The use of pre- and intra-operative images for surgical guidance

Abstract

Surgical navigation has become possible thanks to the combination of localizer systems and digital imaging systems. The application to neurosurgery has especially taken off, using pre-operative CT/MR images. Craniotomies as well as stereotaxic surgery benefit from pre-operative virtual imaging, as the surgical plan can be optimized by choosing the best from several simulated routes to circumvent eloquent areas. Virtual imaging has also proved to be useful in neurosurgery for intra-operative localization and navigational guidance. Other clinical applications have also started to use pre-operative imaging, simulation/planning and intra-operative guidance. In orthopedic surgery these techniques are assisting the localization of spinal tumors, placement of pedicle screws and less invasive procedures. In ear-nose-throat (ENJ) surgery the techniques are facilitating endonasal approaches, for example, pituitary tumors or polypectomy. The use of virtual endoscopy can be of additional help here. A limitation of many current systems is the absence of real-time imaging and possibility to update the reference images during therapy. Intra-operative CT imaging can yield valuable intraand post-operative image information to further optimize treatment. Various clinical applications of image guidance are discussed and illustrated with outcome and advantages/disadvantages. In addition, the intra-operative use of CT imaging and its potential consequences are discussed. La navigation chirurgicale a été rendue possible grâce à la combinaison du système de localisation et d'imagerie numérique. Ce sont essentiellement les applications en neurochirurgie qui ont débuté les essais, en utilisant des images TDM et IRM préopératoires. Les craniotomies aussi bien que la stéréotaxie bénéficient de l'imagerie virtuelle, car la stratégie opératoire peut être optimisée en choisissant la meilleure des voies d'abord, par exemple, pour épargner les aires du langage. L'imagerie virtuelle s'est aussi avérée utile en neurochirurgie pour la localisation et le guidage du geste en peropératoire. D'autres applications cliniques commencent à utiliser l'imagerie préopératoire, la simulation, la planification du geste ou le guidage peropératoire. En chirurgie orthopédique, ces techniques permettent d'aider à ta localisation des tumeurs de moelle, au placement des vis dans les pédicules vertébraux et à d'autres procédures qui deviennent moins agressives. En chirurgie ORL, ces techniques facilitent l'approche endonasale, par exemple des tumeurs de l'hypophyse et l'ablation des polypes. L'utilisation de l'endoscopie virtuelle peut avoir un rôle important pour ce type de procédures. Une des limitations de nombreux systèmes utilisés actuellement est l'absence de correction des images en temps réel pendant l'opération. Le scanner peropératoire permet d'obtenir des images peropératoires et postopératoires qui aident à l'optimisation du geste. Différentes applications cliniques de guidage par l'image sont discutées et illustrées avec leur intérêt, leurs avantages et leurs inconvénients. L'imagerie scanner peropératoire et ses conséquences sont aussi discutées.