Ultraschall-Dickenmessung der Schädelkalotte zur Registrierung bei navigierten Eingriffen an der lateralen Schädelbasis

Abstract

Bei Eingriffen an der lateralen Schadelbasis bei denen CT-Datensatze zur OP-Planung und anschlie- senden Navigation und Registrierung genutzt werden, muss von einer Strahlenbelastung und einer nicht gegebe- ne Echtzeitfahigkeit dieser Systeme fur den intraoperativen Einsatz ausgegangen werden. Der alternative Einsatz von Standardultraschallsystemen ist zwar nicht invasiv und arbeitet in Echtzeit, ist aber fur die Weichgewebediagnos- tik ausgelegt und kann die Anforderungen zur Vermessung der Dicke der Schadelkalotte (Genauigkeit < 1 mm, Mess- bereich 1 - 10 mm) nur schwer erfullen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, war es notig ein System zu entwickeln, welches an die akustischen Ei- genschaften von Schadelkalotte angepasst ist und uber eine spezielle HF-Datenverarbeitung (coded excitation, mat- ched filter) zum Erreichen der Anforderungen verfugt. Zur Bestimmung der akustischen Parameter der Schadel- kalotte, wie Schallgeschwindigkeit, Absorptionskoeffizien- ten und akustische Impedanz, wurden in dieser Arbeit 24 humane Proben durch Transmissionsmessungen charakte- risiert. An Hand dieser Parameter wurde ein Ultraschall- system entwickelt, mit dem spezielle Signalverarbeitungs- algorithmen zur exakten Dickenbestimmung eingesetzt werden konnen. Durch in-vitro-Messungen mit diesem System konnte eine Genauigkeit von 0.5 mm (± 5 %) bei der Dickebestimmung humaner Schadelpraparate nach- gewiesen werden. Durch Kopplung dieses Ultraschallsystems mit einen Tra- ckingsystem oder einem Roboter kann dieses System zur praoperativen Planung und intraoperativen Registrierung eingesetzt werden.