Persönliche PDF-Datei für G. Strauss, S. Schaller, I. Gollnick, T. C. Lueth

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1 Persönliche PDF-Datei für G. Strauss, S. Schaller, I. Gollnick, T. C. Lueth Mit den besten Grüßen vom Georg Thieme Verlag Instrumentennavigation in der endonasalen Stirnhöhlenchirurgie: Gibt es eine Operation unter reiner Navigationsführung? DOI /s Laryngo-Rhino-Otol Nur für den persönlichen Gebrauch bestimmt. Keine kommerzielle Nutzung, keine Einstellung in Repositorien. Verlag und Copyright: 2013 by Georg Thieme Verlag KG Rüdigerstraße Stuttgart ISSN Nachdruck nur mit Genehmigung des Verlags

2 Instrumentennavigation in der endonasalen Stirnhöhlenchirurgie: Gibt es eine Operation unter reiner Navigationsführung? Instrument Navigation in Ensonasal Sinus Surgery Autoren G. Strauss 1, S. Schaller 2, I. Gollnick 3, T. C. Lueth 4 Institute 1 ACQUA Clinic, Department of ENT, Leipzig 2 Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Leipzig, Leipzig 3 International Reference and Development Centre for Surgical Technology, Leipzig 4 Lehrstuhl für Mikro- und Medizingerätetechnik (MiMed), Technische Universität München, Garching b. München Schlüsselwörter Instrumenten Navigation SMGS intranasaler Bohrer Automation Stirnhöhlenchirurgie Key words instrument navigation ENT tracked sinus drill Zusammenfassung Hintergrund: In Phasen von mikrochirurgischen Operationen der HNO muss davon ausgegangen werden, dass phasenweise eine Präparation ohne direkte visuelle Kontrolle des Präparationsfortschritts erfolgt. Diese Arbeit soll an einem klinischen Beispiel beweisen, dass eine reine Instrumentennavigation sicher und sinnvoll eingesetzt werden kann. Es wird erwartet, dass mithilfe des navigierten Stirnhöhlenbohrers eine endonasale Stirnhöhlendrainage unter den Bedingungen einer reinen Instrumentennavigation erfolgen kann. Material und Methoden: Die Navigation des Sinusbohrers erfolgte mit einem optoelektrischen Navigationssystem. Es wurde ein Sinusbohrer mit einem optischen Lokalisator versehen. Im Zeitraum vom bis (5 Monate) wurden 24 Patienten mit einer endonsalen Stirnhöhlendrainage therapiert. Die Entscheidung zum jeweiligen Navigationsmodus (Operateur Navigation oder Instrument Navigation) erfolgte nach sorgfältiger präoperativer Analyse zum Ausschluss anatomischer Normvarianten oder anderer Risikostrukturen. Ergebnisse: Innerhalb beider Gruppen zeigt sich eine deutlich verringerte Schnitt-Naht-Zeit (SNZ) bei der Anwendung im Modus Instrument Navigation (IN). In der Gruppe Draf IIB betrug der Unterschied 67,1 zu 46,0 min (68,5%). Die Resektionseffizienz als Verhältnis zwischen erreichter Weite des Stirnhöhlenostiums und der insgesamt benötigten Zeit, zeigt einen deutlichen Unterschied zu Gunsten der Untergruppen IN. Die Auswertung des Fragebogens zeigte in beiden Subgruppen ein großes Vertrauen in die Funktionalitäten des Surgical Management and Guidance Systems (SMGS) (jeweils 100 %). Schlussfolgerung: Die vorliegende Arbeit zeigt erstmals die Durchführung einer endonasalen Stirnhöhlendrainage unter Bedingungen einer reinen Instrumentennavigation. eingereicht 24. Juli 2012 akzeptiert 24. April 2013 Bibliografie DOI /s Online-Publikation: 2013 Laryngo-Rhino-Otol Georg Thieme Verlag KG Stuttgart New York ISSN Korrespondenzadresse Prof. Gero Strauss Department of ENT ACQUA Clinic Käthe-Kollwitz-Straße Leipzig i.gollnick@irdc-leipzig.de Fragestellung Problemstellung Die Nasennebenhöhlenoperation setzt sich bis heute aus 2 Phasen der Operation, der (1) manuellen Präparation und (2) der visuellen Orientierung über das Endoskop und/oder das Navigationsdisplay zusammen. Dabei soll das eigentliche Abtragen im Situs ausschließlich unter visueller Kontrolle erfolgen. Allerdings stellt dies an den Operateur im Bereich des Rec. frontalis und der Stirnhöhle große Herausforderungen. Besonders bei der endonasalen Stirnhöhlendrainage wechselt das Abtragen in hoher Frequenz mit der optischen Orientierung ab, da der Bohrer häufig die Sicht auf den Situs versperrt [1 3 ]. In dieser Phase muss davon ausgegangen werden, dass trotz aller Bemühungen phasenweise eine Präparation ohne direkte visuelle Kontrolle des Präparations- fortschritts erfolgt. Das bedeutet ein erhöhtes Risiko für die Verletzung der Risikostrukturen Schädelbasis und Lam. papyracea [4 ]. Wie kann eine sichere Präparation unter diesen Bedingungen erfolgen, bei der sich der Chirurg nicht ausschließlich auf die taktile Rückmeldung und seine Erfahrungen verlassen muss? Stand der Technik Visual Surgery Conditions (VSC): Abtragen unter Sicht Die Präparation der krankhaft veränderten Areale erfolgt bei der endonasalen Stirnhöhlendrainage bisher ausschließlich unter optischer Kontrolle. Als Orientierungspunkte dienen anatomische Landmarken, die in Trainingskursen sorgfältig gelehrt und trainiert werden. Diese Bedingungen können in Analogie zu anderen Gebieten als Visual Surgery Conditions (VSC) bezeichnet

3 Tab. 1 Erläuterung der chirurgischen Situsbedingungen und der dazugehörigen Navigationsregeln. Visual Surgery Conditions (VSC) Instrument Surgery Conditions (ISC) Beschreibung Der Situs erlaubt eine vollständige Orientierung um die Operation ausschließlich nach den Informationen durchzuführen, die dem Operateur unmittelbar zur Verfügung stehen (bloßes Auge, Lupenbrille, Endoskop, Mikroskop, usw.). Informationen des SMGS können genutzt werden, stellen jedoch nicht die führende Information dar. Der Situs erfordert es, prozessierte Daten zur Orientierung zu benutzen. führende Information Operateur SMGS Automationsgrad Operators Navigation (ON) Instrument Navigation (IN) Navigationsregeln Operators Navigation Rules (ONR) Instrument Navigation Rules (INR) werden. Die dazugehörige Navigationsform wird als Operator Navigation (ON) bezeichnet, bei der eine primäre Orientierung durch den Operateur anhand der visuellen Information (des Endoskops, des Mikroskops, usw.) erfolgt. Als sekundäre Information kann bei Bedarf das Navigationssystem hinzugezogen werden. Chirurgische Navigationssysteme der I. Generation: Potenziale und Grenzen Navigation wird im Allgemeinen als Zurechtfinden in einem topografischen Raum, um einen gewünschten Ort zu erreichen bezeichnet [ 5 ]. Sie umfasst im weitesten Sinne die Bestimmung der Position, die Berechnung des optimalen Weges und das Führen des Objektes zum Ziel. Damit wird klar, dass der Begriff Navigation in der Chirurgie ungenau verwendet wird, da bei den allermeisten chirurgischen Navigationsverfahren ausschließlich eine Positionsbestimmung erfolgt. Die Berechnung des Weges und das Führen des Instruments erfolgt weiterhin durch den Operateur. Diese, derzeit häufigste Form der Navigation sollte besser als Werkzeugtracking (Tool Tracking, TT) bezeichnet werden. Das Tool Tracking (TT) ist in der Chirurgie, insbesondere in der HNO-Chirurgie, weit verbreitet. Dabei handelt es sich in der Regel um die Einbindung von passiven geraden und/oder gebogenen Instrumenten, die bei Bedarf während der Operation hinzugezogen werden. Es existieren einige wenige Arbeiten zum Positions-Erkennen von aktiven Instrumenten. Einige Methoden zur intraoperativen Verbesserung der Informationsgenauigkeit (z. B. Dynamic Registration Supply, DRS) kommen bereits im OP zum Einsatz [6, 7 ]. Es ist bis heute ungeschriebenes Gesetz, dass die Informationen der sog. Navigation nur ergänzend zu den visuellen Informationen benutzt werden. Eine Information des Navigationssystems soll immer mit den anatomischen Landmarken abgeglichen werden. Nach diesem traditionellen Grundsatz stellen sich jedoch heute einige, bislang ungelöste Fragen: Weshalb benötigt man ein Navigationssystem überhaupt, wenn zuvor die anatomischen Landmarken so sicher einzuschätzen sein sollen, dass man das Navigationssystem damit validieren soll? Stammt die o.g. Forderung vielleicht aus einer Zeit, in der die Ungenauigkeit der Messfunktion des Navigationssystems so groß war, dass es allenfalls als grobe Orientierung Einsatz finden konnte? Benötigt die Chirurgie vielleicht doch Prinzipien für den Fall, dass das Navigationssystem die einzigen Informationen aus dem Situs liefert? Instrument Situs Conditions (ISC): Abtragen ohne Sicht Unter Instrument Situs Conditions (ISC) kann man Bedingungen verstehen, die aufgrund der Enge des OP-Situs, der Größe der eingesetzten Instrumente, der Winkelung des OP-Situs von der natürlichen Trajektorie, Blutung, Sekret und anderer Faktoren, einzeln oder in Kombination, eine Navigation unter Sicht nicht erlauben [ 8 ]. In diesem Fall könnte die Instrument Navigation (IN) die weitere Präparation erlauben, bei denen eine primäre Orientierung zumindest phasenweise durch den Operateur anhand der Information des Navigationssystems erfolgt. Dabei muss gewährleistet sein, dass der Operateur über korrekte, genaue und robuste Daten verfügen kann. Eine reine Instrumentennavigation wird bislang, auch phasenweise, in der HNO-Chirurgie nicht genutzt. Traditionell gilt der Grundsatz keine Präparation ohne Sichtkontrolle. Darüber hinaus herrscht eine relative Skepsis der Operateure gegenüber der Genauigkeit der Instrumentennavigation. Dabei würden sich besonders aktive Instrumente (z. B. Sinusbohrer) für die Instrumentennavigation eignen, da sie bei dem Abtragen des Gewebes kaum manuelle Interaktion benötigen und damit ein ruhiges Führen erlauben ( Tab. 1 ) Chirurgische Navigationssysteme der II. Generation: Automation im OP Heute stehen im OP Funktionen zur Verfügung, welche eine Orientierung anhand von errechneten Daten ermöglichen. Das Surgical Management and Guidance System (SMGS) besteht aus mehreren Funktionalitäten, die alle das Ziel einer verbesserten Orientierung, Navigation und eines präzisen Ablaufs der Operation haben. Es verfügt über Methoden zur intraoperativen Verbesserung der Informationsgenauigkeit [ 9, 10 ] und zur Registrierung aktiver kraftgesteuerter Instrumente [ ]. Navigationssysteme der II. Generation können einen höheren Automationsgrad im OP bewirken. Dabei bedarf es zur Beurteilung des Automationsgrades verschiedener Kriterien, die in Abb. 1 beschrieben sind. Lösungsansatz Zunächst sind die Bedingungen, unter denen eine chirurgische Prozedur erfolgt, klar zu definieren. Dabei sind v. a. auf die Grundlage der Orientierung, der Interpretation der verfügbaren Daten und die Handlungsausführung zu achten. So könnten klar voneinander abgegrenzte Bedingungen für eine Operation unter Sichtbedingungen ( Visual Surgery Conditions ) und ohne ausreichende Sichtbedingungen ( Instruments Surgery Conditions ) definiert werden. Für diese Bedingungen müssen Regeln aufgestellt werden, um die Automationsfolgen für den Chirurgen (z. B. Situationsaufmerksamkeit, Übervertrauen, Fertigkeitsverlust) zu benennen und zu kompensieren. Mit diesen Prinzipien sollte phasenweise eine rein navigationskontrollierte Operation möglich sein. Danach soll mithilfe eines optischen Navigationssystems ein intranasaler Bohrer für die endonasale Stirnhöhlenchirurgie mit ausreichender Genauigkeit getrackt werden. Mithilfe von Planungsalgorithmen sollen die umgebenden Risikostrukturen seg-

4 Automationsstufe IN 4 Positionsbestimmung Quelle der verfügbaren Situsinformationen Berechnen optimaler Weg Quelle der verfügbaren Strategieempfehlungen Führen des Werkzeugs Wer kontrolliert das Werkzeug? Operateur SMGS Operateur SMGS Operateur SMGS direkt Kontrolle Wie wird der lst/soll- Vergleich vorgenommen SMGS Beispiele Powered Tool Tracking-IN Active Instrument Control-IN Abb. 1 Einteilung des Automationsgrades des chirurgischen Cockpits durch ein Surgical Management and Guidance System (SMGS); ON = Operateur Navigation, SON = Special Operateur Navigation, IN = Instrument Navigation. 3 Active Instrument Control-ON SON ON 2 1 Distance Control Way point navigation Tool- Tracking (TT) Powered Tool Tracking (PPT) mentiert und diese während der OP mithilfe des SMGS angeboten werden. Das System muss unter ISC-Bedingungen nach Wegfall der optischen Visualisierung eine Orientierung allein auf der Basis der SMGS-Informationen erlauben. Erwarteter Vorteil dieser Lösungen Es wird erwartet, dass mithilfe des getrackten Sinusbohrers eine endonasale Stirnhöhlendrainage unter den Bedingungen einer Instrumentennavigation erfolgen kann. Zielstellung dieser Studie Diese Studie soll die klinische Anwendbarkeit anhand folgender Positiv-Hypothesen bestätigen: (1) Der getrackte Sinusbohrer erlaubt die Anwendung in der klinischen Routine. Der Zusatzaufwand im Setup überschreitet den bisherigen Aufwand um nicht mehr als 5 %. (2) Der getrackte Sinusbohrer erlaubt die kombinierte optische und Instrumentennavigation und bewirkt dabei einen positiven Nutzen für die Qualität der Navigation. (3) Der getrackte Sinusbohrer erlaubt für die endonasale Stirnhöhlendrainage eine reine Instrumentennavigation. Abb. 2 Intranasaler Bohrer (Drillcut-X II N), KARL STORZ) mit Registrierstern für die optische Kamera des Navigationssystems (Navigation Base Unit, KARL STORZ). Material und Methoden Navigationsplattform Die Erfassung des Sinusbohrers erfolgte mit einem optoelektrischen Navigationssystem Navigation Base Unit, (Fa. Karl Storz GmbH & Co.KG, Tuttlingen). Die Fixierung des Lokalisators am Patienten wurde mit einem nicht-invasiven Kopfband durchgeführt. Der Registriervorgang des Patienten basiert auf dem 4-Punkt-Landmarkenprinzip. Das System verfügt über die Funktionalität Distance Control, das eine Festlegung von Risikostrukturen in der Planungsphase erlaubt. Kraftgetriebenes Instrument Es wurde ein Sinusbohrer Drillcut-X II N (30, Fa. KARL STORZ GmbH & Co. KG) mit einem optischen Lokalisator versehen. Die gebogene Geometrie des Instruments ist dem Navigationssystem bekannt. Es wird zu Beginn der Operation mithilfe des Patiententrackers eingemessen. Danach kann der Sinusbohrer gleichzeitig zum Gewebeabtrag und zur Navigation verwendet werden ( Abb. 2, 3 ) Abb. 3 Modus Instrument Navigation. Der Blick des Operateurs richtet sich auf das Navigation Display (NAD). Das Videosignal der Endoskopkamera läuft nur im Hintergrund und wird von einem Ko-Operateur überwacht. Zeitraum, Patienten, Operation Im Zeitraum vom bis (5 Monate) wurden 24 Patienten an der Abteilung für HNO-Heilkunde/Plastische Operationen an der ACQUA Klinik Leipzig mit einer medianen

5 Stirnhöhlendrainage therapiert. Die Indikation wurde in allen Fällen aufgrund einer Sinusitis frontalis chronica gestellt. Bei 5 Patienten handelte es sich um Ersteingriffe, bei 19 Patienten um Rezidiveingriffe an den Nasennebenhöhlen. In 8 Fällen erfolgte Abb. 4 Intranasaler Bohrer in Stirnhöhle rechts. Nach Wegnahme des Stirnhöhlenbodens und teilweise Resektion des Septum interfrontale. Der Bohrer ist durch das SMGS erkannt und die Position des aktiven Instruments kann am SMGS-Display verfolgt werden. eine endonasale Stirnhöhlendrainage Typ IIB nach Draf, in 16 Fällen Typ III nach Draf. Die Operationen wurden von 3 Operateuren mit einem vergleichbaren, hohen Erfahrungsgrad durchgeführt. Der Fokus der Arbeit beschränkt sich auf die Prozedur knöcherne Erweiterung während einer endonasalen Stirnhöhlendrainage. Zunächst erfolgte in allen Fällen die Resektion der Bulla ethmoidalis und die Reduktion des Agger nasi. Nach Identifikation des Rec. frontalis erfolgte die Eröffnung des Bodens der Stirnhöhle mit dem intranasalen Bohrer, generell in der Ausdehnung zwischen Lam. papyracea über den Kopf der mittleren Muschel hinaus bis zum Nasenseptum. Im Fall einer nicht ausreichenden Drainagemöglichkeit erfolgte eine Typ III-Drainage, welche mit einer partiellen Resektion des Nasenseptums und einer Wegnahme des Septum interfrontale einherging ( Abb. 4 6 ). Ausgangspunkt war die ausreichend weite Eröffnung der Stirnhöhle mit einer Mindestfläche von mm (Draf IIB) oder mm (Draf III). Die Entscheidung zum jeweiligen Navigationsmodus ( Operateur Navigation oder Instrument Navigation ) erfolgte nach sorgfältiger präoperativer Analyse zum Ausschluss anatomischer Normvarianten oder anderer Risikostrukturen. In 12 Fällen erfolgte die kombinierte visuell- Instrumentennavigation. In den anderen 12 Fällen eine reine Instrumentennavigation ( Tab. 2 ). Eine ausführliche gesonderte Aufklärung der Patienten erfolgte in jedem Fall. Ein Ethikvotum war bei bestehender Zulassung der eingesetzten Systeme nach MPG nicht erforderlich. Abb. 5 Screenshot des SMGS-Displays mit Anzeige der aktuellen Bohrerposition in der rechten Stirnhöhle bei einer Draf III-Prozedur. Navigationsmodi Die Eingriffe erfolgten in 2 unterschiedlichen Navigationsmodi. Operator Navigation (ON) beschreibt die Operation, bei der eine primäre Orientierung durch den Operateur anhand der visuellen Information des Endoskops erfolgt. Als sekundäre Information kann bei Bedarf das Navigationssystem mit dem getrackten passiven Instrument (hier gerader Pointer) hinzugezogen werden. Instrument Navigation (IN) beschreibt die Navigation unter Instrument Situs Conditions, bei denen eine primäre Orientierung zumindest phasenweise durch den Operateur anhand der Information des Navigationssystem erfolgt ( Tab. 1 ). Abb. 6 Identifikation des Stirnhöhlenbodens bei einer Draf IIB-Prozedur.

6 Tab. 2 Einteilung der Prozeduren nach Draf II/ III und die dazugehörigen Navigationsverfahren. Typ II Typ III Operators Navigation 6 6 Instrument Navigation 2 10 Summe (n) 8 16 Tab. 3 Ergebnisse der medianen Stirnhöhlendrainage unter Verwendung von Operateur Navigation und Instrument Navigation. Typ II-ON Typ II-IN Typ III-ON Typ III-IN Schnitt-Naht-Zeit 67,1 46,0 79,4 62,9 (SNZ), min Setup, min 1,7 1,7 1,8 1,7 CI & CO, n LOQ 74,9 80,5 72,8 82,6 COS 1,2 2,8 1,4 2,0 Weite Rec. frontalis, 122,0 138,0 512,3 559,3 mm2 Resektionseffizienz (Weite/SNZ) 1,8 3,0 6,5 8,9 Protokoll Das Messprotokoll umfasste folgende Parameter: Prozedur, Rüstzeit, Schnitt-Naht-Zeit, kritische Ereignisse & Komplikationen, Qualität der angebotenen Informationen (Level of Quality, LOQ1 ), Veränderung der chirurgischen Strategie (Change of Strategy, COS), Handhabbarkeit des getrackten Sinusbohrers, Stellungnahme zur reinen Instrumentennavigation, Weite des Rec. frontalis zum Beginn und zum Abschluss der OP, dazugehörige Zeit (Effizienz). Die Vermessung der Weite des Rec. frontalis erfolgte mithilfe der integrierten Messfunktion des Navigationssystems. Ergebnisse OP-Zeit und Setup ( Tab. 3 ) Erwartungsgemäß fand sich eine verlängerte Schnitt-Naht-Zeit (SNZ) in der Gruppe der Draf III-Drainage (Draf IIB 67,1 bzw. 46,0 gegenüber Draf III 79,4 bzw. 62,9 min). Das entspricht einem Unterschied im Durchschnitt von 15 % zu Gunsten der Drainage nach Draf IIB. Das Setup für die Funktionen des SMGS betrug in beiden Gruppen und Untergruppen maximal 1,8 min (ca. 2,5 % der SNZ) und variierte kaum. Vergleich Operateur Navigation und Instrument Navigation ( Abb. 7 ) Innerhalb beider Gruppen zeigt sich eine deutlich verringerte SNZ bei der Anwendung im Modus IN. In der Gruppe Draf IIB betrug der Unterschied 67,1 zu 46,0 min (68,5%). In der Gruppe Draf III benötigte die Operation unter ON-Bedingungen im Durchschnitt 79,4 min, bei Anwendung von IN dagegen nur 62,9 min. Das entspricht einer Verringerung der SNZ unter IN- Bedingungen um 21, 7 %. 1 Der Level of Quality wurde aus der Ingenieurpsychologie für die Chirurgie angepasst. Er beschreibt den Umfang und der Wert der Information, die ein Assistenzsystem dem Chirurgen zur Verfügung stellt. Die Punkte werden vom Benutzer in einer Spannne zwischen 0 (falsche Information mit fataler Konsequenz) über 50 (redundante Information ohne Konsequenz) bis zu 100 (richtige Information, die eine fatale Fehlentscheidung vermieden hat) vergeben [Strauss G, Meixensberger J, Dietz A, Manzey D (2007) Automation in der HNO-Chirurgie. Laryngo- rhino- otologie 86:256 62]. 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 67,1 Schnitt-Naht-Zeit (SNZ), min 46,0 79,4 62,9 Typ II-ON Typ II-IN Typ III-ON Typ III-IN Abb. 7 Schnitt-Naht-Zeiten der medianen Stirnhöhlendrainage, unterteilt nach Drainagetyp und Navigationsmodus (ON = Operateur Navigation, IN = Instrument Navigation). Punkte (LOQ), Anzahln (COS) 86,0 84,0 82,0 80,0 78,0 76,0 74,0 72,0 70,0 68,0 66,0 Typ II-ON COS 1,2 LOQ 74,9 Subjektive Einschätzung des Informationsgehalts des SMGS Typ II-IN 2,8 80,5 COS Typ III-ON 1,4 72,8 Typ III-IN 2,0 82,6 Abb. 8 Qualität der Navigationsinformation (LOQ) und Veränderung der chirurgischen Strategie (COS) bei der medianen Stirnhöhlendrainage unter Verwendung von unterschiedlichen Navigationsmodi. Kritische Ereignisse und Komplikationen ( Tab. 3 ) Bei einem Patienten der Gruppe Draf III-ON kam es zu einer umschriebenen Abtragung der medialen Orbitawand und einem damit verbundenen Oberlidhämatom. Funktionelle Störungen des Auges traten nicht auf. Damit wurde das irreguläre Ereignis als Komplikation (CO) eingeordnet, welches keine langfristigen Nachteile für den Patienten bedeutet. In einem Fall kam es in der Gruppe Draf II-IN zu einer intraoperativen Blockade des intranasalen Bohrers. Vermutlich durch Materialüberlastung kam es zu einer Verdrehung der flexiblen Innenwelle des Bohrerschaftes. Dieser musste intraoperativ ausgetauscht werden. Gefahren für den Patienten ergaben sich dadurch nicht. Das irreguläre Ereignis wurde als kritisches Ereignis (CI) eingeordnet, da keine unmittelbare Gefährdung des Patienten und/oder Folgen für den Patienten vorlagen. Weitere Kritische Ereignisse und Komplikationen traten im Untersuchungszeitraum nicht auf. Level of Quality ( Abb. 8 ) Insgesamt wurde in beiden Gruppen ein durchschnittlicher LOQ von 77,7 Punkten erreicht. In beiden Gruppen war der LOQ bei der Anwendung der IN höher als unter den Bedingungen der ON. LOQ

7 Ergebnis der medianen Stirnhöhlendrainage Subjektive Einschätzung der Assistenzfunktionen (Fragebogen) 600,0 500,0 512,3 559,3 lch habe während der gesamten OP visuelle Kontrolle über den Situs gehabt ,0 lch habe vorsichtshalber mit dem 45 -Endoskop den Situs kontrolliert mm 2 300,0 200,0 Die ausschließliche Navigation auf der Basis des SMGS hat mich beunruhigt ,0 122,0 138,0 lch habe der Information des SMGS vertraut ,0 Typ II-ON Typ II-IN Typ III-ON Typ III-IN Abb. 9 Resultierende Öffnungen der Stirnhöhlendrainage in das Siebbein im Vergleich der Gruppen und Untergruppen mit ON (Operateur Navigation) und IN (Instrument Navigation) Prozent der Prozeduren (jeweils 12 Operationen in Gruppe ON und IN) Abb. 11 Auswertung des Fragebogens zum Einfluss der Navigationsmodi auf den Operateur (n = 3, jeweils 12 Prozeduren pro Gruppe ON und IN). IN ON mm 2 /min 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Abb. 10 Resektionseffizienz (Fläche/SNZ) Typ II-ON Typ II-IN Typ III-ON Typ III-IN Vergleich der Resektionseffizienz. Chirurgisches Ergebnis und Resektionseffizienz ( Abb. 9, 10 ) In allen Fällen gelang die beabsichtigte mediane Stirnhöhlendrainage. Erwartungsgemäß sind die erreichten Flächen der Drainage zwischen Stirnhöhle und Siebbein in der Gruppe Draf III deutlich größer als in der Gruppe Draf IIB. In den Untergruppen ON und IN zeigen sich übereinstimmend jeweils größere Flächenangaben bei der Anwendung von IN gegenüber ON: 12 % Unterschied in Gruppe Draf IIB, 8,4 % in Gruppe Draf III jeweils zu Gunsten der IN. Die Resektionseffizienz als Verhältnis zwischen erreichter Weite des Stirnhöhlenostiums und der insgesamt benötigten Zeit zeigt einen deutlichen Unterschied zu Gunsten der Untergruppen IN. Im Operationsmodus Instrument Navigation wurde demnach unabhängig vom gewählten Eingriff schneller und effektiver gefräst. Einfluss der Navigationsmodi auf den Operateur ( Abb. 11 ) Die Auswertung des Fragebogens zeigte in beiden Subgruppen ein großes Vertrauen in die Funktionalitäten des SMGS (jeweils 100 %). In der Gruppe der reinen Instrumentennavigation im Bereich des Rec. frontalis wurde in 2 Fällen (17 %) eine Beunruhigung angegeben, die jeweils zu einer Kontrolle des Situs mit dem Endoskop geführt hat. In Folge dessen konnte in beiden Fällen die Richtigkeit der Navigation bestätigt werden. Erwartungsgemäß gaben die Chirurgen in den Gruppe IN an, nicht während der gesamten OP eine visuelle Kontrolle über den Situs gehabt zu haben. Allerdings fand sich diese Antwort auch in 3 Prozeduren (75 %) mit ON-Modus. Schlussfolgerungen Die vorliegende Arbeit bestätigt zunächst die 3 eingangs gestellten Hypothesen. (1) In der hier beschriebenen Systemkonfiguration ist es möglich, unter alleinigen Instrument Situs Conditions (ISC) eine endonasale Stirnhöhlendrainage durchzuführen. Das Navigationssystem liefert dafür stabile und zuverlässige Informationen. Während der endonasalen Stirnhöhlendrainage wird der navigierte intranasale Bohrer vom Operateur schnell als vollwertiges Zeigeinstrument angenommen und so der häufige Wechsel zwischen Bohrer und Navigationspointer reduziert. In den vorangegangenen Laborversuchen entstand dabei der Eindruck, dass der Operateur während der eigentlich anspruchsvollen Phase der Operation gar nicht mehr primär auf das Primary Surgical Display sieht, sondern sich beinahe ausschließlich am Navigation Display des SMGS orientiert. Er führte damit intuitiv eine Operation unter Instrument Navigation Bedingungen aus. Mit einer Operation unter ISC (im Navigationsmodus IN) wird phasenweise bewusst ein traditionelles Prinzip der Chirurgie verlassen. Die Operation wurde nicht unter allen Umständen visuell, mit eigenen Augen kontrolliert. Vielmehr war der Operateur in unmittelbarer Nähe zur frontalen Schädelbasis und zur Lam. papyracea primär auf die Funktionen des SMGS angewiesen. Allerdings hätte er jederzeit zu einer Operation Navigation zurückkehren können, da es sich nicht um obligate Instrument Situs Conditions 2 gehandelt hat. Interessanterweise ist davon nur in 2 von 12 Fallen für kurze Zeit Gebrauch gemacht worden. Dabei wurde in beiden Fällen die korrekte Anzeige des SMGS bestätigt. (2) Bei den hier dokumentierten 12 Eingriffen unter ISC ging keine Gefahr der alleinigen Operation im IN-Modus für den Patienten aus. Sämtliche irregulären Ereignisse waren entweder als 2 In dieser Studie wurde darauf Wert gelegt, dass der Operateur jederzeit auch im ON-Modus die Operation hätte beenden können.

8 kritische Ereignisse ohne Zusammenhang mit der Orientierung im Situs zu betrachten oder sie traten in der Gruppe der Operator Navigation auf. (3) Die Arbeit zeigt einen Trend einer besseren Effizienz der Operation. So scheint es mit der reinen Instrumentennavigation möglich zu sein, unabhängig von der gewählten Operationsstrategie (Draf IIB oder III) eine größere Eröffnung des Stirnhöhlenschachtes in kürzerer Zeit zu realisieren. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass es möglich sein könnte, die endonasale Stirnhöhlendrainage Typ IIB oder III phasenweise unter Instrumentennavigation durchzuführen. Sie stimmen mit Ergebnisse anderer, jüngerer Arbeiten überein und beweisen einmal mehr die zunehmende Qualität und Akzeptanz der Verfahren der einfachen Navigation [14, 15 ]. Dabei wird der intranasale Bohrer schnell als vollwertiges Zeigeinstrument angenommen und der häufige Wechsel zwischen Bohrer und Navigationspointer reduziert. An dieser Stelle ist auf die methodischen Schwächen der Arbeit hinzuweisen. Da es sich bei dem gewählten Eingriff zwar um einen sinnvolle Umgebung für die Fragestellung, jedoch seltene Indikation handelt, sind die verfügbaren Fallzahlen (jeweils 12 Prozeduren unter ON und IN) klein. Hier gilt es, in den kommenden Untersuchungen weitere Erfahrungen zu sammeln. Des Weiteren wurde bei einigen Parametern (z. B. Resektionseffizienz) auf eine sehr detaillierte Untergliederung (z. B. in Zwischenzeiten) verzichtet, um die Übersichtlichkeit der Ergebnisse und den Fokus auf die Fragestellung zu bewahren. Des Weiteren muss darauf hingewiesen werden, dass es sich um eine ausschließliche Betrachtung einer endoskopischen Technik der Stirnhöhlenchirurgie handelt. Die mikroskopische Technik dieses Zugangs steht alternativ zur Verfügung, stellt jedoch andere technische Herausforderungen an eine eventuelle Navigationsunterstützung (z. B. Sichtachse Kamera-Instrument). Diese Arbeit soll kein Plädoyer für eine grundsätzliche Abkehr von der bewährten Form der Navigation durch den Operateur mit moderaten Assistenzfunktionen (hier Operateur Navigation ) sein. Es gilt an dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass die Fehleranfälligkeit technischer (wie auch menschlicher) Systeme mit dem Komplexitätsgrad zunimmt [ 16, 17 ]. Bevor grundsätzliche und verbindliche Empfehlungen entstehen, müssen die notwendigen Vorarbeiten auf technischer und chirurgischer Seite erbracht werden. Dazu gehören auch die Festlegung genauer Navigation Rule und die Definition der dazugehörigen Bedingungen, wie Visual Situs Conditions und Instrument Situs Conditions. Somit kann die vorliegende Arbeit nur eine Machbarkeitsstudie und Motivation für weiterführende Arbeiten darstellen. Bezug für die Praxis Die vorliegende Arbeit zeigt erstmals die Durchführung einer endonasalen Stirnhöhlendrainage Draf IIB-III unter Bedingungen einer reinen Instrumentennavigation. Ob die gezeigten Ergebnisse multizentrischen Studien standhalten und in den chirurgischen Alltag einziehen können, bleibt abzuwarten. Abstract Instrument Navigation in Ensonasal Sinus Surgery Background: It is to be expected that, microsurgical operations in ENT must be partially performed without direct vision, e. g. without the possibility of controlling the preparation progress. This study provides a clinical example of how instrument navigation may be used in a safe and reasonable manner to the benefit of treatment quality. It is assumed that a median frontal sinus drainage procedure may be performed by means of a tracked sinus drill using solely instrument navigation. Material and Methods: The sinus drill was registered using an optoelectric navigation system. An optical registration device was attached to the drill. In the period from 1 December 2011 to 30 April 2012 (5 months) 24 patients underwent a median frontal sinus drainage. 12 of the surgeries were performed under the condition operation navigation. The other 12 surgeries were performed using solely instrument navigation. Results: When applying mode Instrument Navigation (IN), a significantly reduced incision-to-suture time was registered within both groups. Within the group Draf IIB, it was reduced to 68.5 % (from 67.1 min to 46.0 min). Resection efficiency, i. e., the ratio between the width of the frontal sinus ostium and the required total surgery time, widely differed to the benefit of group IN. Within both groups, the questionnaire revealed a high level of confidence in Surgical Management and Guidance Systems (SMGS) functionalities (100%). Conclusion: The present study was designed to show for the first time a median frontal sinus drainage under the condition solely instrument navigation. Literatur 1 Simmen D. 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