Ziel : Diese Dissertation präsentiert ein Navigationssystem für flexible Endoskopie, welches mit einem Ultraschallkopf, der einen Blick hinter Gefässwände von Körperhöhlen ermöglicht ausgerüstet ist. Da die Qualität solcher Ultraschallbilder generell schlecht ist, erlaubt ein korrespondierendes CT-Schnittbild, welches von einem präoperativen CT stammt, eine bessere Erkennung von Lässionen sowie eine leichtere Navigation. Im Gegensatz zu anderen Systemen wird hier die Zusammenführung von Ultraschall und CT Bildern über die Registrierung abdominaler 3D Ultraschall Aufnahmen bewerkstelligt und ersetzt eine anderfalls notwendige inter-modale Registrierung. Der klinische Nutzen der Methode besteht einerseits in einem verbesserten überblick für den Chirurgen, andererseits in der kombinierten Bildinformation von Ultraschall und CT für die Biopsie von Lässionen.
Materialien und Methoden: Der Prozess stellt in Echtzeit ein Schnittbild eines präoperativen CTs korrespondierend zu einem Endoscop-Ultraschall Bild dar. Zum Zweck der Zusammenführung dieser Bilder wird sowohl präoperativ, als auch unmittelbar vor Beginn des Eingriffs ein 3D Ultraschallbild mit Positionserfassung gemacht. Die beiden abdominalen Ultraschallbilder bilden eine Verknüpfung zwischen dem präoperativen Untersuchungsraum und dem OP, die eine inter-modale Bildregistrierung, wie sie von anderen Systemen verwendet wird ersetzten. Da die Registrierung dieser Ultraschallbilder eine Schlüsseltechnologie für diese Anwendung darstellt, wurde das Verfahren der Bildregistrierung anhand einer vorangegangenen Studie zur Positionierung von Patienten in der Radiotherapie verbessert. Die Kalibrierung der Ultraschallköpfe erfolgte an Phantomen nach Standartverfahren. Alle Prozessschritte die Kalibrierung betreffend sind nur einmal vor der klinischen Anwendung erforderlich. Ergebnisse: Der Prozess wurde an einem Phantom, welches das Duodenum simuliert validiert. Es wurde für jeden Kalibrations- und Registrierungsschritt der Fehler (TRE) berechnet. Der gesamte TRE ergab sich zu 4,7 mm für das Phantom. Der TRE für die 3D Ultraschallregistrierung ergab sich zu 2,8 mm für Phantomdaten, sowie zu 4,1 mm für Patientendaten. Die Abschätzung eines TREs für den gesamten Prozess basierend auf den gemessenen TREs ergab sich zu 5,6 mm.
Diskussion: Der hauptsächliche Beitrag zum gesamten TRE aller TREs der Einzelschritte kam von der 3D Ultraschallregistrierung, deren TRE für Phantomdaten wesentlich besser war als für Patientendaten. Ungenauigkeiten der Positionserfassung spielten mit einem TRE < 2 mm eine untergeordnete Rolle. Der gesammte Prozess basiert auf starrer Bildregistrierung. Es wurde vorausgesetzt, dass die untersuchten anatomischen Strukturen während der Aufnahmen und dazwischen nicht deformiert werden. Jedenfalls, da Gewebedeformationen infolge einer Bewegung des Körpers sowie der Aktivität des Verdauungsapparates auftreten, sollten diese berücksichtigt werden, da sie den Registrierungsprozess für Patientendaten beeinflussen.
Schlussfolgerung: Der Ansatz, anstelle einer inter-modalen Registrierung abdominale 3D Ultraschallbilder zu verwenden erwies sich als ein mögliches Verfahren. Vielmehr wird eine Weiterentwicklung, die Gewebedeformationen berücksichtigt imstande sein die Genauigkeit des Systems zu verbessern.