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Pionierarbeit in der robotergestützten Neurochirurgie

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Ein Gespräch mit Dr. Hao-Yu Chuang über die ersten Erfahrungen mit NaoTrac

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Dr. Stanley Chuang, MD, PhD, ist stellvertretender Leiter der Abteilung für Neurowissenschaften und Zelltherapie am An-Nan Hospital in Taiwan. Als zertifizierter Neurochirurg verfügt Dr. Chuang über umfassendes Fachwissen in den Bereichen Neuroonkologie, Schädelbasischirurgie und funktionelle Neurochirurgie sowie in aufstrebenden Bereichen wie der Neuroregeneration und zellbasierten Therapie. Dr. Chuang verfügt über eine solide Grundlage sowohl in der klinischen Exzellenz als auch in der translationalen Forschung und widmet sich der Förderung der Präzisionsmedizin und robotergestützter Lösungen in der neurochirurgischen Versorgung.

Dr. Chuang hat das klinische Potenzial des robotergestützten chirurgischen Navigationssystems NaoTrac aktiv erforscht, insbesondere bei komplexen stereotaktischen Eingriffen, bei denen Präzision und Anpassungsfähigkeit entscheidend sind. Sein Team hat eine wachsende Zahl erfolgreicher Fälle gesammelt, die die Genauigkeit und praktische Durchführbarkeit des Systems belegen. Diese ersten Erfahrungen wurden von der American Association of Neurological Surgeons (AANS) gewürdigt und für die Präsentation als Poster ausgewählt, was die zunehmende Aufmerksamkeit für die bildverarbeitungsgestützte neurochirurgische Robotik in akademischen und klinischen Kreisen unterstreicht.

Interview mit Dr. Hao-Yu Chuang ( Stanley)
F: Dr. Chuang, können Sie uns sagen, was Sie dazu bewogen hat, NaoTrac bei Ihren stereotaktischen Eingriffen einzusetzen?

A: In der stereotaktischen Neurochirurgie sind Präzision und Geschwindigkeit entscheidend. Was mich an NaoTrac, dem chirurgischen Navigationsroboter, gereizt hat, war der Einsatz von maschinellem Sehen für die Oberflächenregistrierung. Im Gegensatz zu Navigationssystemen, die sich auf Knochenmarkierungen oder Gesichtsmerkmale stützen, kann NaoTrac eine automatische Registrierung auf der Grundlage der Gesichtserkennung durchführen. Das macht die Einrichtung einfacher und schneller. Nach einigen erfolgreichen Testfällen beschlossen wir, das System in unsere Routineabläufe zu integrieren.

F: Welche Art von Verfahren haben Sie bisher damit durchgeführt?

A: Von 2023 bis heute haben wir mehrere robotergestützte stereotaktische Operationen mit NaoTrac durchgeführt. Dazu gehörten Fälle von intrakraniellen Blutungen (ICH) und Biopsien von Hirntumoren. Alle Eingriffe wurden in unserem Hybrid-Operationssaal durchgeführt, und wir verwendeten zur Planung ein präoperatives CT oder eine MRT/CT-Fusion.

F: Wie hat sich das System in diesen Fällen bewährt?

A: Sehr gut. Bei ICH-Patienten wurde der Katheter in allen 9 Fällen beim ersten Versuch erfolgreich platziert, wobei das Hämatom im Durchschnitt zu 78,6 % entfernt wurde. Die durchschnittliche Registrierungszeit betrug 54,4 Sekunden, und die Genauigkeit der Oberflächenausrichtung lag bei 0,25 mm. Die durchschnittliche Operationszeit lag bei 64 Minuten. Bei 6 Patienten mit Hirntumoren war eine zweite Trajektorie erforderlich, häufig aufgrund der Entnahme von Narbengewebe. In allen Fällen führte der zweite Versuch jedoch zu einem gültigen pathologischen Ergebnis. Die Registrierungsgenauigkeit betrug im Durchschnitt 0,29 mm, und die Operationszeit lag bei etwa 80 Minuten.

F: Lassen Sie uns speziell über die liegenden Fälle sprechen. Wie hat sich NaoTrac angepasst?

Wir haben 7 Hirntumorbiopsien in der Bauchlage durchgeführt, was eine besondere Herausforderung für die Registrierung darstellt, da herkömmliche Oberflächenkartierungsverfahren oft auf Orientierungspunkte im Gesicht angewiesen sind, die in dieser Lage nicht zugänglich sind. Um dieses Problem zu lösen, brachten wir Referenzmarker auf der Haut im Okzipitalbereich an, die es dem NaoTrac-Bildverarbeitungssystem ermöglichten, eine genaue oberflächenbasierte Registrierung durchzuführen. Die Ergebnisse zeigten sowohl eine hohe Zuverlässigkeit als auch Präzision unter diesen nicht standardisierten Positionierungsbedingungen.

F: Gab es irgendwelche Unterschiede bei den Ergebnissen oder dem Arbeitsablauf?

A: Tatsächlich schnitten die liegenden Fälle in mancher Hinsicht sogar besser ab. Die durchschnittliche Registrierungszeit betrug 56,14 Sekunden, und die Ausrichtungsgenauigkeit verbesserte sich leicht auf 0,20 mm. Die Operationszeit betrug im Durchschnitt 88 Minuten, was angesichts der Komplexität akzeptabel ist. Das Wichtigste ist, dass die Flexibilität des Systems es uns ermöglicht, in jeder Patientenposition zu arbeiten, ohne die Präzision zu beeinträchtigen.

Wie Dr. Chuang abschließend feststellte, zeigen die vorläufigen Ergebnisse, dass das auf maschinellem Sehen basierende Registrierungssystem von NaoTrac sowohl Betriebseffizienz als auch submillimetrische Genauigkeit bietet, und das bei unterschiedlichen Patientenpositionen, einschließlich Rücken- und Bauchlage. Die Fähigkeit des Systems, sich an verschiedene anatomische Ausrichtungen anzupassen, ohne die Präzision zu beeinträchtigen, unterstreicht seine klinische Robustheit.

Für die Zukunft besteht ein erhebliches Potenzial für die weitere Integration von NaoTrac in ein breiteres Spektrum funktioneller und stereotaktischer neurochirurgischer Eingriffe, bei denen eine zuverlässige, bildgeführte Navigation für die Gewährleistung der Sicherheit und Wirksamkeit des Verfahrens unerlässlich ist. Die fortgesetzte klinische Validierung und interdisziplinäre Zusammenarbeit werden der Schlüssel sein, um das volle Potenzial von NaoTrac in der sich entwickelnden Landschaft der neurochirurgischen Robotik auszuschöpfen.