Comparaison de la précision des différents modes d’enregistrement utilisé dans les systèmes d’aide informatisé à la neuronavigation. Orphée Makiese MD 1, Promod Pillai MD 1, Salma Asem MD 1, Steffen Sammet MD, PhD 2, Mario Ammirati MD, MBA 1 1. Department of Neurosurgery, 2. Department of Radiology. OSU Medical Center, Columbus OH. Introduction Matériels et méthodes Résultats DiscussionConclusions L’enregistrement avec les marqueurs osseux (Mor) est le meilleur système d’enregistrement de navigation pour les cibles externes du crane Mais sur l’application sur les patients, le masques auto-enregistreurs (Mar) est meilleur pour les cibles internes et reste comparable aux marqueurs adhésifs (Ma) pour les cibles externes 20 spécimens on été inclus au total Nous avons comparé l’enregistrement de vis, marqueurs osseux (Mo) aux marqueurs adhésifs (Ma) et aux masques auto-enregistreurs (MAr). Les mesures ont été réalisées par 5 opérateurs différents Avant de réaliser un scanner, chaque spécimens a été préparés en fixant 8 vis sur la voûte et 4 sur la base du crane (par abord transnasal transsphénoïdal direct sous endoscopie). Aussi, 10 Ma ont été fixés sur la peau du scalp Nous avons utilisé le système de navigation Stryker Le niveau de précision est déterminé en mesurant chaque cible (vis), une première fois manuellement sur l’écran de la navigation, puis une seconde fois, réellement en se positionnant au centre de la tête de vis Nous calculons l’erreur racine carré moyenne comme calculé par le système de navigation La différence de ces erreurs virtuelles et réelles pour chaque cible donne le niveau millimétrique de précision Finalement un t-test permet de comparer les mesures d’erreur obtenues avec ces trois modes d’enregistrement L’enregistrement (r) des données positionnelles est l’étape principale permettant l’alignement des structures anatomiques entre le patient et son imagerie Les techniques habituelles utilisent les marqueurs adhésives (MA), fixés sur la peau du scalp Néanmoins les marqueurs fixés sur l’os, restent le système de référence d’enregistrement le plus précis mais il est difficilement d’application sur les patients vivants Un nouveau système non invasif de marquage et de repérage est utilisé en ORL: le Mask facial Notre objectif est de comparer la précision de ce nouveau dispositif d’auto-enregistrement aux deux systèmes de références vis-à-vis de cibles antérieurs, postérieurs de la voûte et de la base du crane Figure 2: Le pointeur touche une cible externe antérieure (a) notez que la cible est bien définie (b) Figure 3: Vue endoscopique montrant les cibles internes implantées sur le planum et sur le clivus Figure 4: Snapshot neuronavication d’une cible antérieure interne ( coordonnées de l’ image réelle de la cible). La différence avec l’image virtuelle pour la même cible donne la précision d’enregistrement en millimètre Nous avons obtenu 2320 mesures avec Mor, MAr et Ma; 1160 erreurs linéaires calculées Les moyennes globales, en millimètre pour les cibles antérieurs sont de 1.96 (Mor), 3.12 (Ma), 3.20 (MAr) 1.95 (Mor), 3.24 (Ma), 3.19 (MAr) pour les cibles postérieurs 2.60 (Mor), 3.65 (Ma), 2.16 (MAr) pour les cibles internes antérieures 2.91 (Mor), 3.83 (Ma), 2.41 (MAr) pour les cibles internes postérieures La comparaison des modes d’enregistrement montre que Mor est statistiquement plus précise que Ma et MAr pour les cibles externes antérieurs et postérieures (p 0.05). Pour les cibles internes antérieures et postérieures, MAr devient plus précis que Mor et Ma (p<0.001), mais Mor reste meilleur que Mar (p<0.05 antérieur et p<0.01 postérieur Figure 1: Le masque auto-enregistreur appliqué sur un cadavre et sur un fantôme Pendant que les algorithmes d’acquisition d’images se standardisent, il persiste des controverses sur la précision des différentes modalités d’enregistrement en neuronavigation (1, 2) L’ enregistrement est le procédé par lequel l’image radiologique du patient est corrélé à son anatomie par deux méthodes: par des points fixés sur l’image ou par une corrélation de surface (3, 4, 5, 6) Le rationnel de cette étude est de tester la précision d’un nouveau système d’enregistrement non invasive par rapport aux systèmes de références: osseux (le plus précis) et adhésive (le plus usuel) Notre limitation reste que l’étude est cadavérique Références 1. M ascott CR, Sol JC, Bousquet P, Lagarrigue J, Lazorthes Y, Lauwers-Cances V: Quantification of true in vivo (application) accuracy in cranial image- guided surgery: influence of mode of patient registration. Neurosurgery 59:ONS , M aurer CR, Rohlfing T, Dean D, West JB, Rueckert D, Mori K, Shahidi R, Martin DP, Heilbrun MP, Maciunas RJ: Sources of error in image registration for cranial image-guided neurosurgery, in Germano IM (ed): Advance Techniques in Image-Guided Brain and Spine Surgery. New York, Thieme, 2002, pp 10– M aurer CR Jr, Aboutanos GB, Dawant BM, Gadamsetty S, Margolin RA, Maciunas RJ, Fitzpatrick JM: Effect of geometrical distortion correction in MR on image registration accuracy. Journal of computer assisted tomography 20:666–679, Q uiñones-Hinojosa A, Ware ML, Sanai N, McDermott MW: Assessment of image guided accuracy in a skull model: Comparison of frameless stereotaxy techniques vs. frame-based localization. Journal of neuro- oncology 76:65–70, R usinek H, Tsui WH, Levy AV, Noz ME, de Leon MJ: Principal axes and surface fitting methods for three-dimensional image registration. J Nucl Med 34: , S andman DR, Gill SS: The impact of interactive image guided surgery: the Bristol experience with the ISG/Elekta viewing Wand. Acta neurochirurgica 64:54-58, TABLE 2. Précision du système de neuronavigation d’atteindre les cibles utilisant différentes modalités d’enregistrement. Distance en mm entre le point cible réelle vs le point cible virtuelle sur l’image. Modalités d’enregistre- ment Distance (moyenne± standard déviation) p valueCI 95% Cibles Antérieures Externes S3.12 ± 1.63S to O p< 0.001[0.74, 1.58] O1.96 ± 1.28S to M p> 0.05[-0.42, 0.26] M3.20 ± 1.40O to M p< 0.001[-1.66, -0.81] Cibles Antérieures Postérieures S3.24 ± 1.83S to O p< 0.001[0.91, 1.66] O1.95 ± 1.31S to M p> 0.05[-0.33, 0.42] M3.19 ± 1.64O to M p< [-1.62, -0.87] Cibles Antérieures Internes S3.65 ± 2.03S to O p< 0.001[0.68, 1.42] O2.60 ± 1.24S to M p< [1.13, 1.87] M2.16 ± 1.36O to M p< 0.05[0.08, 0.82] Cibles Internes Postérieures S3.83 ± 2.08S to O p< 0.001[0.53, 1.29] O2.91 ± 1.24S to M p< [1.04, 1.80] M2.41 ± 1.42O to M p< 0.01[0.13, 0.88] O, dispositif osseux; M, masque; S, dispositif sur le scalp ; CI, intervalle de confiance TABLE 1. Comparaison des calculs d’erreur d’enregistrement utilisant différentes modalités d’enregistrement Modalités d’enregistrement Moyenne ± SD (mm) p valueCI 95% S0.622 ± 0.139S vs B P >0.05[-0.066, 0.030] B0.640 ± 0.174S vs M P<0.001[-0.125, 0.020] M0.699 ± 0.114B vs M P<0.05[-0.107, 0.010] O, dispositif osseux; M, masque; S, dispositif sur le scalp; SD, déviation standard; CI, intervalle de confiance SNCLF Novembre PARIS