Bedeutung der 3-D-Bildgebung und computerbasierten Nachverarbeitung für die Chirurgie der Leber und des Pankreas

Zusammenfassung

Navigationssysteme zur 3-D-Planung sind im Bereich der Orthopädie und auch Neurochirurgie fester Bestandteil der präoperativen Planung und des intraoperativen Einsatzes. Der Einsatz solcher Systeme in der Viszeralchirurgie und deren Anwendung ist derzeit immer noch von fraglicher Relevanz und wird sowohl von den klinischen Anwendern als auch unter Radiologen kontrovers diskutiert. Dies ist unter anderem bedingt durch einen hohen technischen Aufwand im Transfer der Anwendungen von starren anatomischen Strukturen auf atembewegliche und verformbare Organe. Für die interaktive Planung von Eingriffen an der Leber existieren derzeit 3 Systeme, die z. T. auch im klinischen Alltag eingesetzt werden: HepaVision2 (MeVis GmbH, Bremen), LiverLive (Navidez Ltd., Slowenien) und OrgaNicer (DKFZ, Heidelberg). In allen Systemen ist die semi- bzw. automatische Segmentierung realisiert, so dass Lebersegmente, Gefäßsysteme, zu resezierende Areale wie auch Volumenbestimmungen des verbleibenden Restvolumens und auch Resektionsvolumen berechnet und dargestellt werden können. Dies gilt sowohl für die präoperative Planung als auch für die intraoperative Visualisierung. Basis der Datenakquisition ist dabei überwiegend die Computertomographie. Ultraschallbasierte Verfahren zur dreidimensionalen Tiefennavigation für den intraoperativen Einsatz werden im chirurgischen Einsatz derzeit gestestet. Für die Visualisierung des Pankreas existieren bislang nur wenige Ergebnisse, dies liegt sicherlich an dem problematischen Segmentierungsprozess, bedingt durch Entzündung und organüberschreitendes Tumorwachstum.

In diesem Artikel sollen exemplarisch für Leber und Pankreas die existierenden Systeme vorgestellt und ihre Wertigkeit sowohl im präoperativen als auch im intraoperativen Einsatz kritisch bewertet werden.

Abstract

Cross-sectional imaging based on navigation and virtual reality planning tools are well - established in the surgical routine in orthopedic surgery and neurosurgery. In various procedures, they have achieved a significant clinical relevance and efficacy and have enhanced the discipline’s resection capabilities. In abdominal surgery, however, these tools have gained little attraction so far. Even with the advantage of fast and high resolution cross-sectional liver and pancreas imaging, it remains unclear whether 3D planning and interactive planning tools might increase precision and safety of liver and pancreas surgery. The inability to simply transfer the methodology from orthopedic or neurosurgery is mainly a result of intraoperative organ movements and shifting and corresponding technical difficulties in the on-line applicability of presurgical cross sectional imaging data. For the interactive planning of liver surgery, three systems partly exist in daily routine: HepaVision2 (MeVis GmbH, Bremen), LiverLive (Navidez Ltd, Slovenia) and OrgaNicer (German Cancer Research Center, Heidelberg). All these systems have realized a half- or full-automatic liver-segmentation procedure to visualize liver segments, vessel trees, resected volumes or critical residual organ volumes, either for preoperative planning or intraoperative visualization. Acquisition of data is mainly based on computed tomography. Three-dimensional navigation for intraoperative surgical guidance with ultrasound is part of the clinical testing. There are only few reports about the transfer of the visualization of the pancreas, probably caused by the difficulties with the segmentation routine due to inflammation or organ-exceeding tumor growth. With this paper, we like to evaluate and demonstrate the present status of software planning tools and pathways for future pre- and intraoperative resection planning in liver and pancreas surgery.

Key words

3-dimensional - volumetry - surgical planning - surgery, liver and pancreas

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