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Genauigkeit eines neuen MRT-basierten patientenindividuellen stereotaktischen Gehirnbiopsiesystems für Hunde

Vortrag gehalten auf dem 63. DGK-DVG-Jahreskongress 2017, Rund um die Chirurgie beim Kleintier - Wissenschaft für die Praxis - Nicht nur für Chirurgen spannend, 09.-12. November 2017, Berlin
 
: Gutmann, Sarah; Winkler, Dirk; Müller, Marcel; Möbius, Robert; Fischer, Jean-Pierre; Böttcher, P.; Kiefer, Ingmar; Grunert, Ronny; Flegel, Thomas

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presentation urn:nbn:de:0011-n-4818671 (1.9 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: 9887e959decebd35f57a15959695e733
Created on: 8.2.2018


2017, 13 Folien
Vet-Congress <2017, Berlin>
Deutsche Gesellschaft für Kleintiermedizin (DGK Jahreskongress) <63, 2017, Berlin>
German
Presentation, Electronic Publication
Fraunhofer IWU ()
canine Gehirnbiopsiesysteme; patientenindividuell; MRT-basiert; stereotaktisch

Abstract
Hintergrund: Anhand von Routinediagnostik, wie MRT- und CT-Untersuchungen des Kopfes sowie Liquoranalysen, ist häufig keine eindeutige Diagnosestellung bei intrakraniellen Veränderungen möglich. Für eine gezielte Therapie ist eine gesicherte histopathologische Diagnose essentiell. Aufgrund der Komplexität des Nervensystems ist eine besonders präzise und sichere Biopsiemethode nötig. Ziel der Studie ist die Erfassung der Genauigkeit eines neuen MRT-basierten patientenindividuellen stereotaktischen Gehirnbiopsiesystems für die Entnahme von minimal-invasiven Gehirnbiopsien beim Hund.
Material und Methoden
Zur Ermittlung der Genauigkeit werden an Hundekadavern zweier Körpermassenklassen (kleine Hunde bis 15 kg und große Hunde ab 20 kg Körpermasse) 3 spezielle Knochenanker und darauf aufsetzende Markerbefestigt. Anschließend werden sowohl ein MRT- als auch ein CT-Datensatz („prä“-CT) des Kopfes angefertigt. Basierend auf den MRT-Bildern wird ein patientenindividueller Rahmen zum Erreichen vorher festgelegter Zielpunkte konzipiert und anschließend im FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) mit einem 3D-Drucker der Firma Stratasys gedruckt. Je Kadaver werden zwei Zielpunkte festgelegt. Linksseitig wird ein Zielpunkt im Gehirnbereich des Nucleus caudatus zur Simulation oberflächlicher Gehirnläsionen angesteuert. Rechtsseitig wird ein Zielpunkt im Bereich des Lobus piriformis als Beispiel einer tiefen Gehirnläsion festgelegt. Des Weiteren werden die Trajektorien der Biopsienadel im MRT-Datensatz markiert. Die Eintrittspunkte der Biopsienadel müssen jeweils in einem Gyrus liegen und die Biopsienadel darf auf ihrem Weg durch das Gehirngewebe die Ventrikel nicht penetrieren. Der patientenindividuelle Rahmen wird am Hundekopf mit speziellen Schrauben an den bereits vorhandenen Knochenankern befestigt. Mit Hilfe der Instrumentenführung des 3D- Rahmens kann anschließend ein minimal-invasiver Zugang für die Biopsienadel geschaffen werden. Die Biopsienadel wird entsprechend der vorgeplanten Trajektorien im Gehirn platziert. Es folgt ein erneuter CT-Scan („Biopsie“-CT) des Hundekopfes mit der Biopsienadel im Hundeschädel für Zielpunkt eins und zwei. Die Zielpunktgenauigkeit zwischen dem Ist- und dem Soll-Wert wird nach Fusion der MRT-, „prä“-CT- und „Biopsie“-CT- Datensätze in einem Koordinatensystem ermittelt. Dabei erfolgt die Fusion des MRT- Datensatzes und des „prä“-CT- Datensatzes basierend auf den befestigten Markern, welche in beiden Schnittbildverfahren sichtbar sind. Die „prä“-CT- und „Biopsie“-CT- Datensätze werden anhand anatomischer Landmarken des Kopfes fusioniert. Die CT-Untersuchungen sind nur für die Ermittlung der Genauigkeit des Biopsieverfahrens nötig. Der zukünftige Einsatz am klinischen Patienten dagegen wird ausschließlich MRT basiert ablaufen.
Ergebnisse
Die Zielpunktabweichung von 20 Zielpunkten an 10 Kadavern ergab eine mittlere Abweichung von 0,58 mm mit einer Standardabweichung von 0,34 mm. Die minimale Abweichung betrug 0,09 mm und die maximale Abweichung 1,17 mm. SchlussfolgerungMit dem neuen MRT-basierten patientenindividuellen stereotaktischen Gehirnbiopsiesystem werden Genauigkeitsabweichungen unter 1,5 mm erreicht. Mit einem anderen MRT-geführtem rahmenlosem stereotaktischem Gehirnbiopsiesystem erreichten Chen et al. Genauigkeiten von 1,79 +/- 0,87 mm1. Andere CT-geführte Rahmen-basierte Gehirnbiopsiesysteme erreichten mittlere Genauigkeiten zwischen 2,9 und 3,5 mm3,4. Ein rahmenloses stereotaktisches CT-geführtes Biopsiesystem erreichte Genauigkeiten von 2,9 bis 4,3 mm2. Damit erreicht das neue MRT-basierte patientenindividuelle stereotaktische Gehirnbiopsiesystem eine höhere Genauigkeit als die meisten bisher eingesetzten Systeme.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-481867.html