intrakraniellen L sionen eingeschlossen Insgesamt wurden an diesen Patienten 28 Biopsien durchgef hrt Es wurden elf Frauen und 16 Manner biopsiert Der j ngste Patient war 23 Jahre alt der alteste 83 23 8 83 4 Jahre Mittelwert 52 6 19 Biopsien konnten von rechts durchgef hrt werden wovon 16 L sionen tats chlich rechtshemisph risch lagen Eine Raumforderung befand sich im Thalamus und zwei in den Basalganglien Neun betrafen die linke Hirnh lfte Zehn Biopsien wurden aus dem Frontallappen jeweils drei temporal aus dem Splenium und dem Bereich der rolandischen Fissur jeweils zwei occipital cerebell r aus dem Bereich der Basalganglien und dem Thalamus und eine Biopsie cingul r entnommen 2 2 3 Bildmaterial in der klinischen Studie Zur Biopsieplanung und Durchf hrung in der Patientenstudie verwendeten wir cMRTs mit einer Schichtdicke von 1mm in T1 Wichtung mit Kontrastmittel 3D TFE turbo field echo Philips MPRage magnetization prepared rapid gradient echo Siemens zur Navigation sowie T2 gewichtete axiale FLAIR fluid attenuated inversion recovery Sequenzen welche auf einem Siemens 1 5 Tesla bzw Philips 3 Tesla Scanner angefertigt wurden In ausgew hlten F llen wurde zus tzlich eine FET Fluorethyltyrosin PET Positronen Emissions Tomographie Untersuchung zur
62. rung da hierbei neben der direkten Darstellung der weichteildichten Strukturen und ihrer pathologischen Ver nderungen eine volumetrische bzw dreidimensionale Definition von L sionen im Rahmen einer rechtwinkligen Bildmatrix m glich ist die sich zur Gewinnung von kartesianischen Zielpunktkoordinaten f r die Stereotaxie anbietet Lerch 2005 29 Die Stereotaxie wird f r unterschiedliche Indikationen in der Neurochirurgie eingesetzt So zum Beispiel zur Behandlung von Bewegungsst rungen in Form von stereotaktisch implantierten Sonden zur tiefen Hirnstimulation bei medikament s austherapiertem Morbus Parkinson oder essentiellem Tremor Die stereotaktisch gef hrte Nadelpunktion von intrakraniellen Abszessen mit Drainage und Sp lung sowie das Einlegen eines Katheters sind weitere Eingriffe welche 1993 durch Hasdemir Ebeling Lerch und Schaefer beschrieben wurden Lerch 2005 29 Eine sehr wichtige neurochirurgische Indikation zum Einsatz stereotaktischer Techniken ist die Nadelbiopsie eines intrakraniellen Prozesses zur Gewinnung von Gewebeproben f r die histologische mikrobiologische und oder serologische Untersuchung 1 2 Rahmengebundene Stereotaxie Der Goldstandard stereotaktischer Eingriffe ist die sogenannte rahmengebundene Stereotaxie Hierf r wird dem Patienten vor der Planungsbildgebung ein ringf rmiger Grundrahmen mit vier perkutan selbst perforierenden Schrauben welche in die Lamina externa des Sch delknochens geschr
63. s gelegene im MRT auf ein niedriggradiges Gliom verd chtige recht gro e Raumforderung mit einem Volumen von 52 2 cm Die zweite nicht zur Diagnose f hrende Biopsie betraf eine thalamische zystische Raumforderung von 5 2 cm Gr Be Die Zyste konnte punktiert und drainiert werden jedoch kein Material der Zystenwand entnommen werden Ein Patient musste zweimal biopsiert werden da eine erste Probe enzephalitisch ver ndertes Gewebe ohne eine weitere Spezifizierung ergab Bildgebend war die Raumforderung jedoch tumorverd chtig mit Kontrastmittelaufnahme und raschen Gr Benzunahme im Verlauf sodass eine Fehldiagnose vermutet wurde In der zweiten Gewebeprobe dieser Lasion wurde eine Vaskulitis diagnostiziert Als einzige intraoperative Komplikation musste bei einem Patienten eine Reregistrierung erfolgen da sich der Patientenkopf w hrend der Bohrlochtrepanation in der Kopfklemme leicht bewegte und damit die Genauigkeit der Navigation verloren war Postoperative CCT Aufnahmen zeigten bei 2 Patienten neue kleine intracerebrale Blutungen im Bereich des Stichkanals bzw der Biopsieentnahmestelle welche jedoch asymptomatisch waren Ein weiterer Patient erlitt postoperativ drei Krampfanf lle bildgebend konnte hierf r keine morphologische Ursache gefunden werden 48 4 Diskussion 4 1 Die Biopsie Eine Biopsie ist eine Gewebeprobeentnahme zu diagnostischen Zwecken Dies kann als offene Biopsie unter Sichtkontrolle oder als stereo
64. schen Eingriffs besteht wie z B beim prim ren ZNS Lymphom sollte f r eine ad quate Therapieentscheidung die Diagnosesicherung durch die Gewinnung einer Gewebeprobe und histologische Untersuchung dieser Probe erfolgen 49 4 3 Wann sollte biopsiert werden Bei Raumforderungen welche den radiologischen Kriterien einer tumor sen Lasion entsprechen f r welche die primare chirurgische Resektion oder Teilresektion aufgrund der bildgebenden Verdachtsdiagnose die Therapie der Wahl darstellt und welche sich zudem in einem f r eine Operation zug nglichen Hirnareal befinden sollte die offene operative Tumorentfernung angestrebt werden Befindet sich eine Raumforderung jedoch in einem hoch eloquenten Hirnareal z B im Bereich des Motorcortex in Spracharealen oder im Hirnstamm ist er ber mehrere Hemispharen verteilt im Sinne einer Gliomatosis cerebri oder ist die Lasion suspekt f r eine Tumorentitat welche nicht primar chirurgisch therapiert werden sollte wie z B das primare ZNS Lymphom sollte zur Diagnosesicherung in jedem Fall eine Biopsie durchgef hrt werden 4 4 Besonderheiten bei intrakraniellen Biopsien Die Gewebeprobeentnahme aus dem Sch delinnern stellt einige Schwierigkeiten dar die es bei der Planung zu beachten gilt So ist die kn cherne Kalotte wie Knochen im Allgemeinen nur bedingt durchlassig f r Ultraschall zudem lassen sich nicht alle Ver nderungen des Hirngewebes sonographisch darstellen so dass eine Ult
65. sitions Neurosurgery 41 1997 131 139 Watanabe E Watanabe T Manaka S Mayanagi Y Takakura K Three dimensional digitizer neuronavigator new equipment for CT guided stereotaxic surgery Surg Neurol 27 1987 543 547 72 50 51 52 53 Wen D Y Hall W A Miller D A Seljeskog E L Maxwell R E Targeted brain biopsy a comparison of freehand computed tomography guided and stereotactic techniques Neurosurgery 32 1993 407 413 Wild A M Xuereb J H Marks P V Gleave J R Computerized tomographic stereotaxy in the management of 200 consecutive intracranial mass lesions Analysis of indications benefits and outcome Br J Neurosurg 4 1990 407 415 Woerdeman P A Willems P W Noordmans H J Tulleken C A van der Sprenkel J W Application accuracy in frameless image guided neurosurgery a comparison study of three patient to image registration methods J Neurosurg 106 2007 1012 1016 Woodworth G F McGirt M J Samdani A Garonzik l Olivi A Weingart J D Frameless image guided stereotactic brain biopsy procedure diagnostic yield surgical morbidity and comparison with the frame based technique J Neurosurg 104 2006 233 237 73 7 Abbildungsverzeichnis 1 Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2010 VarioGuide www brainlab com Stand 30 07 2010 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurger
66. ssaal Patient in Bauchlage Fiducials am Hinterkopf entspr Abb Nr 7 berpr fung des geplanten Biopsietrajekts vor Hautschnitt mit dem Pointer 79 24 25 26 entspr Abb Nr 19 Screenshot VectorVision 8 Einstellung der einzelnen Gelenke des VarioGuides Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Einstellung des VarioGuides ber dem Op Situs mit Instrumentenf hrung Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins Screenshot VectorVision Vorschieben der Biopsienadel beige Biopsienadel pink Biopsieentnahmestelle im Bereich der Nadel gr n Strecke von Nadelspitze bis zum Zielpunkt gr nes Kreuz Startpunkt des Trajekts Biopsienadel durch exakten Startpunkt gef hrt gt Kreis um Kreuz rotes Kreuz Zielpunkt 80 27 28 29 Screenshot VectorVision 8 Vorschieben der Biopsienadel mit Autopilot welcher die Abweichung vom geplanten Trajekt und die Entfernung vom Zielpunkt in Echtzeit anzeigt Ringel F
67. stereotaktische Biopsien mit dem Brainlab Navigationssystem und dem VarioGuide unter Verwendung der iPlan 2 5 VectorVision2 Software durchf hrten 2 Material und Methoden 2 1 Phantom Studie 2 1 1 Versuchsaufbau F r unsere Phantom basierten Messungen verwendeten wir den zu einem Riechert Mundinger Stereotaxierahmen geh renden Zielpunktsimulator Inomed 14 Medizintechnik GmbH Teningen Deutschland Er besteht aus einem massiven Sockel der fest mit dem Operationstisch verbunden werden kann Auf dem Sockel befindet sich ein Kreis der der Geometrie des Rahmens entspricht auf der gegen berliegenden Seite ein Zielpunktphantom Dieses ist mit drei Mikrometerschrauben ausgestattet welche eine Bewegung des simulierten Zielpunktes in allen drei Ebenen zulassen Das Bewegungsausma kann anhand des Polarkoordinatensystems als Millimeterabweichung vom Nullpunkt abgelesen werden Ein Zielb gel mit Sondenhalterung wird f r die Trajektplanung am Kreis befestigt und f r die Biopsiesimulation dann wieder entfernt Abb Nr 3 Riechert Mundinger Rahmen Inomed Medizin technik GmbH Teningen Deutschland mit Referenzstern und VarioGuide mit Biospienadel Ringel 2009 2 1 2 Bilddatensatz Von unserem Zielpunktphantom dem _ Riechert Mundinger Zielpunktsimulator Inomed Medizintechnik GmbH Teningen Deutschland lieBen wir in Neutralstellung des Zielpunktes das hei t in x y und z Nullstellung des Zielpunkts
68. sung ein anderes Trajekt aus So ergab sich ein jeweils unterschiedlicher Eintrittspunkt der Biopsienadel zum selben Zielpunkt Da die Biopsienadel 220 mm lang ist musste auf einen Startpunkt mit einer Distanz zum Zielpunkt unterhalb der maximalen Nadell nge geachtet werden 40 Trajekte 1 44 Werte der 1 Messrunde M Tray Hw SWE ins mm 31 12 2 mm 33 ZPA mm x mm v mm Z mm 185 0 1 0 3 0 1 0 5 1 5 a 195 0 2 0 3 0 5 0 1 Y 3 5 1 170 0 3 0 5 0 1 o 0 2 0 5 188 0 4 0 3 0 1 0 1 0 4 192 0 2 0 1 0 2 0 5 0 1 0 2 0 5 178 5 02 0 3 0 2 1 3 205 0 2 0 4 0 7 192 0 2 0 4 1 0 2 0 1 0 4 3 6 197 0 2 0 6 0 3 0 7 0 1 0 3 0 3 1 1 213 0 2 0 3 0 1 0 5 180 0 1 0 1 0 3 154 02 01 0 3 188 02 03 0 1 0 6 138 62 03 0 1 0 3 137 01 01 0 2 0 5 196 0 3 0 2 0 3 0 2 0 2 0 5 182 0 2 02 0 1 0 4 155 0 2 0 1 0 1 0 5 0 1 0 2 0 1 0 3 02 01 0 2 o 0 2 0 1 0 5 01 01 0 1 0 5 02 01 o 0 2 0 3 0 2 0 3 0 1 0 3 0 5 0 1 0 1 0 3 0 2 0 3 0 8 1 25 0 3 0 3 1 25 0 2 0 3 0 7 0 2 0 2 0 5 0 5 0 25 0 3 0 3 0 5 0 5 0 25 0 2 0 1 0 5 0 2 0 1 0 4 0 25 0 1 0 1 0 5 0 75 0 5 0 1 0 6 0 25 0 5 1 5 0 1 0 6 0 25 0 25 1 0 1 0 1 0 1 0 3 o 675 3 25 0 1 0 1 0 1 0 1 0 2 0 25 0 25 1 0 2 0 3 0 75 0 25 0 75 210 0 1 0 4 0 1 0 2 1 5 0 75 BEBBKEBO HH san un H DEGLREBER N au sun 3 BE 71 REGRESS SS N 5 55 5 ww w w w Ww w w
69. surface scanning for patient registration in intracranial image guided surgery Neurosurgery 50 2002 797 801 Ranjan A Rajshekhar V Joseph T Chandy M J Chandi S M Nondiagnostic CT guided stereotactic biopsies in a series of 407 cases influence of CT morphology and operator experience J Neurosurg 79 1993 839 844 Regis J Bouillot P Rouby Volot F Figarella Branger D Dufour H Peragut J C Pineal region tumours and the role of stereotactic biopsy review of the mortality morbidity and the diagnostic rates in 370 cases Neurosurgery 39 1996 907 912 70 38 39 40 41 42 43 Schicho K Figl M Seemann R Donat M Pretterklieber M L Birkfellner W Reichwein A Wanschitz F Kainberger F Bergmann H Wagner A Ewers R Comparison of laser surface scanning and fiducial marker based registration in frameless stereotaxy Technical note J Neurosurg 106 2007 704 709 Schl ndorff G M sges R Computer assisted surgery Arch Oto Rhino Laryng suppl 2 1987 45 Schwartz T H Sisti M B Stereotactic Biopsy In Atlas of neurosurgical techniques Brain Sekhar L N Fessler R G Hrsg Thieme Verlag New York Stuttgart 2006 Kapitel 33 422 428 Sipos E P Tebo S A Zinreich S J Long D M Brem H In vivo accuracy testing and clinical experience with the ISG viewing Wand Neurosurgery 39 1996 194 202 Smith J S Quinones Hinojosa A Bar
70. t der VarioGuide vollst ndig arretiert und lasst ohne grobe Gewalt keine Ver nderung der Position zu Abb Nr 13 Gelenk 3 des VarioGuides Brainlab 2012 Am distalen Ende sind hnlich des an unserem Modell angebrachten Referenzsterns drei Reflektorkugeln befestigt durch welche die Position registriert wird Gelenk 3 Gelenk 2 Gelenk 1 2i s Stellschraube Em f r e proximale 3 Gelenke gt zur groben Positionierung Abb Nr 14 entspr Abb Nr 1 Aufbau des VarioGuides Brainlab 2010 22 Am dritten Gelenk kann ein verstellbares Instrumentenf hrungssystem befestigt werden welches f r Nadel bzw Instrumentengr en von 1 8mm bis 8mm Durchmesser variierbar ist Abb Nr 15 VarioGuide Instrumentenf hrung mit Biopsienadel Ringel 2009 Durch Festdrehen des Schraubmechanismus k nnen Instrumente in ihrer Position fixiert werden 2 1 6 Biopsienadel Die Biopsienadel hat eine Nadell nge von 220mm und einen Durchmesser von 1 8mm Abb Nr 16 Biopsienadel f r VarioGuide 23 Die Biopsieentnahmestelle im Bereich der Nadel hat eine Lange von 1cm und Durchmesser von 1mm Sie kann durch Drehen des beweglichen apikalen Teils der Nadel verschlossen werden Zur Gewebeentnahme wird eine Spritze am distalen Ende adaptiert mit welcher dosiert Sog ausge bt werden kann Um die Biopsienadel korrekt platzieren und auch wahrend der Biopsie ein
71. t diese Praktik f r den Patienten eine psychische und physische Belastung Smith 2005 42 52 Entsprechend des errechneten Trajekts werden Gewebeproben entnommen Ergibt die intraoperative histologische Beurteilung kein pathologisches Gewebe muss ein weiteres Trajekt oft ber einen anderen Zugang was die erneute Bohrlochtrepanation an anderer Stelle bedeutet geplant werden Dies bedeutet einen neuen Stichkanal durch das Hirngewebe Eine Probeentnahme an anderer Stelle des ersten Stichkanals empfiehlt sich aufgrund des blinden Vorschiebens der Nadel ohne visuelle berpr fungsm glichkeit der tats chlichen Nadellage zum Zielvolumen nicht Ein zus tzlicher Stichkanal setzt jedoch das Risiko der Verletzung benachbarter Strukturen herauf Wie aus mehreren Studien hervorgeht korreliert die Morbidit t positiv mit der Anzahl der Stichkan le die f r die Biopsie ben tigt werden Callovini 1998 Hall 1998 5 15 Der Eintrittspunkt der Biopsienadel bei rahmengest tzten Biopsien ist nicht frei w hlbar sondern muss sich innerhalb der Limitationen des jeweiligen Rahmens befinden und kann keinen Winkel annehmen welcher mit dem Rahmen kollidieren w rde Treten Komplikationen auf und muss das Bohrloch in eine offene Trepanation umgewandelt werden stellt der Stereotaxiering einen St rfaktor dar Wird der Ring entfernt ist nur noch die Orientierung an anatomischen Landmarken m glich welches wiederum durch die sterile Abdeckung nur eing
72. taktische Nadelbiopsie erfolgen Eine weitere M glichkeit der Entnahme suspekt ver nderten Gewebes kann unter bildgebender Kontrolle entweder mittels Sonographie oder unter R ntgendurchleuchtung bzw computertomographisch gest tzt erfolgen Die visuelle berpr fung des Eingriffes ist von Vorteil um tats chlich pathologisches Gewebe zu entnehmen und Komplikationen durch etwaige Verletzungen von Blutgef en oder anderer benachbarter Organe Strukturen zu verhindern Lerch Schaefer 2005 29 4 2 Wozu berhaupt biopsieren Eine korrekte Diagnosestellung nur aus radiologischen Daten und dem klinischen Erscheinungsbild des Patienten gelingt nur in etwa 2 3 der F lle Boethius 1978 Jackson 2001 Ostertag 1980 Wild 1990 3 22 31 51 Das brige 1 3 w rde mit einer falschen Diagnose versehen werden Die Therapie der vermuteten Diagnose w re somit nicht ad quat und w rde dem Patienten m glicherweise einen Schaden zuf gen ohne zu helfen Um aus der gro en Auswahl bestehender Therapieoptionen die richtige zu w hlen ist die histologische Diagnosesicherung mit dazugeh rigen immunhistochemischen Untersuchungen notwendig Erst durch Aussagen ber Rezeptorstatus Proliferationsaktivit t und Gentranslokationen bei Tumoren kann das Ansprechen verschiedener Radio oder Chemotherapien abgesch tzt werden Da nicht jede intracerebrale Raumforderung operativ resezierbar ist bzw die Therapie der Wahl nicht immer in Form eines chirurgi
73. taxiemethoden zeigt sich die rahmenlose Stereotaxie mindestens ebenb rtig mit der rahmengest tzten und weist in einigen Punkten sogar bessere Ergebnisse auf Wie prazise mit rahmenlosen Systemen gearbeitet werden kann zeigt die erfolgreiche Anwendung in der funktionellen Stereotaxie Holloway 2005 21 Die geforderte Rigidit t zur tremor und shiftarmen F hrung der Biopsienadel ist durch Entwicklung der arretierbaren Instrumentenhalter erf llt worden Dorward 1997 6 Flexibilitat ist in der heutigen Zeit ein nicht zu untersch tzender Faktor So ist eine Klinik in ihrer OP Planung wesentlich freier wenn der operative Eingriff nicht mit der Abteilung f r Radiologie Neuroradiologie abgestimmt werden muss Liegt der Bilddatensatz bereits einen Tag vor der Operation vor kann in Ruhe ohne zeitlichen Druck die Navigation mit dem Trajekt geplant werden Sollten wahrend der Planung Unsicherheiten bestehen k nnen diese ausf hrlich mit Kollegen diskutiert werden und schlieBlich das g nstigste Trajekt gewahlt werden Mit den Biopsiearmen der rahmenlosen Operationen kann jeder Punkt des Sch dels erreicht werden Es findet keine Begrenzung durch einen starren Metallring statt Dorward 1997 Dorward 1999 Dorward 2002 6 7 8 Verschiedene Studien stellten vergleichbare Komplikationsraten zwischen beiden Eingriffsarten fest Smith 2005 Woodworth 2006 42 53 Eine Untersuchung zeigte sogar deutlich weniger Komplikationen bei Verwendun
74. te Patient war 23 Jahre alt der alteste 83 Mittelwert 52 6 19 Biopsien f r rechtshirnige Lasionen konnten von rechts durchgef hrt werden 9 betrafen die linke Hemisph re Zehn Biopsien wurden im Frontallappen jeweils drei temporal im Splenium und im Bereich der rolandischen Fissur jeweils zwei occipital cerebellar im Bereich der Basalganglien und im Thalamus und eine Biospie cingular entnommen Die Gr Be der zu biopsierenden Raumforderungen variierte die maximalen Lasionsdurchmesser betrugen von 0 5 92 3 mm 44 3 19 5 mm Mittelwert SD Daraus ergaben sich Lasionsvolumina von 0 2 bis 117 6 cm Die L ngen der 47 geplanten Trajekte reichten von 25 3 bis 64 1 mm gemessen vom Eintrittspunkt der Biopsienadel in den Sch del bis zum Zielpunkt Die entnommenen Gewebeproben wurden unmittelbar Nach Entnahme von einem Facharzt f r Neuropathologie im Quetschpr parate bzw Schnellschnittverfahren begutachtet Konnte in dieser ersten Beurteilung kein pathologisches Gewebe gefunden werden wurden weitere Proben entnommen Konnte der Pathologe eindeutig ver ndertes Gewebe identifizieren wurde die Operation beendet Die endg ltige histologische Aufarbeitung ergab in 26 von 28 F llen eine eindeutige Diagnose was einer diagnostischen Erfolgsquote von 92 85 9 6 entspricht In den zwei Fallen in denen kein pathologisches Gewebe identifiziert werden konnte handelte es sich zum einen um eine cerebellar und im Bereich des Hirnstamm
75. ten Patienten und Lasionscharakteristika Patient Alter T Volumen Durchmesser Trajekt a Jahre Lokalisation cm mm mm Diagnose Komplikationen 1 55 Rolandisch R 21 3 971 44 2 AA 2 36 Frontal R 38 3 56 35 9 AO Reregistrierung 3 67 Splenium R 16 4 36 31 4 GB 4 27 Occipital R 6 6 37 25 3 MS 5 51 Thalamisch R 1 1 11 60 6 E 6 60 Rolandisch R 35 5 51 35 7 AA 7 32 Frontal R 34 2 50 58 4 GB 8 79 Rolandisch L 5 2 26 49 3 GB Asymptomatische 9 83 Frontal L 50 0 38 54 8 Met ICB 10 76 Temporal L 2 9 24 42 4 E Asymptomatische 11 51 Temporal L 43 9 42 47 9 AA ICB 12 75 Temporal R 56 9 58 56 9 E Keine 13 25 Cerebell r L 52 2 63 42 6 Diagnose 14 30 Frontal R 42 0 51 31 6 A Krampfanfalle 15 46 Frontal R diffus diffus Sil PCNSL 16 82 Frontal R 48 2 66 30 6 GB Basalganglien 177 30 R 117 6 92 57 6 AA Keine 18 61 Thalamisch R 5 2 25 64 1 Diagnose 19 23 Frontal R 41 8 51 31 2 E 20 68 Cingular L 58 8 24 58 8 GB 21 34 Frontal L 39 6 44 59 0 V 22 56 Occipital R 8 7 27 40 8 GG 23 43 Cerebellar R 24 7 44 56 5 PML 24 34 Frontal L 68 6 67 63 9 V 25 56 Frontal L 48 5 55 33 2 GB 26 34 Splenium R 26 2 52 55 4 GB 27 76 Splenium R 42 5 68 44 1 GB Basalganglien 28 66 L 0 2 0 5 60 0 E R rechts L links A Astrozytom AA Anaplastisches Astrozytom AO Anaplastisches Oligoastrozytom E Encephalitis GB Glioblastom GG Gangliogliom ICB Intrakranielle Blutung Met Metastase MS Multiple Sklerose PCNSL Primares ZNS Lymphom PML Progressi
76. tionierung des VarioGuides ber dem Bohrloch durch Bewegung der drei proximalen Gelenke Ist unter Beachtung der angezeigten Distanz zum Zielpunkt welche bei den von uns verwendeten Biopsienadeln nicht mehr als 220mm betragen durfte eine m gliche Position des VarioGuides erreicht konnten die bewegten Gelenke durch Festdrehen der Schraube fixiert werden Die nachfolgend einzustellenden Gelenke bieten Bewegungsausma e nur in einer bzw zwei Ebenen und m ssen pr ziser eingestellt werden mit einer maximalen Abweichung von 0 3 bzw 0 5 bzw 0 3mm Sie wurden einzeln entsprechend den Anweisungen des wizards eingestellt Ein Fortf hren der Navigation konnte jeweils nur nach Freigabe durch das Umschalten eines roten zu einem gr nen Signal und der Aufforderung das Gelenk zu fixieren erfolgen Wurde das Reflektorsystem am VarioGuide durch eine der Kameras nicht erkannt mussten diese neu positioniert werden Andernfalls wurde keine Freigabe zum Arretieren des betreffenden Gelenks erteilt Nach Einstellung des letzten Gelenks wurde nochmals im berblick die Einstellung aller Gelenke mit deren Grad Abweichung vom Optimum angezeigt Hier konnte nochmals berpr ft werden ob ein Gelenk durch die Einstellung eines anderen in seiner Position ver ndert wurde War dies der Fall musste der Vorgang wiederholt werden 33 Coarse Adjustment Joint 1 Adjustment eC Min Instrument Length 160 mm Lock joint Lock joint Loos
77. und somit das tats chliche Biopsietrajekt nicht mehr dem urspr nglich geplanten entspricht 10 Eine M glichkeit dieses Risiko auszuschalten ist die Verankerung der Marker in der Schadelkalotte Dies findet jedoch haupts chlich in der funktionellen Neurochirurgie in der die Elektrodenplatzierung im Mikrometerbereich pr zise erfolgen sollte statt Holloway 2005 21 Die Befestigung der Marker wird in Lokalanasthesie durchgef hrt welches zwar physisch und psychisch belastend f r die Patienten ist interessanterweise empfinden die Probanden jedoch die zur Wahl stehende Anlage des Stereotaxierings noch unangenehmer so dass sie sich f r die Marker entscheiden Holloway 2005 21 Die inzwischen am weitesten verbreitete und in unserer Studie weitgehend verwendete Methode ist die Gesichtsprofilerkennung Barnett 1999 Dorward 1999 Dorward 2002 Helm 1998 Holloway 2005 McGirt 2005 Smith 2005 Woodworth 2006 2 7 8 17 21 27 42 53 Nach der Referenzierung k nnen bestimmte Instrumente und ihre Lage in Bezug auf den Patientenkopf dargestellt werden Daher ist es m glich sogenannte Freihand Biopsien durchzuf hren welche jedoch in Pr zision und Outcome durch die notwendige komplexe Hand Augen Koordination Driftbewegung und dem nat rlichen Tremor limitiert sind Gumprecht 1999 Marshall 1974 Wen 1993 14 26 50 Um die Fehlerquellen Tremor und Drift zu reduzieren wurde mit arretierbaren Retraktoren gearbeitet
78. utcome der Patienten nach diesen Eingriffen wider und sollte daher in dieser Form nicht mehr praktiziert werden Gumprecht 1999 Marshall 1974 Wen 1993 14 26 50 Dorward et al Dorward 2002 8 nimmt in seinen Untersuchungen eine Aufschl sselung der Komplikationen vor und beschreibt diese f r rahmengest tzte und rahmenlose Eingriffe Bemerkenswert ist hierbei die signifikant h here Rate an h morrhagischen Insulten 6 3 vs 0 sowie Infektionen 12 6 vs 1 3 in der Gruppe der rahmengebundenen Biopsien gegen ber rahmenlosen Stereotaxien Auch eine weitere Studie von Smith et al beobachtete h here Blutungs 296 vs 196 und Infektionsraten 196 vs 096 bei der Gruppe der rahmengebunden biopsierten Patienten Smith 2005 42 Woodworth et al stellten eine signifikant h here Rate an ben tigten Zusatztrajekten bei rahmengest tzten Eingriffen fest In 11 der Biopsien bestand die Notwendigkeit ein zweites Trajekt zur Erlangung diagnostischen Gewebes zu benutzen gegen ber nur 196 bei der rahmenlosen stereotaktischen Biopsie Als Grund hierf r wird ein gesteigertes Sicherheitsgef hl des Operateurs durch die optische Kontrolle ber die Raumforderung und die Biopsienadel im Verh ltnis hierzu postuliert Hierdurch werden eine gr Bere Anzahl von Proben innerhalb eines Trajekts entnommen wodurch die histologische Diagnose meist gestellt werden kann Ein neues Trajekt wurde nur in den F llen geplant in denen das erste zu kein
79. ve multifokale Leukencephalopathie V Vaskulitis Tabelle Nr 1 Patienten und Lasionscharakteristika 39 2 2 6 Volumenbestimmung der Lasionen Von allen in die Studie eingeschlossenen Patienten lie en wir einen dreidimensionalen Navigationsbilddatensatz in T1 Wichtung unter Gabe von Gadolinium MPRage Bilddatensatz anfertigen Dieser Datensatz wurde an einen iPlan 2 5 Arbeitsplatz gesendet Mit der Funktion object creation markierten wir zun chst in jedem einzelnen axialen Schnitt die zu biopsierende L sion und kontrollieren anschlie end die coronaren und sagittalen Rekonstruktionen auf noch einzuschlie ende Stellen so dass schlie lich die komplette Raumforderung markiert war Das Volumen des markierten Bereichs wurde von der Software errechnet Bei diffusen L sionen ist eine Volumenbestimmung in dieser Weise jedoch nicht sinnvoll 3 Ergebnisse 3 1 Resultate der Phantom basierten Versuche F r jedes wie oben beschriebene geplante Trajekt wurden drei voneinander unabh ngige Messungen durchgef hrt Somit ergaben sich 129 Einzelmessungen f r 43 verschiedene Trajekte Da vor jeder Neuausrichtung des VarioGuides zun chst die R ckf hrung der Gelenke zur Feineinstellung in die Grundposition notwendig ist ist die Wahrscheinlichkeit die Gelenke zweimal exakt gleich einzustellen extrem gering Um zu vermeiden den gleichen Ausgangspunkt f r die simulierte Biopsie mehrfach zu verwenden w hlten wir nach jeder Mes
80. von der man mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit wei dass sie dem Areal entstammt welches tats chlich biopsiert werden sollte hatte man sich zunachst einem Koordinatensystem welches zur praoperativen Bildgebung genutzt wurde bedient In diesem Koordinatensystem werden exakte Trajekte geplant um Biopsien zu entnehmen Eintrittspunkt und Zielpunkt k nnen so festgelegt werden und das Trajekt in seinem Weg durch das Hirngewebe anhand der pr operativen CTs und MRTs nachverfolgt werden und so eloquente Hirnareale und Blutgef Be in der Planung geschont werden Aufgrund des festen Stereotaxierings der f r die Operation am Patientenkopf befestigt wird kann kein Seitshift bei Vorschieben in das Sch delinnere auftreten Die optische Kontrolle wahrend der Biopsie ist hierdurch jedoch noch nicht gew hrleistet Um st ndige visuelle Kontrolle ber die Nadellage zu erhalten wird die navigierte Biopsie entwickelt in der der Patientenkopf referenziert wird und somit spezielle Instrumente in Bezug zum Kopf auf dem Bilddatensatz angezeigt werden Allerdings ist die angezeigte Nadellage in einer virtuellen Realit t ob dies mit der tats chlichen Realit t bereinstimmt muss immer wieder kontrolliert werden Nach Einf hrung der Neuronavigation wurden navigationsgest tzt erste Biopsien Freihand durchgef hrt Gumprecht 1999 Marshall 1974 Wen 1993 14 26 50 Diese Technik unterliegt aber einem gewissen Drift durch die Schwierigkeit d
81. vum Klinik f r Neurochirurgie der Technischen Universit t M nchen Klinikum Rechts der Isar Direktor Univ Prof Dr B Meyer VarioGuide ein neues rahmenloses bildgesteuertes Stereotaxiesystem Genauigkeitsstudie und klinische Einsch tzung Stephanie Elisabeth Ott Vollst ndiger Abdruck der von der Fakultat f r Medizin der Technischen Universitat M nchen zur Erlangung des Doktors der Medizin genehmigten Dissertation Vorsitzender Univ Prof Dr E J Rummeny Pr fer der Dissertation 1 Priv Doz Dr F Ringel 2 Univ Prof Dr B Meyer Die Dissertation wurde am 16 06 2014 bei der Technischen Universitat M nchen eingereicht und durch die Fakultat f r Medizin am 22 10 2014 angenommen Inhaltsverzeichnis Abkurzu ndsvetrzelchnis nexa ndo inr qu P dee eec Decide uncus 5 1 Eo UE M HM Maite tina Missa uud 1 1 7 1 2 Rahmengebundene Stereotaxie 244440unnnennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 8 1 3 Rahmenlose Stereotaxie uuuuusssnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 10 L4 VarnoGuldeM cous d ie d Ue LU LE E EE LUE LYRA 12 1 5 2 13 1 5 ei eoe es cab he
82. y Brainlab 2 Prakalibrierte Biopsienadel Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins 3 Riechert Mundinger Rahmen Inomed Medizintechnik GmbH Teningen Deutschland mit Referenzstern und VarioGuide mit Biospienadel Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp Wilkins 74 Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2010 Kolibri Navigationssystem der Firma Brainlab www brainlab com Stand 30 07 10 Mit freundlicher Genehmigung der Firma Brainlab AG Stefan Uebelhoer Marketing Manager Neurosurgery Brainlab Referenzstern Teilbild Ringel F Ingerl D Ott S Meyer B VarioGuide a new frameless image guided stereotactic system accuracy study and clinical assessment Neurosurgery 64 ONS Suppl 2 2009 365 373 Mit freundlicher Genehmigung von Wolters Kluwer Health Lippincott Williams amp WilkinsO Firma Brainlab AG Feldkirchen Deutschland 2010 Reflektorkugeln der Firma Brainlab www brainlab com Stand 30 07 10 Mit freundlich
83. zision Pr zision bedeutet Genauigkeit mit der ein definierter Zielpunkt tats chlich getroffen wird Sie ist von mehreren Faktoren abh ngig von der technischen bzw mechanischen Genauigkeit in Form der hardware des stereotaktischen Systems dem Registrierungsprozess verschiedenen Parametern der Bildgebung wie Schichtdicke und Bildmodalit t CT vs MRT und von intraoperativen Ereignissen Steinmeier 2000 43 Untersucht wird dies unter anderem an Phantommodellen wie in unserer Studie und in vivo mit Hilfe bildgebender Verfahren So kann man z B das pr operativ geplante Biopsietrajekt mit der tats chlichen sich im postoperativen CCT oder cMRT darstellenden Biopsiestelle vergleichen und Abweichungen des tats chlichen vom geplanten Zielpunkt berechnen In Abh ngigkeit vom verwendeten bildgebenden Verfahren untersuchten Dorward et al am Phantom und in vivo Dorward 1999 7 die Genauigkeit rahmenlos durchgef hrter stereotaktischer Biopsien mit 0 5 und 1 5 Tesla Magnetresonanztomographien und 2mm und 3mm axialen und 3mm helicalen Computertomographien Dabei zeigt sich die geringste Abweichung des Trajektes von der Planung bei Verwendung der 2mm axialen mittlerer Fehler 1 1 mm und 3mm helikalen mittlerer Fehler 0 9 mm CT Bildgebung Dorward 1999 Nauta 1994 7 30 Helm et al untersuchten am Modell verschiedene Registriermethoden bei der rahmenlosen Streotaxie welche das Phantom mit dem Bilddatensatz zur Deckung bringen soll Hi

VarioGuide™: ein neues rahmenloses bildgesteuertes

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