3D-navigatie in de neusbijholtechirurgie

Transcriptie

1 voor de praktijk 3D-navigatie in de neusbijholtechirurgie K.J.A.O.Ingels Met 3D-navigatieapparatuur wordt door middel van mechanische, radiofrequente of infraroodtechnologie de positie van een aanwijsinstrument weergegeven in de 3 dimensies op een CT-scan. Aldus kan een chirurg zich in complexe operatiegebieden beter oriënteren. 3D-navigatie leent zich vooral voor neusbijholtechirurgie, omdat de benige structuren tot in detail op een CT-scan worden weergegeven en botbegrenzingen peroperatief niet wijzigen. De technische ontwikkelingen hebben zowel de indicatiestelling tot bijholtechirurgie als de chirurgische benadering sterk veranderd. In de functionele neusbijholtechirurgie ert men beluchting van de te creëren door alleen die structuren te verwijderen die de drainage kunnen belemmeren. Daarbij wordt het slijmvlies met het mucociliaire transport bewaard en dit kan zich vervolgens herstellen. Voorafgaand aan de operatie worden anatomische herkenningspunten op de patiënt ruimtelijk gekoppeld aan de overeenkomstige punten op de CT-scan. De coördinaten van deze punten worden in een computer opgeslagen. Door met het aanwijsinstrument in de ruimte te bewegen, worden de coördinaten ervan berekend en als positie op de CT-scan weergegeven. Het hoofd van de patiënt is gefixeerd in een frame, dat met het hoofd kan meebewegen. Het voordeel van een 3D-navigatiesysteem is de chirurgische en anatomische oriëntatie. Nadelen zijn de kostprijs en in mindere mate tijdsbelasting en de omvang van het apparaat. Ned Tijdschr Geneeskd 2005;149: In de laatste decennia van de vorige eeuw heeft er een verschuiving plaatsgevonden in de chirurgische benadering van de neusbijholten: van extern naar intern (endonasaal). De ontwikkeling van nieuwe technieken maakte endonasaal uitgevoerde onderzoeken en behandelingen mogelijk. 1 Het gaat hierbij om verbeterde technologie op het gebied van visuele middelen met hoogwaardige endoscopen, camera s, lichtkabels, monitoren en digitale beeldopslag, 2 geperfectioneerd instrumentarium om afwijkingen te bereiken en te verwijderen (elektromotorisch boren, wegzuigen en biopteren in verschillende gehoekte richtingen), 3 en verzekerde chirurgische oriëntatie door middel van 3D-navigatieapparatuur. Deze technische ontwikkelingen hebben zowel de indicatiestelling tot bijholtechirurgie als de chirurgische benadering sterk veranderd. In tegenstelling tot vroeger wordt het slijmvlies van de kaakholte nu niet meer in zijn geheel verwijderd; na deze volledige verwijdering werd een nietfysiologische opening gemaakt in de onderste neusgang (Caldwell-Luc-ingreep). Thans spreken wij van functionele endoscopische bijholtechirurgie, omdat de natuurlijke ostia van de bijholten naar de neus meer gerespecteerd worden. Universitair Medisch Centrum St Radboud, afd. Keel-, Neus- en Oorheelkunde, Postbus 9101, 6500 HB Nijmegen. Hr.dr.K.J.A.O.Ingels, kno-arts (k.ingels@kno.umcn.nl). anatomie pathologie Alle neusbijholten ontstaan als uitstulpingen van de laterale neuswand en ontwikkelen zich met name vanuit het complex van lulae ethmoidales ( ethmoidalis, zeefbeenholte) in respectievelijk de maxilla, het os frontale en het os sphenoidale. Bij volwassenen is de laterale neuswand een ingewikkelde structuur met reliëfvorming en spleten, waarin de sen uitmonden. Endoscopisch zijn steeds herkenbaar: de concha nasalis inferior, media en superior, waaronder zich de corresponderende neusgangen bevinden: de meatus nasi inferior, medius en superior. De lulae ethmoidales hebben een centrale positie in de embryologische ontwikkeling en in het fysiologische functioneren, omdat alle overige bijholten min of meer daaruit ontstaan en daarlangs hun drainage hebben. Afwijkingen in de lulae ethmoidales hebben dus vaak een weerslag op de overige bijholten. De belangrijke voorste zeefbeenlen monden uit in de middelste neusgang, samen met de maxillaris en (figuur 1; tabel). De achterste zeefbeenlen draineren in de bovenste neusgang, samen met de sphenoidalis. In de onderste neusgang is tenslotte de opening van de ductus nasolacrimalis. Chronische bijholteafwijkingen zijn pathofysiologisch gekenmerkt door ontstoken en verdikt slijmvlies, al of niet met poliepvorming als gevolg. Neuspoliepen ontstaan meestal in de lulae ethmoidales. Wanneer een operatie is geïndiceerd, moet die erop gericht zijn de poliepen uit de Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30) 1675

2 concha superior sphenoidalis processus uncinatus ethmoidalis ostium van maxillaris figuur 1. Rechter laterale neuswand waarbij de concha media is verwijderd, waarmee zicht geboden wordt op het rechter ostiomeatale complex. Het instrument bevindt zich onder de concha superior. Onder de processus uncinatus bevindt zich het infundibulum ethmoidale dat in craniale richting eindigt in de recessus, richting. Caudaal van het infundibulum bevindt zich het ostium van de maxillaris. De ethmoidalis is de grootste voorste ethmoïdale. De sphenoidalis mondt uit in de bovenste neusgang (zie de tabel). 2 zeefbeenholten te verwijderen en aldus het ostiomeatale complex (het infundibulum ethmoidale en de meatus nasi medius) vrij te maken. Dit gebeurt door een infundibulotomie uit te voeren (daarbij wordt de processus uncinatus verwijderd; zie figuur 1), en een voorste ethmoïdectomie. Aldus wordt ook de drainage van de en de maxillaris verzekerd, en is het bijholteslijmvlies over een groter oppervlak toegankelijk voor ondersteunende medicatie via vernevelingen. De heeft een aparte positie in het neusbijholtecomplex, omdat deze soms moeilijk bereikbaar ten opzichte van de neus ligt. De afstand van de voorhoofdsholte tot de neus is groter dan bij de overige holten het geval is, en de benadering ervan geschiedt via het ingewikkelde voorste zeefbeenholtecomplex. Bij neusendoscopisch onderzoek van het ostiomeatale complex is het niet altijd eenvoudig de zogenoemde recessus te herkennen, het voorste en bovenste deel van het ethmoïdcomplex, waarlangs de kan wordt bereikt. Soms is er een supra-orbitale waarmee de voorhoofdsholte kan worden verward. Een dergelijke supra-orbitale is bij ongeveer een kwart van de populatie aanwezig, 1 en kan de drainage van de voorhoofdsholte belemmeren (zie verder; patiënt A). Een eventuele supra-orbitale en de hebben immers een aparte drainage naar de neus. In de tijd vóór de CT-scan en de neusendoscoop, toen de anatomie van de neusbijholten niet zo in detail bekend was, sprak men wel eens van septa die de voorhoofdsholte in diverse segmenten verdeelden. In de functionele neusbijholtechirurgie ert men beluchting van een te creëren, waardoor het slijmvlies met het mucociliaire transport zich kan herstellen. Bij het uitvoeren van de operatie blijft zoveel mogelijk gezond slijmvlies bewaard en beperkt de chirurg zich voortdurend tot het verwijderen van die structuren die de drainage kunnen belemmeren. Gebeurt dit niet, dan wordt de kwetsbare mucosa vervangen door niet-functioneel littekenweefsel en komt de drainage van de holte in het gedrang. Optimale oriëntatie, vooral van de toegang tot de voorhoofdsholte, is van het grootste belang. Hiermee worden onnodig manoeuvreren en beschadiging van slijmvlies voorkomen. 3d-navigatieapparatuur Globaal genomen stoelt een 3D-navigatieapparaat op hetzelfde principe als een global positioning -systeem (GPS), zoals thans gebruikelijk is in het verkeer. Bij GPS wordt de locatie van een auto via satellietverbinding weergegeven op een 2D-wegenkaart. Bij 3D-navigatie worden de coördinaten van een als aanwijsinstrument in 3 dimensies waargenomen en via een computer op CT-scan (of MRI) weergegeven. 2 Uitmondingen in de verschillende neusgangen neusgang meatus inferior meatus medius meatus superior uitmonding canaliculus lacrimalis lulae ethmoidales, pars anterior maxillaris lulae ethmoidales, pars posterior sphenoidalis 1676 Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30)

3 Er bestaan verschillende manieren om een waar te nemen: elektromagnetisch, 3 infrarood, elektromechanisch, 4 en optisch. 5 In het St Radboud wordt met een infraroodsysteem gewerkt, waarbij light-emitting diodes (LED s), die op de zijn bevestigd, worden waargenomen door een infraroodcamera. Het systeem relateert LED s op de aan enkele vaste LED s die in een frame rondom het hoofd van de patiënt zijn bevestigd. Voorafgaand aan de operatie wordt een aantal anatomische herkenningspunten op de patiënt ruimtelijk gekoppeld aan de overeenkomstige punten op de CT-scan. De coördinaten van deze vaste LED s en landmarks worden in een computer opgeslagen. Door met de in de ruimte te bewegen worden de coördinaten van het aanwijsinstrument berekend en als positie op de CT-scan weergegeven. Het hoofd van de patiënt is gefixeerd in een frame. Tegenwoordig wordt een patiëntvriendelijke klem gebruikt, die met het hoofd kan meebewegen (figuur 2). Aldus kan de chirurg het hoofd met bijpassend frame in de gewenste operatiestand brengen en deze stand ook peroperatief wijzigen naargelang de situatie vereist. Belangrijk is steeds de ijking van enkele vaste punten bij de patiënt ten opzichte van CT (of MRI) en het frame. In het begintijdperk werd nogal eens gebruikgemaakt van kleefbare markeerpunten, die bij patiënt op de schedel werden aangebracht, waarna een CT-scan werd gemaakt waarop die markeerpunten zichtbaar waren. Door aan de computer van het navigatiesysteem door te geven welke markeerpunten correspondeerden met die op de CT-scan kon de oriëntatie van een worden gegarandeerd. Thans volstaan de moderner systemen met het onmiddellijk preoperatief ijken van enkele anatomische punten bij de patiënt (processus mastoideus, glabella, canthus externus en internus), zonder dat er met markeerpunten moet worden gescand. De nauwkeurigheid van een 3D-navigatiesysteem is wellicht de belangrijkste eigenschap. Vele factoren dragen hiertoe bij, zoals dikte en kwaliteit van CT-scancoupes, aantal LED s, koppeling van anatomische herkenningspunten tussen patiënt en CT, en software. Wanneer alles volgens protocol is uitgevoerd en het systeem goed is ingesteld, wordt doorgaans met een nauwkeurigheid kleiner dan 2 mm gewerkt. De belangrijkste nadelen zijn de kostprijs, de tijdsbelasting en het feit dat een volumineus apparaat de operatiekamer wordt binnengereden. Wat de prijs betreft, is een 3Dnavigatieapparaat anno 2005 nog steeds zo duur dat het alleen in zeer gespecialiseerde centra gebruikt wordt. Met het verbeteren van technologie en software wordt een 3Dnavigatietoestel steeds eenvoudiger te bedienen, zodat de operatietijd er amper door toeneemt. Bij een ervaren, goed ingewerkt team hoeft de opstelling niet meer dan 15 min in beslag te nemen, 6 en dat is tijd die vaak ook teruggewonnen wordt door de grotere zekerheid waarmee men kan opereren. Het is onmiskenbaar zo dat het aantal infecties in een figuur 2. Hoofdframe bij een patiënt die zal worden geopereerd. In het frame en op een beweegbaar aanwijsinstrument zijn lightemitting diodes (LED s) bevestigd. Vóór de operatie worden anatomische herkenningspunten op de patiënt ruimtelijk gekoppeld aan de overeenkomstige punten op de CT-scan. De coördinaten van deze vaste LED s en herkenningspunten worden in een computer opgeslagen. Tijdens de operatie kunnen op elk moment de coördinaten van de worden berekend, waarna de positie op de CT-scan wordt weergegeven. operatiekamer onder andere gerelateerd is aan het aantal toestellen dat er in gebruik is, en de luchtverplaatsing die erdoor gegenereerd wordt. In geval van bijholtechirurgie is dit echter een relatief contra-argument, omdat bijholten een betrekkelijk laag peroperatief infectierisico hebben. casus Patiënt A, een 43-jarige man, onderging wegens frontale hoofdpijn rechts en mucopurulente rhinorrhoea van de rechter neusholte gedurende meer dan twee jaar diverse poliepectomieën, evenals een septumcorrectie en een infundibulotomie, waarbij het ostiomeatale complex in de middelste neusgang geopend werd. Desondanks bleef hij klachten houden (figuur 3). Een CT-scan liet zien dat er bij de rechter voorhoofdsholte een volumineuze supra-orbitale was, die de drainage van de (ontstoken) belemmerde. Een endonasale endoscopische drainage onder geleide van 3D-navigatie werd uitgevoerd, waardoor het mogelijk was te differentiëren tussen de toegang tot de voorhoofdsholte en de supra-orbitale (figuur 4-6). Tevens kon de bodem van de aan de rechter zijde tussen septum en orbita op een veilige manier worden weggeboord, waardoor een grotere toegankelijkheid tot de voorhoofdsholte kon worden verkregen. Daarmee werd de kans op restenosering aanzienlijk kleiner. Bij controle na 12 maanden waren de klachten niet teruggekeerd en bleek Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30) 1677

4 middelste septum onderste purulente secretie figuur 3. Endoscopisch zicht in de rechter middelste neusgang met purulente secreties. de toegang tot de voorhoofsholte endoscopisch zichtbaar doorgankelijk. beschouwing Zoals vermeld in de inleiding winnen endoscopische ingrepen aan terrein ten nadele van externe benaderingen. Deze laatste ingrepen, die veelal met zichtbare incisies (laterale rinotomie, coronale incisie) en het verwijderen van botstructuren in de schedel gepaard gaan, veroorzaken nogal wat morbiditeit (paresthesieën, liquorlek, diplopie, epiphora, cosmetisch ongewenst effect). Een brede, lees externe benadering heeft het voordeel van goede zichtbaarheid en het bimanueel manipuleren van structuren. De introductie van endoscopische systemen en vooral ook de 3D-navigatie hebben echter een revolutie teweeggebracht in de chirurgie. Daarnaast is 3D-navigatie bruikbaar bij majeure afwijkingen van het bijholtecomplex en aangrenzende structuren (hypofysectomieën, orbitadecompressie, sluiten van een liquorlek). Technologische ontwikkelingen hebben sleutelgatoperaties gestimuleerd waardoor de behoefte tot oriëntatie toenam. Omdat er zich belangrijke structuren rondom de neusbijholten bevinden, is precieze 3D-informatie relevant. Hersenen (voorste schedelgroeve) en ogen (orbita) zijn kwetsbare structuren waar ernstige complicaties kunnen voorkomen, temeer daar deze organen slechts door uiterst dun bot afgegrensd zijn van de sen (respectievelijk de lamina cribrosa en de lamina orbitalis ( lamina papyracea ) van het os ethmoidale). Daarnaast lopen A. carotis interna, cavernosus (met oftalmologische hersenzenuwen), N. opticus en hypofyse risico tijdens neusbijholtechirurgie. 3D-navigatie leent zich vooral voor de neusbijholtechirurgie, omdat de benige structuren tot in detail op CT-scan worden weergegeven en botbegrenzingen peroperatief niet wijzigen. Vooral bij ontbrekende anatomische herkenningspunten, bijvoorbeeld bij revisie-ingrepen, is oriëntatie in de neusholte moeilijk en is accurate aanvullende informatie meer dan welkom. De nadelen van het systeem zijn hierboven reeds vermeld. Hoewel 3D-navigatie bij het aanleren van operaties van waarde is voor de beginnend chirurg, is deze techniek niet noodzakelijk voor de routinebijholte-ingrepen wegens polyposis nasi of chronische recidiverende itis. Een ervaren chirurg kan zonder 3D-navigatie met de huidige endoscopische en digitale visualisatie veilig de bijholten opereren. Veeleer moeten wij een plaats zien voor 3D-navigatie bij de uitbreidende indicatiestelling van ingrepen aan de, 7 orbita en hypofyse, die in gespecialiseerde centra plaatsvinden. De meerwaarde van 3D-navigatie ligt daar waar de grenzen met omliggende structuren moeten worden gerespecteerd, evenals in de revisiechirurgie. In ons centrum wordt deze vorm van navigatie dan ook vooral toegepast bij de endonasaal moeilijker bereikbare voorhoofdsholte Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30)

5 geopende middelste R L a b c d oogbol middelste oogbol kaakholte onderste figuur 4. (a) Geopende ethmoidalis met in situ; (b-d) coronaal, sagittaal en axiaal 3D-navigatiebeeld corresponderend met de positie van de. Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30) 1679

6 supraorbitale rechts links rechts figuur 5. Endosopisch zicht op de recessus rechts met 3 openingen. Bovenaan rechts een ruim zicht op de links, met links daarvan een kleinere opening naar de supra-orbitale rechts en onderaan de opening naar de rechts. a b c oogbol supraorbitale links rechts supraorbitale supraorbitale kaakholte figuur 6. (Zie figuur 5.) De bevindt zich in de supra-orbitale rechts. 3D-navigatie leert dat het gaat om de supra-orbitale rechts. Verder worden herkend de gesluierde rechts en de luchthoudende links (a-c: coronaal, sagittaal en axiaal beeld) Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30)

7 Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld. Aanvaard op 26 januari Chiu AG, Vaughan WC. Revision endoscopic frontal surgery with surgical navigation. Otolaryngol Head Neck Surg 2004;130: Abstract Literatuur 1 Hilger AW, Ingels K, Joosten F. Sagittal computerized tomography reconstruction of the lateral nasal wall for functional endoscopic surgery. Clin Otolaryngol 1999;24: Ingels K, Grotenhuis JA, Joosten FBM. 3D-navigatie in de neusbijholtechirurgie. In: Brenkman CJ, Vries N de, redacteuren. Neusbijholtechirurgie; goedaardige aandoeningen. Den Haag: Kugler; p Thumfart WF, Freysinger W, Gunkel AR, Truppe MJ. 3D image-guide surgery on the example of the 5300-year-old Innsbruck iceman. Acta Otolaryngol 1997;117: Roth M, Lanza DC, Zinreich J, Yousem D, Scanlan KA, Kennedy DW. Advantages and disadvantages of three-dimensional computed tomography intraoperative localization for functional endoscopic surgery. Laryngoscope 1995;105: Anand VK, Kacker A. Value of radiologic imaging and computer assisted surgery in surgical decisions of the anterior skull base lesions. Rhinology 2000;38: Cartellieri M, Vorbeck F, Kremser J. Comparison of six three-dimensional navigation systems during surgery. Acta Otolaryngol 2001;121: D-navigation in nasal surgery Mechanical, infra-red and electrofrequency 3D-navigation equipment enables the visualisation of a in a patient in the three dimensions of a CT-scan. Such a system guarantees better orientation in difficult anatomical areas. 3D navigation is particularly suitable for nasal- surgery as the bony structures are reproduced in precise detail on a CT-scan and bone parameters do not change during operation. These technical developments mean that not only the indications for operation but also the surgical approach have greatly altered. In functional nasal- surgery the aim is to open up the by removing all those structures which may hinder drainage. The mucous membrane with its mucociliary transport is spared and goes on to heal. Prior to operation the patient s anatomical landmarks are tracked and spatially linked to the corresponding points on the CT-scan. The coordinates of these points are registered on a computer. A is moved around within the spaces, its coordinates are calculated and their position shown on a CT-scan. The patient s head is fixed in a frame that is able to move with the head. The advantage of the 3D-navigation system is its surgical and anatomical orientation. Disadvantages are its cost and, to a lesser extent, time requirements and the size of the equipment. Ned Tijdschr Geneeskd 2005;149: Ned Tijdschr Geneeskd juli;149(30) 1681