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ZusammenfassungBisherige Navigationssysteme können zwar im Rahmen der funktionellen endoskopischen Nasennebenhöhlenchirurgie (FESS) die Position des „getrackten“ Operationsinstruments in radiologische Schnitt-Bilddaten bestimmen, geben aber keine Hilfestellung direkt im videoendoskopischen Bild des Operateurs. Diese direkte Hilfestellung zur intraoperativen Orientierung und Risikoreduzierung zu entwickeln, war Ziel des BIOPASS-Projekts (Bild Ontologie und prozessgestütztes Assistenzsystem). Das Projekt verfolgt die Entwicklung eines neuartigen, markerlosen Navigationssystems für die FESS. BIOPASS beschreibt ein Hybrid-System, das verschiedene Sensordaten integriert und dem Chirurgen zur Verfügung stellt. Ziel ist es, das Tracking zu verlassen und ausschließlich Navigationsinformation direkt im Videobild zur Verfügung zu stellen. Die vorliegende Arbeit beschreibt den ersten Schritt der Entwicklung, im Rahmen dessen die Operationsphasen (Workflows) untersucht, die videoendoskopischen Landmarken klassifiziert und eine erste klinische Evaluation der Modellversion durchgeführt wurden. Die Ergebnisse stellen eine wichtige Grundlage und Plattform für den nächsten Projektschritt dar.

Zusammenfassung Hintergrund Operationen am Felsenbein stellen eine besondere Herausforderung für HNO-Chirurgen dar. Ziel des BMBF-geförderten Projektes war die Entwicklung eines realitätsnahen Trainingssystems für Ohroperationen in Form eines „Serious Game“. Methodik Der vorgestellte Prototyp des HaptiVisT-Systems fungiert als ohrchirurgisches Trainingssystem mit visueller Rückkopplung durch einen brillenlosen 3D-Monitor und haptischer Rückkopplung durch einen den Bohrer simulierenden Haptik-Arm. Eine Vielfalt von Trainingsmöglichkeiten wird durch 3 verfügbare chirurgische Prozeduren (Antrotromie, Mastoidektomie, posteriore Tympanotomie) gewährleistet. Ein gewichtetes Punktesystem ermöglicht die Messbarkeit des Trainingserfolgs. Im Zuge der technischen Entwicklung des Prototyps erfolgte eine prospektive Evaluation durch 8 HNO-Ärzte und 4 Studierende u.a. hinsichtlich der Lerninhalte und Benutzerfreundlichkeit. Zur Anwendung kam ein standardisierter Fragebogen (Ordinalskala: 1=sehr gut bis 5=sehr schlecht). Ergebnisse Hinsichtlich der Lerninhalte ergaben die Aspekte „Festigung Anatomie (Mittelwert=1,58)“, „Training Hand-Augen-Koordination (1,67)“, „Übertragbarkeit in die Praxis (1,83)“ und „Nützlichkeit für die Praxis (1,33)“ gute bis sehr gute Werte. Die Benutzerfreundlichkeit zeigte für die Aspekte „Realitätsnähe (2,29)“, „Zusammenspiel Haptik und Optik (2,33)“ sowie „Immersion in das Trainingssystem (1,89)“ ebenfalls gute Werte. Der „Motivationsfaktor“ war bei allen Testpersonen sehr hoch (1,2). Schlussfolgerung Das ohrchirurgische Trainingssystem HaptiVisT bietet die Möglichkeit des immersiven Trainings von Ohroperationen. Eine Integration in den klinischen Alltag und insbesondere in die ärztliche Weiterbildung zum HNO-Facharzt erscheint daher sinnvoll.

In case of audiological and/or anatomical limitations in the provision of conventional hearing aids, semi- or fully-implantable hearing systems represent a modern therapy alternative. These hearing systems are divided according to their mode of action into active middle ear implants when stimulating the auditory ossicles or the round window, into bone conduction devices while stimulating the skull directly, into cochlear implants with direct acoustic stimulation to the cochlea with its auditory nerve and finally into auditory brainstem implants by bridging the peripheral auditory structures. Taking careful criteria of indications and anatomical specificities into account, significant improvements can be achieved in comfort, speech understanding and thus quality of life for a large number of patients.

In der Fachliteratur und den Fachgesellschaften existieren keine verbindlichen didaktischen Empfehlungen bzw. Richtlinien zur Gestaltung chirurgischer Trainingskurse. Die fortbildenden Institutionen planen, organisieren und evaluieren in Eigeninitiative ihre Bildungsprogramme und -veranstaltungen. In den Kursen eines Bildungsanbieters wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts mit einer padagogisch-wissenschaftlich arbeitenden Forschergruppe strukturierte Beobachtungen, Expertendiskussionen mit Kursverantwortlichen und Trainern sowie Auswertungen von Teilnehmerfragebogen durchgefuhrt. Erste Masnahmen wurden installiert und umgehend in den Prozess der fortlaufenden Evaluation einbezogen. Aus der Evaluation ergaben sich konkrete Veranderungen im organisatorischen und mikrodidaktischen Bereich, die schnellstmoglich eingebunden wurden. Des Weiteren ergaben sich langerfristig zu bearbeitende Aufgaben in den Bereichen (a) Rollenverstandnis des Trainers, (b) Feedback geben respektive Leistung bewerten und (c) Inhalte differenziert aufbereiten. Fur Fortbildungsveranstalter in der Medizin ist eine langerfristige Zusammenarbeit mit einer begleitenden padagogisch tatigen Institution nicht nur moglich sondern empfehlenswert.

BACKGROUND With the application of optical navigation systems an interruption of the line of sight (LOS) between navigation camera and the patient/instrument can occur. The goal of this work is the clinical evaluation of a newly developed system for automatic adjusting of an optical navigation camera (Navigation Camera Assistant, NCA). NCA is a miniature robot, which is able to position the navigation camera autonomously in 2 levels. MATERIAL AND METHODS The influence of the NCA was examined on 128 patients: 55 procedures at the paranasal sinuses and 9 procedures at the temporal bone with the NCA were evaluated and compared with available workflow data of adequate surgeries without NCA. An optical navigation system of the 3 (rd) generation was used. The following parameters were recorded: Preparation time of the system, time of using the system, LOS-interruptions. RESULTS The LOS-interruption decreased in the group of FESS with application of the NCA by 92%, in the group tympanic cavity by 85%. The number of corrective motions of the navigation camera was increased with application of the NCA in the group FESS by 73%, in the group tympanic cavity by 89%. The usage time of navigation increased with the application of the NCA in the group of FESS by 36%, in the group tympanic cavity by 16%. CONCLUSIONS With a motorized navigation camera can be the interruption rate of LOS significantly improved at frontal and lateral skull base. The technical expenditure for installation of the NCA robot is little even during, for this reason there is the potential that this module can be established for the clinical practice.

SURGICAL MANIPULATORS IN EAR SURGERY A FUTURE VISION?INTRODUCTION: Middle ear surgery bears a high risk for injury of difficult to differentiate risk structures. Thus, a precise preparation in this area must be the surgical task. LIMITATIONS: However, there are human (tremor) and systematic limitations (OR setup, narrow access). Assistance systems in terms of manipulators are so far not part of the clinical routine. Although, they could compensate for the above mentioned limitations. MANIPULATORS: This work reviews existing surgical manipulator systems. The expected value is an elevated patient safety through improving surgical accuracy and the reduction of ergonomic deficits. CLINICAL APPLICATION AND DEVELOPMENT: In clinical application there are simply modified industrial robots, highly complex master slave systems and small miniature master slave systems which are directly located at the patient. CONCLUSION: A disadvantage of most systems is the limited number of applicable instruments. Often, only especially designed instruments can be used. The goal in development should be to create a compact, short distance operated master slave system. The usability of standard (already available) instruments with an easy integration into the surgical and sterilisation procedure would lower the threshold for acceptance of such systems.The surgeon will remain the key player. He can only work efficiently in an ergonomic environment and will always have the responsibility for the intervention. From the authors perspective, highly automated systems should not be the research goal.

Problemstellung: Diese Arbeit hat das Ziel, die Auswirkungen eines Navigationssystems bei der funktionellen endoskopischen Nasennebenhohlen-OP zu untersuchen. Material und Methoden: Dafur wurden zwei Gruppen mit je 150 Patienten mit vergleichbarer Auspragung einer chronischen Sinusitis gebildet. In Gruppe A wurde ein Navigationssystem eingesetzt. In Gruppe B erfolgte die OP nach dem bisherigen Goldstandard ohne Navigationssystem. Der Untersuchungszeitraum betragt fur beide Gruppen 12 Monate. Die mittlere Nachbeobachtungszeit betragt 22 (Gruppe A) und 26 (Gruppe B) Wochen. Es wurden perioperative, intraoperative und postoperative Parameter mithilfe von Workflowanalysen, klinischen und radiologischen Befunden und standardisierten Fragebogen dokumentiert und ausgewertet. Ergebnisse: Die Anwendung des Navigationssystems erfordert eine zusatzliche perioperative Vorbereitungszeit von durchschnittlich 1,1 min. Die Schnitt-Naht-Zeit fur die Operation betragt in Gruppe A im Durchschnitt 10,1 min weniger als in Gruppe B. Die Chirurgen gaben eine masige Belastung durch die Bedienung des Navigationsgerates an, die im Verlauf der Untersuchung deutlich abnahm. Die Information des Navigationssystems wurde uberwiegend als Informationsgewinn zum vorhandenen Wissen bewertet. Postoperativ zeigte Gruppe A einen Trend zu leicht besseren Befunden als Gruppe B (fruhe Re-Polyposis, erfolgreiche sphenoidale Sinusotomie). Schlussfolgerungen: Die vorliegenden Ergebnisse weisen auf die Effizienz eines Navigationssystems fur die FESS hin. Die Schnitt-Naht-Zeit kann verkurzt werden, die Ergonomie fur den Operateur kann verbessert werden, ein Trend zu besseren postoperativen Ergebnissen kann angenommen werden. Weitere Aspekte wie vermutete anatomische Fertigkeitsverluste mussen im Folgenden untersucht werden. Evaluation of a Daily used Navigation System for FESS Problem: The aim of this study is to proof the clinical efficiency by using a modern navigation system for Functional Endoscopic Sinus Surgery (FESS). Material and Methods: An optical navigation system was used in clinical routine of 300 patients. Two groups with 150 patients each were examined. Group A was treated with navigation assistance (Karl Storz Navigation Panel Unit NPU), Group B was treated without navigation by conventional FESS. Examination period was limited to 12 months. Median follow-up is 22 and 26 weeks. Perioperative, intraoperative and postoperative parameters were recorded by workflow-analysis, clinical and radiological findings and standardized questionnary. Results: Application of the navigation system needs 1.1 min additional perioperative time in average. Intraoperative time reduction by the navigation system was about 10 min per case (Group A 32.6 (SD 11.2) min, Gruppe B 42.7 (SD 9.5) min). Specific information by the navigation system was evaluated in all surgical areas as usefull and additional to a-priori-knowledge. Postoperatively patients from group A (10/89) show lower rate of re-polyposis then in group B (24/71). Fenestration of the sphenoid sinus were sufficient by CT-evaluation in 100% (group A) and 23% (group B). Conclusions: The advantages of the examined navigation system in comparison to the gold standard of FESS are proven. Navigation assistance led to an reduced intraoperative time consumption, increased postoperative results and lowered the workload of the surgeons.

BACKGROUND: The goal of this study is the improvement of the surgical accuracy of a navigate-controlled drill for mastoidectomy in a lab test. METHODS: For lab tests an artificial model of the temporal bone with color-coded injury identification of the facial nerve (solution of 0.5 mm) was used.Two different registration methods were examined: (group 1) navigation bow with 4 integrated markers at the upper jaw; (group 2) landmark registration with 4 titanium micro screws. An optical navigation system was used. The targets were illustrated by 3 titanium screws within the range of the planum mastoideum. The accuracy of the navigate-controlled drill in drilling the planned cavity were evaluated at 20 temporal bone models. The measurement of the registration accuracy was evaluated by deviation between the target screw and the calculated position in the navigation system. The evaluation of the resulted cavities was done by 5 senior surgeons with the help of the microscope. RESULTS: The registration accuracy shows a maximum deviation between the real position and the calculated position of 1,73 MM in group of 1 and 0.93 MM in group 2. In group 1 the nerve was hurt in 5/20 cases and a maximum deviation of - 1.5 mm (Std 0.25 mm) (drilled beyond the nerve) was measured. In group 2 the nerve was not hurt, a maximum deviation of 0.5 mm (too early stopped before the nerve) was measured. CONCLUSIONS: Significantly better results of the registration and drilling accuracy show up in group group 2. Thus the preconditions for clinical use are fulfilled.

Background: The feasibility of a navigate-controlled Shaver for the paranasal sinus surgery was proven in an initial study. Deficits showed up in the conversion of the planed cavity. Goal of this study is (1) the development and evaluation of a FESS demonstrator for the investigations to the surgical accuracy and (2) the evaluation of the resulting surgical accuracy for registration and conversion of the work space with an improved rigidity of the Shaver and a completely revised study design. Methods: As a demonstrator for the navigate-controlled resection of a volume through the Shaver a two-piece plastic head with an anatomical head and soft tissue model was designed. The investigation of the surgical accuracy takes place with 417 measurements to 4 different fiducial markers on the demonstrator head. The measurements for the deviation of the resulting cavity from the planned volume was realised with a work space by 24 x 24 × 30 mm. The 5 walls of the cavity were seized with 80 measuring points for each level and thus altogether 2000 measured values (5 models × 5 levels × 200 points). Results: The described demonstrator showed itself suitable for the close-to-application attempts to the surgical accuracy. The maximum deviation A max indicated position of the Shaver from the reference value amounted to 1,93 mm. The maximum average value of the exceeding of a planned cavity amounts to 1,62 mm. Conclusions: Based on these results a virtual safety passage of 2.00 mm is sufficient. The study refers the clinical serviceability of the navigate-controlled Shaver in paranasal sinus surgery.