Skip to main content
Erschienen in: HNO 2/2006

01.02.2006 | Übersicht

Genauigkeit und Präzision in der Bewertung von chirurgischen Navigations- und Assistenzsystemen

Eine Begriffsbestimmung

verfasst von: Dr. G. Strauß, M. Hofer, W. Korb, C. Trantakis, D. Winkler, O. Burgert, T. Schulz, A. Dietz, J. Meixensberger, K. Koulechov

Erschienen in: HNO | Ausgabe 2/2006

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Die Genauigkeit von Navigationssystemen stellt das herausragende Kriterium für die Evaluation von Navigationssystemen dar. Die Angaben zur Genauigkeit variieren erheblich, und es besteht eine Diskrepanz zwischen Literaturangaben und der intraoperativen Genauigkeit. Es existiert kein einheitliches Verständnis für die Begriffe Genauigkeit und Präzision von Navigationssystemen, fälschlicherweise werden diese auch gleichbedeutend verwendet. Darüber hinaus ist die klinische Genauigkeit nicht mit der technischen Bestimmung gleichzusetzen. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, den Begriff Genauigkeit und verwandte Begriffe grundlegend zu definieren, den Begriff der Präzision abzugrenzen, den Begriff chirurgische Genauigkeit abzuleiten, einen Vorschlag für die Anwendung des Begriffs der chirurgischen Genauigkeit eines Navigationssystems zu unterbreiten, die vorhandenen Literaturangaben entsprechend einzuordnen. Dafür kamen die Normen nach der International Standardisation Organisation-ISO und dem Deutschen Institut für Normung e.V.-DIN zur Anwendung.
Für die Definition der chirurgischen Genauigkeit eines Navigationssystems sind die Begriffe Bezugswert, Erwartungswert, die Genauigkeit und die Präzision von Bedeutung. Die chirurgische Genauigkeit sollte auf den ersten Blick die maximalen Werte der Abweichung zwischen den Messwerten und dem Bezugswert (wahrem Wert) Amax angeben und zusätzlich die jeweilige Abweichung der Präzision P vermerken. Als Grundlage der Messungen dient ein standardisiertes technisches Modell. Die Bestimmung der Bezugswerte erfolgt im CT. Um eine statistische Sicherheit und realitätsrelevante Ergebnisse für die Kopfchirurgie zu erhalten, eignen sich 50 Messungen der Genauigkeit jeweils 50, 75, 100 und 150 mm entfernt vom Zentrum der Registriergeometrie.
Die Kenntlichmachung der Leistungsspezifika: maximale Abweichung Bezugswert-Erwartungswert Amax, Präzionsabweichung P sollte zukünftig in Form eines Gütesiegels mit Informationen zu den Messverfahren, die zu diesen Angaben geführt haben, erfolgen.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Mosges R, Schlondorff G (1988) A new imaging method for intraoperative therapy control in skull-base surgery. Neurosurg Rev 11: 245–247CrossRefPubMed Mosges R, Schlondorff G (1988) A new imaging method for intraoperative therapy control in skull-base surgery. Neurosurg Rev 11: 245–247CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Schlondorff G, Mosges R, Meyer-Ebrecht D, Krybus W, Adams L (1989) CAS (computer assisted surgery). Ein neuartiges Verfahren in der Kopf- und Halschirurgie. HNO 37: 187–190PubMed Schlondorff G, Mosges R, Meyer-Ebrecht D, Krybus W, Adams L (1989) CAS (computer assisted surgery). Ein neuartiges Verfahren in der Kopf- und Halschirurgie. HNO 37: 187–190PubMed
3.
Zurück zum Zitat Klimek L, Mosges R, Schlondorff G, Mann W (1998) Development of computer-aided surgery for otorhinolaryngology. Comput Aided Surg 3: 194–201 Klimek L, Mosges R, Schlondorff G, Mann W (1998) Development of computer-aided surgery for otorhinolaryngology. Comput Aided Surg 3: 194–201
4.
Zurück zum Zitat Freysinger W, Gunkel AR, Thumfart WF (1997) Image-guided endoscopic ENT surgery. Eur Arch Otorhinolaryngol 254: 343–346PubMed Freysinger W, Gunkel AR, Thumfart WF (1997) Image-guided endoscopic ENT surgery. Eur Arch Otorhinolaryngol 254: 343–346PubMed
5.
Zurück zum Zitat Hauser R, Westermann B, Probst R (1997) A non-invasive patient registration and reference system for interactive intraoperative localization in intranasal sinus surgery. Proc Inst Mech Eng [H] 211: 327–334 Hauser R, Westermann B, Probst R (1997) A non-invasive patient registration and reference system for interactive intraoperative localization in intranasal sinus surgery. Proc Inst Mech Eng [H] 211: 327–334
6.
Zurück zum Zitat Schmerber S, Chassat F (2001) Accuracy evaluation of a CAS system: laboratory protocol and results with 6D localizers, and clinical experiences in otorhinolaryngology. Comput Aided Surg 6: 1–13 Schmerber S, Chassat F (2001) Accuracy evaluation of a CAS system: laboratory protocol and results with 6D localizers, and clinical experiences in otorhinolaryngology. Comput Aided Surg 6: 1–13
7.
Zurück zum Zitat Rombaux P, Ledeghen S, Hamoir M, Bertrand B, Eloy P, Coche E, Caversaccio M (2003) Computer assisted surgery and endoscopic endonasal approach in 32 procedures. Acta Otorhinolaryngol Belg 57: 131–137PubMed Rombaux P, Ledeghen S, Hamoir M, Bertrand B, Eloy P, Coche E, Caversaccio M (2003) Computer assisted surgery and endoscopic endonasal approach in 32 procedures. Acta Otorhinolaryngol Belg 57: 131–137PubMed
8.
Zurück zum Zitat Gunkel AR, Freysinger W, Martin A, Volklein C, Bale RJ, Vogele M, Thumfart WF (1997) Three-dimensional image-guided endonasal surgery with a microdebrider. Laryngoscope 107: 834–838CrossRefPubMed Gunkel AR, Freysinger W, Martin A, Volklein C, Bale RJ, Vogele M, Thumfart WF (1997) Three-dimensional image-guided endonasal surgery with a microdebrider. Laryngoscope 107: 834–838CrossRefPubMed
9.
Zurück zum Zitat Vorbeck F, Cartellieri M, Ehrenberger K, Imhof H (1998) Experiences in intraoperative computer-aided navigation in ENT sinus surgery with the Aesculap navigation system. Comput Aided Surg 3: 306–311 Vorbeck F, Cartellieri M, Ehrenberger K, Imhof H (1998) Experiences in intraoperative computer-aided navigation in ENT sinus surgery with the Aesculap navigation system. Comput Aided Surg 3: 306–311
10.
Zurück zum Zitat Reinhardt H, Trippel M, Westermann B, Gratzl O (1999) Computer aided surgery with special focus on neuronavigation. Comput Med Imaging Graph 23: 237–244CrossRefPubMed Reinhardt H, Trippel M, Westermann B, Gratzl O (1999) Computer aided surgery with special focus on neuronavigation. Comput Med Imaging Graph 23: 237–244CrossRefPubMed
11.
Zurück zum Zitat Vorbeck F, Cartellieri M, Ehrenberger K, Imhof H (2000) Intraoperative Navigation in der Nasennebenhohlenchirurgie mit dem Philips „Neuroguide“-System. Radiologe 40: 227–232CrossRefPubMed Vorbeck F, Cartellieri M, Ehrenberger K, Imhof H (2000) Intraoperative Navigation in der Nasennebenhohlenchirurgie mit dem Philips „Neuroguide“-System. Radiologe 40: 227–232CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (1995) DIN Taschenbuch 223: Qualitätsmanagement und Statistik — Begriffe. TÜV-Verlag DIN Deutsches Institut für Normung e. V. (1995) DIN Taschenbuch 223: Qualitätsmanagement und Statistik — Begriffe. TÜV-Verlag
13.
Zurück zum Zitat Messmer P, Gross T, Suhm N, Regazzoni P, Jacob AL, Huegli RW (2004) Modality-based navigation. Injury 35 (Suppl 1): S-A24–29 Messmer P, Gross T, Suhm N, Regazzoni P, Jacob AL, Huegli RW (2004) Modality-based navigation. Injury 35 (Suppl 1): S-A24–29
14.
Zurück zum Zitat Troitzsch D, Hoffmann J, Dammann F, Bartz D, Reinert S (2003) Registrierung mit dreidimensionaler Oberflachen-Laserscanner-Technik zur Navigation in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Zentralbl Chir 128: 551–556CrossRefPubMed Troitzsch D, Hoffmann J, Dammann F, Bartz D, Reinert S (2003) Registrierung mit dreidimensionaler Oberflachen-Laserscanner-Technik zur Navigation in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Zentralbl Chir 128: 551–556CrossRefPubMed
15.
Zurück zum Zitat Rohling R, Munger P, Hollerbach JM, Peter T (1995) Comparison of relative accuracy between a mechanical and an optical position tracker for image-guided neurosurgery. J Image Guid Surg 1: 30–34 Rohling R, Munger P, Hollerbach JM, Peter T (1995) Comparison of relative accuracy between a mechanical and an optical position tracker for image-guided neurosurgery. J Image Guid Surg 1: 30–34
16.
Zurück zum Zitat Raabe A, Krishnan R, Wolff R, Hermann E, Zimmermann M, Seifert V (2002) Laser surface scanning for patient registration in intracranial image-guided surgery. Neurosurgery 50: 797–801; discussion 802–803CrossRefPubMed Raabe A, Krishnan R, Wolff R, Hermann E, Zimmermann M, Seifert V (2002) Laser surface scanning for patient registration in intracranial image-guided surgery. Neurosurgery 50: 797–801; discussion 802–803CrossRefPubMed
17.
Zurück zum Zitat Heermann R, Mack KF, Issing PR, Haupt C, Becker H, Lenarz T (2001) Schadelbasischirurgie mit einem optoelektrischen Navigationssystem. HNO 49: 1019–1025CrossRefPubMed Heermann R, Mack KF, Issing PR, Haupt C, Becker H, Lenarz T (2001) Schadelbasischirurgie mit einem optoelektrischen Navigationssystem. HNO 49: 1019–1025CrossRefPubMed
18.
Zurück zum Zitat Berry J, O’Malley BWJ, Humphries S, Staecker H (2003) Making image guidance work: understanding control of accuracy. Ann Otol Rhinol Laryngol 112: 689–692PubMed Berry J, O’Malley BWJ, Humphries S, Staecker H (2003) Making image guidance work: understanding control of accuracy. Ann Otol Rhinol Laryngol 112: 689–692PubMed
19.
Zurück zum Zitat Gunkel AR, Vogele M, Martin A, Bale RJ, Thumfart WF, Freysinger W (1999) Computer-aided surgery in the petrous bone. Laryngoscope 109: 1793–1799CrossRefPubMed Gunkel AR, Vogele M, Martin A, Bale RJ, Thumfart WF, Freysinger W (1999) Computer-aided surgery in the petrous bone. Laryngoscope 109: 1793–1799CrossRefPubMed
20.
Zurück zum Zitat Freysinger W, Gunkel AR, Bale R, Vogele M, Kremser C, Schon G, Thumfart WF (1998) Three-dimensional navigation in otorhinolaryngological surgery with the viewing wand. Ann Otol Rhinol Laryngol 107: 953–958PubMed Freysinger W, Gunkel AR, Bale R, Vogele M, Kremser C, Schon G, Thumfart WF (1998) Three-dimensional navigation in otorhinolaryngological surgery with the viewing wand. Ann Otol Rhinol Laryngol 107: 953–958PubMed
21.
Zurück zum Zitat Steinmeier R, Rachinger J, Kaus M, Ganslandt O, Huk W, Fahlbusch R (2000) Factors influencing the application accuracy of neuronavigation systems. Stereotact Funct Neurosurg 75: 188–202CrossRefPubMed Steinmeier R, Rachinger J, Kaus M, Ganslandt O, Huk W, Fahlbusch R (2000) Factors influencing the application accuracy of neuronavigation systems. Stereotact Funct Neurosurg 75: 188–202CrossRefPubMed
22.
Zurück zum Zitat Brinker T, Arango G, Kaminsky J, Samii A, Thorns U, Vorkapic P, Samii M (1998) An experimental approach to image guided skull base surgery employing a microscope-based neuronavigation system. Acta Neurochir (Wien) 140: 883–889 Brinker T, Arango G, Kaminsky J, Samii A, Thorns U, Vorkapic P, Samii M (1998) An experimental approach to image guided skull base surgery employing a microscope-based neuronavigation system. Acta Neurochir (Wien) 140: 883–889
23.
Zurück zum Zitat Kozak J, Nesper M, Fischer M, Lutze T, Goggelmann A, Hassfeld S, Wetter T (2002) Semiautomated registration using new markers for assessing the accuracy of a navigation system. Comput Aided Surg 7: 11–24CrossRefPubMed Kozak J, Nesper M, Fischer M, Lutze T, Goggelmann A, Hassfeld S, Wetter T (2002) Semiautomated registration using new markers for assessing the accuracy of a navigation system. Comput Aided Surg 7: 11–24CrossRefPubMed
24.
Zurück zum Zitat Hilbert M, Marmulla R, Strutz J (1998) Vergleichende Genauigkeitsmessung zwischen einem mechanischen (Viewing-Wand) und einem lasergeleiteten mikroskopischen Positionierungssystem (MKM) mit Hilfe eines geometrischen Messobjekts. HNO 46: 44–49CrossRefPubMed Hilbert M, Marmulla R, Strutz J (1998) Vergleichende Genauigkeitsmessung zwischen einem mechanischen (Viewing-Wand) und einem lasergeleiteten mikroskopischen Positionierungssystem (MKM) mit Hilfe eines geometrischen Messobjekts. HNO 46: 44–49CrossRefPubMed
25.
Zurück zum Zitat Olson G, Citardi MJ (2000) Image-guided functional endoscopic sinus surgery. Otolaryngol Head Neck Surg 123: 188–194CrossRefPubMed Olson G, Citardi MJ (2000) Image-guided functional endoscopic sinus surgery. Otolaryngol Head Neck Surg 123: 188–194CrossRefPubMed
26.
Zurück zum Zitat Klimek L, Ecke U, Lubben B, Witte J, Mann W (1999) A passive-marker-based optical system for computer-aided surgery in otorhinolaryngology: development and first clinical experiences. Laryngoscope 109: 1509–1515CrossRefPubMed Klimek L, Ecke U, Lubben B, Witte J, Mann W (1999) A passive-marker-based optical system for computer-aided surgery in otorhinolaryngology: development and first clinical experiences. Laryngoscope 109: 1509–1515CrossRefPubMed
27.
Zurück zum Zitat Claes J, Koekelkoren E, Wuyts FL, Claes GM, Van den Hauwe L, Van de Heyning PH (2000) Accuracy of computer navigation in ear, nose, throat surgery: the influence of matching strategy. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 126: 1462–1466 Claes J, Koekelkoren E, Wuyts FL, Claes GM, Van den Hauwe L, Van de Heyning PH (2000) Accuracy of computer navigation in ear, nose, throat surgery: the influence of matching strategy. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 126: 1462–1466
28.
Zurück zum Zitat Schmidt H (1997) Was ist Genauigkeit? Zum Einfluß systemischer Abweichungen auf Meß- und Ausgleichsergebnisse. Vermessungswesen und Raumordnung Surg 59(4): 173–184 Schmidt H (1997) Was ist Genauigkeit? Zum Einfluß systemischer Abweichungen auf Meß- und Ausgleichsergebnisse. Vermessungswesen und Raumordnung Surg 59(4): 173–184
Metadaten
Titel
Genauigkeit und Präzision in der Bewertung von chirurgischen Navigations- und Assistenzsystemen
Eine Begriffsbestimmung
verfasst von
Dr. G. Strauß
M. Hofer
W. Korb
C. Trantakis
D. Winkler
O. Burgert
T. Schulz
A. Dietz
J. Meixensberger
K. Koulechov
Publikationsdatum
01.02.2006
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
HNO / Ausgabe 2/2006
Print ISSN: 0017-6192
Elektronische ISSN: 1433-0458
DOI
https://doi.org/10.1007/s00106-005-1321-3

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2006

HNO 2/2006 Zur Ausgabe

Weiterbildung · Zertifizierte Fortbildung

Die Aufgaben des HNO-Arztes bei der Hörgeräteversorgung

Update HNO

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert – ganz bequem per eMail.