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Seminar: Informationstechnik in der Medizin
Universität Dortmund
Navigierte OP
Fakultät für Elektrotechnik und InformationstechnikLehrstuhl für Kommunikationstechnik
Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
cand. ing. Dennis [email protected]
Seminar: Informationstechnik in der Medizin
Folie 2LS KommunikationstechnikProf. Dr.-Ing. Rüdiger Kays
Dennis RealEinleitung
Überblick
1. Motivation/Chancen2. Anwendungsgebiete3. Navigierte Systeme4. Probleme und Risiken5. Fazit/Ausblick
Seminar: Informationstechnik in der Medizin
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Dennis Real1. Motivation/Chancen
Motivation und Chancen
• minimalinvasiv• höchste Präzision• schwer zugängliche Gebiete• Simulation• weniger Strahlenbelastung
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Dennis Real2. Anwendungsgebiete
Anwendungsgebiete
• Hüftgelenkimplantation– 10 Jahre: 5-10% locker– komplizierte Wechsel-OP– Planung – hochpräzises Ausfräsen
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Dennis Real2. Anwendungsgebiete
Anwendungsgebiete
• Kniegelenk– Implantation:
• Fehlerquote konv.: 10-15%– verfrühte Lockerung– erhöhte Lebensdauer durch Präzision– vordere Kreuzbänder:
• Fehlerquote konventionell 40%
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Dennis Real2. Anwendungsgebiete
Anwendungsgebiete
• Wirbelsäule– Verschraubungen/Versteifungen– OP nahe Rückenmark
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Dennis Real2. Anwendungsgebiete
Anwendungsgebiete
• Gehirn– Hirntumorentfernung– Epilepsie
• HNO– komplexe Region
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Navigierte Systeme
• aktive Systeme– automatische Steuerung
der Fräse
• passive Systeme- Arzt operiert- Lage- und Positionskontrolle- Vorgabe Schnittrichtung
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Navigierte Systeme
• aktive Systeme– Robodoc– CASPAR
• passive Systeme- CAPPA- Localite- Orthopilot- GALILEO- SurgiGATE- Vector Vision- Robodent- …
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Systemaufbau und Funktion
• Stereokamera• Referenzpunkte (aktiv/passiv)• Berechnung:
– Position und Lage– Abweichung vom Soll– Schnittrichtung– Qualitätsindex
• “normale” PC-Hardware
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Datengrundlage: Bildgebende Verfahren
• Abtasten• CT• MRT• C-Bogen (C-ARM)• ISO-C 3D• fMRT• PET• und Kombinationen
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Registrierung
• Was ist das?• Referenzpins• Verschiedene Datenquellen • Kalibierung Daten + Patient• häufige Fehlerquelle
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Anwendungsbeispiele
• Gehirn– Stereotaxie– MRT– fMRT– PET– Matching über Marker– Gläsener Schädel– OP-Weg plan- und kontrollierbar– risikoärmer– keine Mithilfe des Patienten
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Anwendungsbeispiele
• Knie– Abtastung– Simulation:
• Auswahl Implantat• Positionierung
– Positionierung Sägeschablone
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Anwendungsbeispiele
• Hüfte– Quelle: CT Bild– Simulation:
• Auswahl Prothese• Positionierung• Vorgehen
– Speicherung der Daten– Laden der Daten– Wichtig: Positionierung der Hüftpfanne
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Dennis Real3. Navigierte Systeme
Anwendungsbeispiele
• Implantation Zahnersatz– Robodent– 3D-Planung auf CT– Registrierung mit Plastikschiene– Stereokamera– Navigationshilfe optisch und akustisch
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Dennis Real4. Probleme und Risiken
Probleme und Risiken
• eckige Prothesen• OP dauert länger• technische Probleme• Präzision nicht erreicht• aktive Systeme:
– verhindern nicht Fehlpositionierung– erkennen keine Hindernisse
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Dennis Real4. Probleme und Risiken
Qualität im Einzelnen
• Hüfte– Beckenfehlstellungen: keine Navigation möglich– CT in Dünnschichttechnik– keine Erfahrungen, ob Implantat länger hält
• Knie– starkes Übergewicht: keine Navigation möglich– keine CT notwendig– Navigation: geringe Abweichungen
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Dennis Real4. Probleme und Risiken
Qualität im Einzelnen
• Wirbelsäule– Wirbelkörper beweglich– Registrierung extrem schwierig– weniger Pedikelperforation– etwas bessere Schraubenpositionierung– weniger gefährliche Abweichungen
• Gehirn– brain shift
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Dennis Real5. Fazit/Ausblick
Aktueller Stand
• Klagen gegen Krankenhäuser und Hersteller• Studie: “keine relevanten Unterschiede”• Studie: “keine eindeutigen Unterschiede”• Gutachten• OP dauert länger• Strahlenbelastung• hoher technischer und finanzieller Aufwand• keine Langzeiterfahrungen• Trend: passive Systeme
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Dennis Real5. Fazit/Ausblick
Ausblick
• Andere Ansätze– Elektromagnetisch– Ultraschall– RFID– UWB
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