Skip to main content
Erschienen in: Surgical Endoscopy 7/2018

12.02.2018 | New Technology

Design and implementation of an electromagnetic ultrasound-based navigation technique for laparoscopic ablation of liver tumors

verfasst von: Iwan Paolucci, Marius Schwalbe, Gian Andrea Prevost, Anja Lachenmayer, Daniel Candinas, Stefan Weber, Pascale Tinguely

Erschienen in: Surgical Endoscopy | Ausgabe 7/2018

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Efficient laparoscopic ablation of liver tumors relies on precise tumor visualization and accurate positioning of ablation probes. This study evaluates positional accuracy and procedural efficiency of a dynamic navigation technique based on electromagnetic-tracked laparoscopic ultrasound (ELUS) for laparoscopic ablation of liver tumors.

Methods

The proposed navigation approach combines intraoperative 2D ELUS-based planning for navigated positioning of ablation probes, with immediate 3D ELUS-based validation of intrahepatic probe position. The environmental influence on electromagnetic-tracking stability was evaluated in the operation room. Accuracy of navigated ablation probe positioning assessed as the target-positioning error (TPE), and procedural efficiency defined as time efforts for target definition/navigated targeting and number of probe repositionings, were evaluated in a laparoscopic model and compared with conventional laparoscopic ultrasound (LUS) guidance.

Results

The operation-room environment showed interferences < 1 mm on the EM-tracking system. A total of 60 targeting attempts were conducted by three surgeons, with ten targeting attempts using ELUS and ten using conventional LUS each. Median TPE and time for targeting using ELUS and LUS were 4.2 mm (IQR 2.9–5.3 mm) versus 6 mm (IQR 4.7–7.5 mm), and 39 s (IQR 24–47 s) versus 76 s (IQR 47–121 s), respectively (p < 0.01 each). With ELUS, median time for target definition was 48.5 s, with 0 ablation probe repositionings compared to 17 when using LUS. The navigation technique was rated with a mean score of 85.5 on a Standard Usability Scale.

Conclusions

The proposed ELUS-based navigation approach allows for accurate and efficient targeting of liver tumors in a laparoscopic model. Focusing on a dynamic and tumor-targeted navigation technique relying on intraoperative imaging, this avoids potential inaccuracies due to organ deformation and yields a user-friendly technique for efficient laparoscopic ablation of liver tumors.
Literatur
5.
Zurück zum Zitat van Duijnhoven FH, Jansen MC, Junggeburt JMC, van Hillegersberg R, Rijken AM, van Coevorden F, van der Sijp JR, van Gulik TM, Slooter GD, Klaase JM, Putter H, Tollenaar RAEM (2006) Factors influencing the local failure rate of radiofrequency ablation of colorectal liver metastases. Ann Surg Oncol 13:651–658. https://doi.org/10.1245/ASO.2006.08.014 CrossRefPubMed van Duijnhoven FH, Jansen MC, Junggeburt JMC, van Hillegersberg R, Rijken AM, van Coevorden F, van der Sijp JR, van Gulik TM, Slooter GD, Klaase JM, Putter H, Tollenaar RAEM (2006) Factors influencing the local failure rate of radiofrequency ablation of colorectal liver metastases. Ann Surg Oncol 13:651–658. https://​doi.​org/​10.​1245/​ASO.​2006.​08.​014 CrossRefPubMed
10.
13.
Zurück zum Zitat Kenngott HG, Wagner M, Gondan M, Nickel F, Nolden M, Fetzer A, Weitz J, Fischer L, Speidel S, Meinzer H-P, Böckler D, Büchler MW, Müller-Stich BP (2014) Real-time image guidance in laparoscopic liver surgery: first clinical experience with a guidance system based on intraoperative CT imaging. Surg Endosc 28:933–940. https://doi.org/10.1007/s00464-013-3249-0 CrossRefPubMed Kenngott HG, Wagner M, Gondan M, Nickel F, Nolden M, Fetzer A, Weitz J, Fischer L, Speidel S, Meinzer H-P, Böckler D, Büchler MW, Müller-Stich BP (2014) Real-time image guidance in laparoscopic liver surgery: first clinical experience with a guidance system based on intraoperative CT imaging. Surg Endosc 28:933–940. https://​doi.​org/​10.​1007/​s00464-013-3249-0 CrossRefPubMed
15.
18.
Zurück zum Zitat Askeland C, Solberg OV, Bakeng JBL, Reinertsen I, Tangen GA, Hofstad EF, Iversen DH, Våpenstad C, Selbekk T, Langø T, Hernes TAN, Olav Leira H, Unsgård G, Lindseth F (2016) CustusX: an open-source research platform for image-guided therapy. Int J Comput Assist Radiol Surg 11:505–519. https://doi.org/10.1007/s11548-015-1292-0 CrossRefPubMed Askeland C, Solberg OV, Bakeng JBL, Reinertsen I, Tangen GA, Hofstad EF, Iversen DH, Våpenstad C, Selbekk T, Langø T, Hernes TAN, Olav Leira H, Unsgård G, Lindseth F (2016) CustusX: an open-source research platform for image-guided therapy. Int J Comput Assist Radiol Surg 11:505–519. https://​doi.​org/​10.​1007/​s11548-015-1292-0 CrossRefPubMed
20.
Zurück zum Zitat Widmann G, Stoffner R, Sieb M, Bale R (2009) Target registration and target positioning errors in computer-assisted neurosurgery: proposal for a standardized reporting of error assessment. Int J Med Robot Comput Assist Surg 5:355–365. https://doi.org/10.1002/rcs.271 CrossRef Widmann G, Stoffner R, Sieb M, Bale R (2009) Target registration and target positioning errors in computer-assisted neurosurgery: proposal for a standardized reporting of error assessment. Int J Med Robot Comput Assist Surg 5:355–365. https://​doi.​org/​10.​1002/​rcs.​271 CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Bangor A, Kortum P, Miller J (2009) Determining what individual SUS scores mean: adding an adjective rating scale. J Usability Stud 4:114–123 Bangor A, Kortum P, Miller J (2009) Determining what individual SUS scores mean: adding an adjective rating scale. J Usability Stud 4:114–123
27.
28.
Zurück zum Zitat Sindram D, McKillop IH, Martinie JB, Iannitti DA (2010) Novel 3-D laparoscopic magnetic ultrasound image guidance for lesion targeting. HPB 12:709–716CrossRefPubMedPubMedCentral Sindram D, McKillop IH, Martinie JB, Iannitti DA (2010) Novel 3-D laparoscopic magnetic ultrasound image guidance for lesion targeting. HPB 12:709–716CrossRefPubMedPubMedCentral
31.
Zurück zum Zitat Peterhans M, Oliveira T, Banz V, Candinas D, Weber S (2012) Computer-assisted liver surgery: clinical applications and technological trends. Crit Rev Biomed Eng 40:199–220 pii]CrossRefPubMed Peterhans M, Oliveira T, Banz V, Candinas D, Weber S (2012) Computer-assisted liver surgery: clinical applications and technological trends. Crit Rev Biomed Eng 40:199–220 pii]CrossRefPubMed
34.
Zurück zum Zitat Claudon M, Cosgrove D, Albrecht T, Bolondi L, Boslo M, Calliada F, Correas JM, Darge K, Dietrich C, D’Onofrio M, Evans DH, Filice C, Greiner L, Jäger K, De Jong N, Leen E, Lencioni R, Lindsell D, Martegani A, Meairs S, Nolsøe C, Piscaglia F, Ricci P, Seidel G, Skjoldbye B, Solbiati C, Thorelius L, Tranquart F, Weskott HP, Whittingham T (2008) Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast enhanced ultrasound (CEUS) - update 2008. Ultraschall Med 29:28–44. https://doi.org/10.1055/s-2007-963785 CrossRefPubMed Claudon M, Cosgrove D, Albrecht T, Bolondi L, Boslo M, Calliada F, Correas JM, Darge K, Dietrich C, D’Onofrio M, Evans DH, Filice C, Greiner L, Jäger K, De Jong N, Leen E, Lencioni R, Lindsell D, Martegani A, Meairs S, Nolsøe C, Piscaglia F, Ricci P, Seidel G, Skjoldbye B, Solbiati C, Thorelius L, Tranquart F, Weskott HP, Whittingham T (2008) Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast enhanced ultrasound (CEUS) - update 2008. Ultraschall Med 29:28–44. https://​doi.​org/​10.​1055/​s-2007-963785 CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Design and implementation of an electromagnetic ultrasound-based navigation technique for laparoscopic ablation of liver tumors
verfasst von
Iwan Paolucci
Marius Schwalbe
Gian Andrea Prevost
Anja Lachenmayer
Daniel Candinas
Stefan Weber
Pascale Tinguely
Publikationsdatum
12.02.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Surgical Endoscopy / Ausgabe 7/2018
Print ISSN: 0930-2794
Elektronische ISSN: 1432-2218
DOI
https://doi.org/10.1007/s00464-018-6088-1

Weitere Artikel der Ausgabe 7/2018

Surgical Endoscopy 7/2018 Zur Ausgabe

2018 SAGES Presidential Address

It’s better to be lucky

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.