Die Computer-Assistierte-Chirurgie (CAS) (syn.: Neuronavigation, Image-Guided-Surgery) hat in den letzten Jahren in verschiedenen chirurgischen Disziplinen Einzug gehalten. CAS bezeichnet die Nutzung von digitalen Bildinformationen während der Operation, um Instrumente im Operationsgebiet genau lokalisieren zu können.

Warum Computer-Assistierte-Chirurgie?

In vielen chirurgischen Disziplinen hat sich in den letzten Jahren unter dem Stichwort der „Minimal-Invasiven-Chirurgie“ ein Wandel vollzogen. Für zahlreiche Gebiete wurden Operationstechniken entwickelt, die mit verkleinertem Zugang ein schonenderes Vorgehen ermöglichen. In den Fächern der „Kopfchirurgie“ (HNO-, Kiefer-, Neurochirurgie) hat sich die minimal invasive Chirurgie in manchen Bereichen bereits weitgehend durchgesetzt. Beispielhaft sei hier die Nasennebenhöhlenchirurgie erwähnt, in der heute ein endonasales Vorgehen, das heißt eine Operationstechnik durch die Nase, als Standardtechnik gilt.

Voraussetzung für diesen Wandel war die Entwicklung entsprechender Operationsinstrumente, sowie optischer Hilfsmittel wie Endoskop und OP-Mikroskop. Auch verbesserte bildgebende Verfahren waren entscheidend hieran beteiligt, da erst sie in vielen Fällen eine exakte Operationsplanung mit der Möglichkeit zu einem gezielten intraoperativen Vorgehen ermöglichten. Hierdurch ist der Chirurg heute schon vor dem Eingriff besser über den zu entfernenden Befund, seine Nachbarschaftsbeziehungen und eventuelle anatomische Normvarianten, die die Operation erschweren können, informiert.

Eine Umsetzung dieser Information während der Operation setzt jedoch voraus, dass die aus den Bilddaten gewonnenen Informationen auf die Operationsverhältnisse übertragen werden kann. Er muß somit gedanklich eine räumliche Verbindung zwischen der schnittbildlichen Darstellung der Region und der intraoperativ vorgefundenen Strukturen herstellen. Der Begriff der „Schlüsselloch-Chirurgie“ erscheint in diesem Zusammenhang sehr passend, bewegt sich der Chirurg doch häufig in kompliziert aufgebauten inneren Körperräumen, die er durch einen extrem kleinen Zugang betreten hat. Im Falle veränderter anatomischer Strukturen durch Tumorwachstum, Blutung oder Voroperationen kann die Orientierung erheblich erschwert sein. 

Es ist daher sicherlich kein Zufall, dass die Entwicklung der Computer-Assistierten-Chirurgie (CAS) als Navigationshilfe mit der Entwicklung minimal-invasiver Operationsverfahren einherging.

Was ist Computer-Assistierte-Chirurgie?

CAS beschreibt ein Verfahren, das auf der Grundlage eines oder mehrerer bildgebender Verfahren (z. B. CT, MRT, MRA, DSA u.a.) eine intraoperative Navigation im Operationssitus ermöglicht. Die initiale Entwicklung der CAS-Technik Mitte der 80er Jahre ist wesentlich auf die Arbeit von 4 unabhängig voneinander entstandenen Arbeitsgruppen zurückzuführen, von denen drei aus der Neurochirurgie (Reinhardt, Basel; Watanabe, Tokyo; Roberts und Friets, Hanover, New Hampshire) und eine aus der HNO-Chirurgie (Schlöndorff und Mösges, Aachen) stammten. Mittlerweile existieren mehr als 30 kommerzielle Systeme. Die Zahl installierter Geräte wird weltweit auf über 1000 geschätzt.

Die Namensgebung basiert auf einer Anregung von G. Schlöndorff (Aachen), der dem Chirurgen eine ”computerisierte Assistenz” durch ein passives Navigationssystem an die Hand geben wollte im Gegensatz zu Entwicklungen vollautomatischer Robotersysteme durch andere Arbeitsgruppen. Ursprünglich nur für die in Aachen entwickelten Systeme geprägt, ist der Begriff CAS mittlerweile weltweit zu einem Oberbegriff für intraoperative Navigationssysteme avanciert.

CAS: Funktionsprinzip

Um präoperativ gewonnene Bildinformationen für eine intraoperative Lokalisation nutzen zu können, sind folgende Schritte erforderlich:

* Modellerstellung (dreidimensionale Bildgebung)
* Datenübertragung
* Korrelation des Patienten mit dem Modell (Referenzierung)
* Intraoperative Koordinatenerfassung
* Darstellung von Modell und Instrument