Image Guided Surgery - Technische Universität Dresden

Vorteile dieser Methode sind, eine relativ preisgünstige Hardware und dass kein di-
rekter Sichtkontakt zwischen Generator und Sensor bestehen muss. Dies ist bei den
akustischen und den nachfolgend beschriebenen optischen Navigationssystemen nicht
der Fall. Demgegenüber steht jedoch, dass sich die Homogenität des erzeugten Mag-
netfeldes durch metallische Gegenstände leicht beeinträchtigen lässt. So gilt es bei-
spielsweise sicherzustellen, dass das Kopfteil des Operationstisches aus besonderem,
nicht magnetischen Material hergestellt ist. Die während der Navigation verwendeten
Instrumente dürfen nicht zu große Mengen an magnetisierbaren Materialien mit in das
Operationsfeld bringen. Durch solche Artefakte reduziert sich die brauchbare Messge-
nauigkeit des Navigationssystems nicht unerheblich. Die Messabweichungen können
dann im Zentimeterbereich liegen. Seipel setzte im Rahmen eines in vitro Experimen-
tes ein magnetisches System zur navigierten Insertion von dentalen Implantaten ein
[103]. Die Sendeantenne wurde dabei in der Nähe der Nackenstütze des Behandlungs-
stuhles befestigt. Winkelstück und Unterkiefer sind mit Sensoren ausgestattet. Amiot
beschreibt ein weiteres System in der Wirbelsäulenchirurgie, das auf diesem Prinzip
beruht [5].
1.4.4 Optische 3D-Positionsbestimmungsverfahren
Das optische Tracking basiert auf dem Prinzip der Stereokorrespondenzanalyse, bei
der 2 oder mehrere Videokameras zur Überwachung einer Szene von verschiedenen
Beobachtungspunkten aus eingesetzt werden. Durch bildverarbeitende Prozesse wer-
den anschließend definierte Referenzpunkte in den Videobildern erkannt und mit dem
gespeicherten Bilddatensatz korreliert.
Um die Bildverarbeitung zu erleichtern, werden beim optischen Tracking häufig Leu-
chtdioden im Infrarotbereich oder passiv reflektierende kontrastreiche Objekte als
Referenzmarker eingesetzt, die bei der Überwachung mit Infrarotkameras eine einfa-
che Bildsegmentierung erlauben [82]. Darüber hinaus werden optische Störeinflüsse
im sichtbaren Spektrum durch die Verwendung von operationskompatiblem Infrarot-
licht ausgeschaltet. Die von den Markern ausgesendeten Lichtwellen werden von ei-
nem Kamerasystem registriert. Durch Analyse der dabei erkannten Stereodisparität
kann auf die räumliche Position der Referenzpunkte geschlossen werden. Disparität
15