Messung der intraoperativen Gehirnoberflächendeformation unter einer Kraniotomie

ZIEL: Mehrere Ursachen für räumliche Ungenauigkeiten in der bildgesteuerten Chirurgie wurden eingehend untersucht und dokumentiert. Dazu gehören Fehler bei der Identifizierung der äußeren Merkmale, die für die Registrierung verwendet werden, geometrische Verzerrungen in den präoperativen Bildern und Fehler beim Tracking der chirurgischen Instrumente. Eine weitere potenziell wichtige Fehlerquelle ist die Gehirndeformation zwischen dem Zeitpunkt der Bildgebung und dem Zeitpunkt der Operation oder während der Operation. In dieser Studie haben wir die Deformation der Dura und der Gehirnoberflächen zwischen dem Zeitpunkt der Bildgebung und dem Beginn der chirurgischen Resektion bei 21 Patienten gemessen. METHODEN: Alle Patienten wurden einer intraoperativen funktionellen Kartierung unterzogen, die es uns ermöglichte, die Bewegung der Gehirnoberfläche zu zwei Zeitpunkten zu messen, die fast eine Stunde auseinander lagen, nachdem die Dura eröffnet, aber bevor die Resektion durchgeführt wurde. Die Positionen der Dura und der Gehirnoberflächen wurden aufgezeichnet und in den Koordinatenraum eines präoperativen MRT-Bildes übertragen, wobei das Acustar-Chirurgienavigationssystem (hergestellt von Johnson & Johnson Professional, Inc., Randolph, MA) verwendet wurde (das Acustar-Markenzeichen und die damit verbundenen immateriellen Rechte werden jetzt von Picker International, Highland Heights, OH, gehalten). Dieses System führt eine Bildregistrierung mit im Knochen implantierten Markern durch und verfolgt eine chirurgische Sonde durch optische Triangulation. ERGEBNISSE: Die mittleren Verschiebungen der Dura sowie der ersten und zweiten Gehirnoberflächen betrugen 1,2, 4,4 und 5,6 mm, wobei die entsprechenden mittleren Volumenreduktionen unter der Kraniotomie 6, 22 und 29 cc betrugen. Die maximale Verschiebung war bei etwa einem Drittel der Patienten bei der ersten Messung der Gehirnoberfläche und bei der Hälfte der Patienten bei der zweiten größer als 10 mm. In allen Fällen entsprach die Richtung der Gehirnverschiebung einem "Sinken" des Gehirns intraoperativ im Vergleich zu seiner präoperativen Position. Die Analyse des Messfehlers ergab, dass seine Größe etwa 1 bis 2 mm betrug. Wir beobachteten zwei verschiedene Muster des Deformationsfeldes der Gehirnoberfläche, abhängig von der Neigung der Kraniotomie in Bezug auf die Schwerkraft. Separate Messungen der Gehirndeformation im geschlossenen Schädel, die durch Änderungen der Kopfposition des Patienten in Bezug auf die Schwerkraft verursacht wurden, deuteten darauf hin, dass weniger als 1 mm der intraoperativ aufgezeichneten Gehirnverschiebung aus der Änderung der Patientenorientation zwischen dem Zeitpunkt der Bildgebung und dem Zeitpunkt der Operation resultiert haben könnte. SCHLUSSFOLGERUNG: Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die intraoperative Gehirndeformation eine wichtige Fehlerquelle darstellt, die bei der Verwendung chirurgischer Navigationssysteme berücksichtigt werden muss.