鼻腔内患者リファレンストラッカー：正確な非侵襲的電磁ニューロナビゲーションのための新しいソリューション

The endonasal patient reference tracker: a novel solution for accurate noninvasive electromagnetic neuronavigation.

• Ayguel Wurzer
• Georgi Minchev
• Claudia Cervera-Martinez
• Alexander Micko
• Gernot Kronreif
• Stefan Wolfsberger

抄録

目的:

電磁（EM）ナビゲーションは、連続的なガイダンスと機器の先端追跡の利点を提供します。現在の患者用リファレンストラッカーのソリューションは、骨に侵襲的にネジ止めされているか、皮膚に装着されている場合は精度が低いため、最適ではない。著者らは、トラッカーを鼻腔内に固定するが、鼻腔内には侵襲的に配置しない、新しいEMリファレンス法を提示している。

OBJECTIVE: Electromagnetic (EM) navigation provides the advantages of continuous guidance and tip-tracking of instruments. The current solutions for patient reference trackers are suboptimal, as they are either invasively screwed to the bone or less accurate if attached to the skin. The authors present a novel EM reference method with the tracker rigidly but not invasively positioned inside the nasal cavity.

方法:

鼻腔トラッカー（NT）は、AxiEMトラッカーのEMコイルアレイを鼻タンポネードに差し込んで構成されており、これを下鼻肉層に挿入する。最初に、概念実証研究は、2つの死体の頭蓋骨ベースで行われました。NTの安定性は、例えば、腹臥位、仰臥位、および側方の患者の位置決めと皮膚牽引などのシミュレーションされた手術状況で評価されました。偏差2mm以下であれば，臨床試験に十分な精度があると判断された．このようにして、臨床現場でのフィージビリティスタディが実施されました。NTと標準的な皮膚接着トラッカー(ST)の位置変化は、日常的な外科手術の手順を通して記録されました。NTとSTの精度は手術の異なる段階で比較された。

METHODS: The nasal tracker (NT) consists of the EM coil array of the AxiEM tracker plugged into a nasal tamponade, which is then inserted into the inferior nasal meatus. Initially, a proof-of-concept study was performed on two cadaveric skull bases. The stability of the NT was assessed in simulated surgical situations, for example, prone, supine, and lateral patient positioning and skin traction. A deviation ≤ 2 mm was judged sufficiently accurate for clinical trial. Thus, a feasibility study was performed in the clinical setting. Positional changes of the NT and a standard skin-adhesive tracker (ST) relative to a ground-truth reference tracker were recorded throughout routine surgical procedures. The accuracy of the NT and ST was compared at different stages of surgery.

結果:

生体外では，NTはすべての模擬手術において高い安定性を示した（中央値偏差0.4mm，範囲0.0～2.0mm）．13例のルーチン臨床において、NTはSTよりも有意に安定していた（手術終了時の中央値偏差1.3mm、範囲0.5～3.0mm vs 4.0mm、範囲1.2～11.2mm、p = 0.002）。STの精度の低下はドレーピングとフラップ固定中に最も高かった。

RESULTS: Ex vivo, the NT proved to be highly stable in all simulated surgical situations (median deviation 0.4 mm, range 0.0-2.0 mm). In 13 routine clinical cases, the NT was significantly more stable than the ST (median deviation at procedure end 1.3 mm, range 0.5-3.0 mm vs 4.0 mm, range 1.2-11.2 mm, p = 0.002). The loss of accuracy of the ST was highest during draping and flap fixation.

結論:

EM内鼻腔内患者追跡装置の適用は、ex vivoでも臨床環境でも高い手続きの安定性で実現可能であることが判明した。この技術革新は、高精度と非侵襲性の利点を兼ね備えており、将来的には脳神経外科のEMナビゲーションを強化する可能性があります。

CONCLUSIONS: Application of the EM endonasal patient tracker was found to be feasible with high procedural stability ex vivo as well as in the clinical setting. This innovation combines the advantages of high precision and noninvasiveness and may, in the future, enhance EM navigation for neurosurgery.