Erste klinische Erfahrungen mit einer erweiterten Eingriffsplanung und Navigation am interventionellen MRT

Zusammenfassung

Ziel: Vorstellung eines erweiterten Konzepts zur patientenbasierten Navigation sowie erste klinische Bewertung der durchgeführten Maßnahmen im Kopf, Weichteil- und muskuloskeletalen Bereich. Material und Methode: Ein PC-basiertes Navigationssystem wurde in eine vorhandene interventionelle MRT-Umgebung integriert. Intraoperativ akquirierte 3-D-Datensätze dienen der Eingriffsplanung. Der Informationsgehalt dieser Referenzdaten wird durch Überlagerung zusätzlicher Bildmodalitäten (u. a. fMRT, CT) und durch farbige Darstellung der Bereiche früher und rascher Kontrastmittelaufnahme erhöht. Mit Hilfe dieses Systems wurden innerhalb von 18 Monaten 123 Patienten operiert (Gehirn: 64, Nasennebenhöhle: 9, Mamma: 20, Leber: 17, Knochen: 9, Muskel: 4). Der durchschnittliche Zeitaufwand der 64 Hirnoperationen wurde mit dem von 36 Eingriffen mit herkömmlicher Navigation verglichen. Ergebnisse: Im Vergleich zur schnellen, kontinuierlichen Bildgebung des MRT-Systems (0,25 Bilder/s) erlauben erst die höhere Qualität sowie die Echtzeitdarstellung (4 Bilder/s) der aus dem 3-D-Referenzdatensatz rekonstruierten MR-Bilder eine angemessene Auge-Hand-Koordination. Patienten- bzw. Gewebeverlagerungen lassen sich frühzeitig intraoperativ erkennen und die Navigation kann durch Aktualisierung der Referenzdaten sicher fortgeführt werden. Das System zeichnete sich durch eine hohe Stabilität, effiziente Systemintegration und einfache Bedienbarkeit aus. Die bildgestützten Hirnoperationen dauerten trotz zusätzlicher, noch zu optimierender Arbeitsschritte nicht signifikant länger. Schlussfolgerung: Das vorgestellte System kombiniert die Vorteile der intraoperativen MR-Bildgebung mit den bewährten Visualisierungs-, Planungs- und Echtzeiteigenschaften der Neuronavigation und erlaubt einen effizienten Einsatz für ein breites Spektrum auch nicht neurochirurgischer Interventionen.

Abstract

Purpose: To present an advanced concept for patient-based navigation and to report on our first clinical experience with interventions in the cranium, of soft-tissue structures (breast, liver) and in the musculoskeletal system. Materials and Methods: A PC-based navigation system was integrated into an existing interventional MRI environment. Intraoperatively acquired 3D data were used for interventional planning. The information content of these reference data was increased by integration of additional image modalities (e. g., fMRI, CT) and by color display of areas with early contrast media enhancement. Within 18 months, the system was used in 123 patients undergoing interventions in different anatomic regions (brain: 64, paranasal sinus: 9, breast: 20, liver: 17, bone: 9, muscle: 4). The mean duration of 64 brain interventions was compared with that of 36 procedures using the scanner’s standard navigation. Results: In contrast with the continuous scanning mode of the MR system (0.25 fps), the higher quality as well as the real time display (4 fps) of the MR images reconstructed from the 3D reference data allowed adequate hand-eye coordination. With our system, patient movement and tissue shifts could be immediately detected intraoperatively, and, in contrast to the standard procedure, navigation safely resumed after updating the reference data. The navigation system was characterized by good stability, efficient system integration and easy usability. Despite additional working steps still to be optimized, the duration of the image-guided brain tumor resections was not significantly longer. Conclusion: The presented system combines the advantage of intraoperative MRI with established visualization, planning, and real time capabilities of neuronavigation and can be efficiently applied in a broad range of non-neurosurgical interventions.

Key words

Magnetic resonance imaging (MRI) - interventional radiology - neuronavigation - computed tomography (CT) - image fusion

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