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Einleitung: Bei intraoperativer 3D-Navigation wird der Patient zu seinen präoperativen CT-Daten registriert. Dieser Schritt hat enormen Einfluss auf die Qualität der 3D-Navigation. In dieser Studie wird es auf die Invasivität der Fixierung und auf die Nachteile der Klebemarker und der anatomischen Landmarken Registration verzichtet.

Methoden: Das knöcherne Relief des Hinterhaupts wurde zur Oberflächenregistration verwendet; es wurde räumlich mit PC-gesteuerter A-Mode Ultraschall Messung (5 MHz) mit sub-millimetrischer Genauigkeit abgetastet und mit dem „Iterative Closest Point“ (ICP) Algorithmus an die entsprechende Fläche im CT korreliert. Das Verfahren wurde an einem menschlichen Kadaverkopf (mit Haut und Kopfhaaren) und an einem Schädel-phantom angewandt.

Ergebnisse: Damit wurde eine 3D-Oberfläche von 50 x 40 Voxeln abgetastet, die die Besonderheiten des Schädellreliefs enthielt und mit dem ICP an die CT-Daten registriert wurde. ICP erreichte einen RMS des punktweisen Abstands weniger als 1 mm. Die Registrationsgenauigkeit wurde zur visuellen Auswertung mit einer farbkodierten Differenzkarte dargestellt. Als mittlere Abweichungen ergaben sich 1,09 mm für den Kadaverkopf und 0,87 mm für das Schädel-Phantom mit Standardabweichungen von 0,55 mm und 0,54 mm.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse bewiesen, das vom Knochen reflektierende und vom Gewebe gestreute Ultraschallsignal zur Oberflächenregistration verwendet werden kann. Momentan wird eine gekrümmte Trajektorie der Ultraschallmessung aufgebaut, so dass der Schallstrahl immer senkrecht zum Knochen bleibt. So wird das Echosignal immer deutlich reflektieren und die Besonderheiten, wie die Lambda-Fissur, auf einer größeren Fläche abbilden, was die Registration mit ICP erleichtern wird.

Unterstützt durch: Diese Arbeit wird von der Medizinischen Forschungsförderung Innsbruck unter Projekt 2007-404 und vom Österreichischen Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung (FWF) unter Projekt 20604-B13 gefördert.