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Volumetric 3D Surface Imaging im intraoperativen Einsatz: Validierung des mobilen Scanners Sense™ (3D Systems Inc.) und Echtzeitdatenanalyse mit direktem Feedback an den Operateur
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Veröffentlicht: | 28. September 2015 |
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Einleitung: Die 3-dimensionale Erfassung von Körperoberfläche und Kontur mit Hilfe von photogrammetrischen Scanner-Systemen ist ein etabliertes Verfahren in der Plastischen Chirurgie. Es bietet diverse Einsatzmöglichkeiten bei formverändernden Eingriffen, etwa Mamma-Augmentationen, Liposuktionen oder dem Gewebetransfer bei Lappenplastiken. Dabei wird aus einer Vielzahl von Fotografien ein 3D-Modell der Körperoberfläche berechnet (Photogrammetrie), welches eine präzise Längen- und Volumenbestimmung erlaubt. Viele Kamerasysteme, wie etwa das stationäre Vectra™ System der Firma Canfield®, sind jedoch durch ihre Größe und mangelnde Mobilität für den intraoperativen Einsatz ungeeignet. Mit dieser Arbeit überprüfen wir diesbezüglich die Anwendbarkeit des Sense™ 3D Kamerasystems (3D Systems Inc.) als intraoperatives Hilfswerkzeug.
Material - Methode / Patienten: In dieser Arbeit benutzten wir den Sense™ 3D Scanner (3D Systems Inc.) und das Vectra™ 3D System der Firma Canfield als zusätzliche Referenz. Zur objektiven Evaluierung wurden Volumendifferenzen, Unterschiede in typischen Distanzen, sowie Oberflächenabweichung (Root Mean Square; RMS) der generierten 3D Modelle berechnet und verglichen. Änderungen der Messgrößen wurden bei Lageänderungen des Patienten analysiert und in Bezug gesetzt. Dabei wurden 50 Patientinnen mit formverändernden Eingriffen der Brust, sowie 25 operative Eingriffe im Gesicht in die Studie eingeschlossen. Zur Auswertung diente die Software MIRROR® (Canfield Inc.) sowie Geomagic® Studio.
Diskussion, Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Der Sense™ 3D Scanner liefert, unter den richtigen Konditionen, hochwertige 3D-Modelle, welche qualitativ ebenbürtig zu stationären Kamerasystemen (Vectra™) sind. Schlechte Lichtverhältnisse und eine zu lange Akquisitionszeit stellen wichtige Störfaktoren dar. Der Vergleich mit dem Vectra™ System zeigte eine durchschnittliche mittlere Oberflächenabweichung (surface-to-surface deviation) von 1,1mm und einen mittleren RMS von 2,54 mm. Unterschiede in den berechneten Brustvolumina waren nicht signifikant, sodass die bisherigen Ergebnisse in Zusammenschau eine für interoperative Anwendung ausreichende Genauigkeit liefern.
Die Ergebnisse zeigen das Potential mobiler Scanner Systeme in den verschiedenen Anwendungsszenarien. Der Mangel an einfach zu bedienender Software stellt jedoch derweilen eine Hürde für die zeitnahe Datenevaluation dar, sodass bis dato noch kein effektiver Workflow etabliert werden konnte.