H.-F. Zeilhofer

Evaluation of Precision and Accuracy Assessment of Different 3-D Surface Imaging Systems for Biomedical Purposes

Three-dimensional (3-D) surface imaging has gained clinical acceptance, especially in the field of cranio-maxillo-facial and plastic, reconstructive, and aesthetic surgery. Six scanners based on different scanning principles (Minolta Vivid 910®, Polhemus FastSCAN™, GFM PRIMOS®, GFM TopoCAM®, Steinbichler Comet® Vario Zoom 250, 3dMD DSP 400®) were used to measure five sheep skulls of different sizes. In three areas with varying anatomical complexity (areas, 1 = high; 2 = moderate; 3 = low), 56 distances between 20 landmarks are defined on each skull. Manual measurement (MM), coordinate machine measurements (CMM) and computer tomography (CT) measurements were used to define a reference method for further precision and accuracy evaluation of different 3-D scanning systems. MM showed high correlation to CMM and CT measurements (both r = 0.987; p < 0.001) and served as the reference method. TopoCAM®, Comet® and Vivid 910® showed highest measurement precision over all areas of complexity; Vivid 910®, the Comet® and the DSP 400® demonstrated highest accuracy over all areas with Vivid 910® being most accurate in areas 1 and 3, and the DSP 400® most accurate in area 2. In accordance to the measured distance length, most 3-D devices present higher measurement precision and accuracy for large distances and lower degrees of precision and accuracy for short distances. In general, higher degrees of complexity are associated with lower 3-D assessment accuracy, suggesting that for optimal results, different types of scanners should be applied to specific clinical applications and medical problems according to their special construction designs and characteristics.

[High-frequency videocinematograpphy for the objective imaging of the velopharyngeal closure mechanism in cleft palate patients].

The use of high-frequency video cineradiography makes possible an objective and dynamic rendering of the individual velopharyngeal closer pattern. The high resolution and the depiction of the finest mucosal structures while in motion achieved by this technique opens up the possibility of exact and objective 3-dimensional evaluation of the velopharyngeal gap. Following secondary velopharyngoplasty on 80 cleft palate patients, the velopharyngeal closure was studied by means of high-frequency video cineradiography and this rendering was then compared to results obtained by nasoendoscopy and to the clinical findings. It became definitely apparent that the radiological technique is markedly superior in relation to clearness of depiction and ease of use, especially in young children. This imaging technique can be recommended without reservation for pre- and postoperative control of speech-improving procedures.ZusammenfassungDer Einsatz der Hochfrequenz-Videokinematographie erlaubt die objektive dynamische, Darstellung des individuellen velopharyngealen Verschlußmusters. Hohe Ortsauflösung und Darstellung feinster Schleimhautstrukturen bei Bewegung führen bei dieser neuen Technik zu einer exakten, und objektiven dreidimensionalen Beurteilung des velopharyngealen Verschlußmechanismus. Anhand einer Untersuchung an 80 Gaumenspaltpatienten nach Durchführung einer sekundären Velopharyngoplastik wird der velopharyngeale Abschluß mit der Hochfrequenz-Videokinematographie im Vergleich zur Nasopharyngoskopie und zum klinischen Befund beurteilt. Es zeigt sich eine deutliche Überlegenheit der radiologischen Technik in bezug auf Deutlichkeit der Darstellung und Anwendbarkeit vor allem auch bei Kleinkindern. Dieses bildgebende Verfahren kann deshalb zur prä- und postoperativen Kontrolle sprechverbessernder Maßnahmen, uneingeschränkt empfohlen werden.SummaryThe use of high frequency video cineradiography makes possible an objective and dynamic rendering of the individual velopharyngeal closer pattern. The high resolution and the depiction of the finest mucosal structures while in motion achieved by this technique opens up the possibility of exact and objective 3-dimensional evaluation of the velopharyngeal gap. Following secondary velopharyngoplasty on 80 cleft palate patients, the velopharyngeal closure was studied by means of high frequency video cineradiography and this rendering was then compared to results obtained by nasoendoscopy and to the clinical findings. It became definitely apparent that the radiological technique is markedly superior in relation to clearness of depiction and ease of use, especially in young children. This imaging technique can be recommended without reservation for preand postoperative control of speech improving procedures.

The importance of the primary reconstruction of the traumatized anterior maxillary sinus wall.

This study evaluates the importance of specific posttraumatic reconstruction of the fractured anterior sinus wall. Several methods of different complexity of reconstruction are being compared by means of radiologic, rhinoscopic, and clinical data. Four groups of a total of 207 patients (age, 18-73 years; follow-up average, 4.2 years) with midfacial fractures, divided by operation technique and year, were evaluated. Control groups 1 to 3 received standard procedures without special regard on the reconstruction of the anterior sinus wall; the study group received specific reconstruction. The study group 4 showed a lower complication rate in nearly all measured parameters in comparison to groups 1 and 2. Study group 4 had the smallest incidences of posttraumatic sequelae in radiologic examinations; the clinical outcome was even to group 3. During open reduction and fixation procedures of midfacial fractures, attention should be given to the reconstruction of the anterior sinus wall to avoid postoperative discomfort.

Experimental endoscopic intrauterine surgery for craniofacial malformations such as the cleft lip and palate

Indikation zur fetalen Chirurgie. Die weit verbreitete Anwendung von hoch auflösendem Ultraschall in der pränatalen Diagnostik erlaubt heute eine frühe und sichere Diagnose von kongenitalen Fehlbildungen. Einige davon können chirurgisch korrigiert werden. Obwohl die fetale Chirurgie in bestimmten Fällen funktionelle und ästhetische Vorteile bringen bzw. sogar lebensrettend sein könnte, erfüllen aufgrund der extremen Empfindlichkeit des fetalen Patienten und der fetalen Membranen zurzeit nur wenige Fehlbildungen die Kriterien zur Durchführung der intrauterinen Chirurgie. Dies wird sich jedoch in den nächsten Jahren ändern, da sich die pränatale Diagnostik, die Fortschritte der Operationstechniken und die pathophysiologischen Kenntnisse stetig weiter verbessern. Endoskopische intrauterine Chirurgie. Die seit kurzem entwickelte endoskopische intrauterine Chirurgie stellt eine neue schonendere Möglichkeit der intrauterinen Chirurgie dar. Endoskopische Eingriffe können Nachteile der offenen intrauterinen Chirurgie vermeiden und somit die Operationen am Fetus sowohl bei lebensbedrohlichen als auch bei nicht lebensbedrohlichen Fehlbildungen wie der Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte sicherer machen. Davon kann der Fetus doppelt profitieren: 1. durch eine narbenlose Wundheilung und die kallusarme Knochenheilung, die ein normales Mittelgesichtswachstum erwarten lassen, und 2. durch die geringere fetale und mütterliche Morbidität. Diskussion. Aufgrund der bisher erzielten Resultate kann die intrauterine Operation von LKG-Spalten am Menschen zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht empfohlen werden. Das hohe Morbiditäts- und Mortalitätsrisiko für Mutter und Fetus rechtfertigen keinesfalls eine pränatale Operation, zumal in der konventionellen Chirurgie der LKG-Spalten ausgezeichnete funktionelle und ästhetische Ergebnisse risikofrei erzielt werden. Resümee. In dieser Arbeit werden erste Ergebnisse einer experimentellen Studie mit den neuen endoskopischen Techniken vorgestellt, wobei die Möglichkeiten für Optimierung und Qualitätssteigerung der intrauterinen Korrektureingriffe besonders herausgestellt werden. Indication for fetal surgery. The widespread use of high-resolution ultrasound in prenatal diagnosis allows nowadays an accurate and early diagnosis of congenital malformations. Some of these can be corrected surgically. In certain cases intrauterine surgery could present functional and aesthetic advantages or be even lifesaving. Due to the extreme sensitiveness of the fetal patient and the fetal membranes, only some defined anomalies currently meet the criteria for intrauterine surgery. However, the list can change in the future since prenatal diagnosis, technical advances, and knowledge of pathophysiology improve constantly. Endoscopic intrauterine surgery. Additionally, the recent development of endoscopic intrauterine surgery represents a new and more careful possibility for intrauterine surgery. Endoscopic procedures could avoid the disadvantages of open intrauterine surgery and thus make fetal operations safer, in life-threatening as well as in non-life-threatening malformations such as cleft lip and palate (CLP). The main advantages of these procedures are (1) scarless wound healing and bone healing without callus formation that leave to expect normal growth of the midface and (2) lower fetal and maternal morbidity. Discussion. Based on the results achieved until now, it can be stated that at present the intrauterine operation of CLP on humans cannot be recommended. The high morbidity and mortality risk for mother and fetus cannot be counterbalanced by the unsatisfactory results of a prenatal operation. Conclusion. In this study first results of an experimental investigation with the new endoscopic techniques are presented, whereby the possibilities for optimization and quality improvement of the intrauterine surgical procedures are analyzed in detail.

Individuelle Operationsplanung als Instrument des Qualitätsmanagements in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

EINLEITUNG Vergleicht man die in industriellen Entwicklungsund Fertigungsprozessen üblichen Prinzipien des Qualitätsmanagements mit dem vornehmlich empirischen Vorgehen bei den meisten therapeutischen Verfahren, so fällt auf, daß ein wichtiges Element des Qualitätsmanagements in der Medizin sehr selten genutzt wird: Die Dokumentation des Behandlungsziels sowie ein festgeschriebenes Konzept, nach dem dieses Ziel erreicht werden soll. In diesem Beitrag wird aufgezeigt, wie individuelle anatomische Modelle nicht nur als Substrat einer detaillierten Planung und Simulation der beabsichtigten Operation, sondern auch als Medium zur Dokumentation des Operationsziels sowie des Plans, wie dieses zu erreichen ist, zu nutzen sind.