Signa SP / LOCALITE

Der LOCALITE iMRI Navigator ist ein bildgestütztes Navigationssystem, das Eingriffe unter Einsatz von interventioneller Bildgebung (Kernspintomographie) unterstützt und diese Eingriffe präziser und effizienter gestaltet. Der iMRI Navigator wird in der Neurochirurgie, im HNO-Bereich für Operationen an der Schädelbasis, für die orthopädische Chirurgie und für die interventionelle Radiologie (minimalinvasive Leberchirurgie) genutzt.

Systemkomponenten
Interventionelle Kernspintomographen liefern im Gegensatz zu konventionellen Systemen Bilder während eines operativen Eingriffs. Diese so genannten Realtime-Schichtbilder enthalten Bildinformationen über den aktuellen Zustand des Patienten. Die räumliche Ausrichtung des jeweiligen Schichtbildes wird interaktiv durch Position und Orientierung verschiedener Operationswerkzeuge (Pointer, Mikroskop,...) mit Hilfe eines optischen Trackingsystems bestimmt. Die LOCALITE Navigationsumgebung unterstützt unterschiedliche Arten von Kernspintomographen: offene Systeme, die für den interventionellen Einsatz konzipiert sind, aber auch konventionelle, geschlossene Systeme, die speziell für den intraoperativen Einsatz modifiziert wurden. LOCALITE unterstützt dabei sowohl fest eingebaute Komponenten wie Trackingkamera und Monitor, konzipiert und gestaltet aber auch spezifische Lösungen wie Beamer-Projektionstechniken oder separate Trackingsystemanbindungen.

Planung
Integraler Bestandteil des LOCALITE iMRI Navigators ist eine Planungsumgebung. Anders als bei herkömmlichen Navigationssystemen ist man jedoch für die Planung nicht ausschließlich auf präoperativ erhobene Bilddaten angewiesen, sondern kann intraoperativ die Planung immer wieder auf den aktuellen Stand bringen. Daher stehen die Datensätze, die mit dem interventionellen MR erzeugt werden stets im Zentrum der Planung. Alle anderen Daten: geplante Trajektorien, Bilddaten anderer Modalitäten, Thermometrieplanungen werden hierzu in Bezug gesetzt. Besonders zur Wahrnehmung und zur Kompensation des brainshifts in der Neurochirurgie stellen die aktualisierten Bilddaten und die dazu in Bezug gesetzten Planungsdaten eine deutliche Qualitätssteigerung dar.

Koregistrierung und Datenfusion
Mit Hilfe des LOCALITE iMRI Navigators können verschiedene Bildmodalitäten mit den interventionell erhobenen MR-Daten koregistriert und fusioniert dargestellt werden.
CT: Die Koregistrierung von CT- und iMRI-Volumendaten erfolgt derzeit sowohl markerbasiert als auch semiautomatisch auf Basis des Mutual Information Algorithmus. Für die fusionierte Visualisierung existieren eine Reihe unterschiedlicher Darstellungen.
fMRI/PET: Auch die Integration funktioneller Bilddaten ist möglich. Hierzu wird parallel zum fMRI-Volumendatensatz ein T1-gewichteter 3D-Datensatz mit den funktionellen Daten präoperativ erhoben. Dieser kann ebenfalls semiautomatisch mit hoher Genauigkeit mit dem interventionellen Datensatz koregistriert werden. Als Visualisierungsmethoden werden ähnliche Methoden verwendet, wie für die CT-Daten.

Navigation und online Bildgebung
Auf Basis der Zugangsplanung oder komplexerer Interventionsplanungen (z.B. Thermotherapien) kann der Chirurg nun auf aktualisierten Bilddaten navigieren. Dies erfolgt auf zweierlei Art. Zum einen kann er den der Planung zugrunde liegenden 3D-MR-Datensatz von Zeit zu Zeit aktualisieren. Zusätzlich kann er sich eine Schichtebene mit seinem getrackten, aktuell genutzten Werkzeug auswählen. Diese Schicht wird dann vom Kernspintomographen gescannt. Nachteile der Realzeit-Schichtbilder sind die lange Scannzeit, ca. 2-5 Sekunden, und die vor allem bei Kernspintomographen mit niedriger Feldstärke (0,2 oder 0,5 Tesla) schlechte Bildqualität. In der Abbildung ist links ein Realzeit-Schichtbild (0,5 Tesla) und recht ein aus einem präoperativen 3D-Datensatz ermitteltes Bild dargestellt (3D-Sequenz, 0,5 Tesla).
Die Navigationsumgebung wird nun genutzt, um in speziellen Darstellungen Realzeit- und Planungsdaten (3D-MR-Daten) zu vergleichen. Werden Abweichungen entdeckt, kann mit der Aufnahme eines neuen 3D-Datensatzes reagiert werden. Die Planung kann rasch aktualisiert werden. Dieser Prozess kann mehrfach nach Bedarf wiederholt werden. Dieses Vorgehen wird auch iterative Navigation genannt.
Wichtig ist, dass es sich für den Arzt bezüglich dieser beiden Bildmodalitäten nicht um eine Entweder-Oder-, sondern vielmehr um eine Sowohl-Als-Auch-Betrachtung handelt. So wird durch das rechte Bild ein Bezug zur Planung hergestellt, und durch das linke Realzeit-Schichtbild kann die "Güte" dieser eigentlich "veralteten" Bilddaten beurteilt werden.

Beratung, Forschung und Entwicklung
Durch unsere langjährige Erfahrung in der Anbindung unterschiedlicher Systeme und Technologien im Umfeld der interventionellen Nutzung von Kernspintomographen besitzt LOCALITE ein breites Repertoire an Verfahren, Technologien und leistungsstarken Partnern, um eine auf Ihr Problemfeld maßgeschneiderte Lösung gemeinsam mit Ihnen zu erarbeiten. Gerne unterstützen wir Sie in Planung und Konzeption navigierter Lösungen für die Kernspintomographie.