Approximately 12.2% of the adult population has experienced overactive bladder (OAB) in Korea. Sacral nerve stimulation (SNS) is an effective treatment for controlling intractable symptoms of OAB. Its problem with uncertainty of needle insertion, however, is one of difficult problems. The purpose of this thesis was to develop a needle-based navigation system for SNS. Skin-to-target path and real-time instrument guidance were provided by the designed software interface based on pre-operative the 3D model from 1.25 mm CT data slices. Using an electromagnetic navigation device, instrumented 18 g needles were inserted into the target position in a dummy. The registration error between the CT coordinate and the electromagnetic tracking coordinate was 0.87mm in the dummy, and seven nonexperts operated for 10 attempts on each subject. And conventional operation method was also tested by same nonexperts. Two methods were tested to compare the accuracy assessment. The mean distance between the instrument tip position and the center of the target in a virtual environment was 2.9±1.3 mm (n=70) in the navigation system, 8.7±4.1 mm (n=70) in the conventional operation method. The developed navigation system allows the instrument insertion into the target position. Also the system allows less experienced operators to insert the instrument as well.
천수신경조절술은 과민성 방광을 위한 시술 방법이다. 시술 중 바늘 삽입은 전체 시술의 성공을 좌우하는 중요한 과정이다. 현재의 시술 방법으로는 바늘 삽입이 어려운데, 그 이유는 x-ray 이미지를 사용하기 때문에 선명하지 못한 이미지를 기반으로 수술 계획을 하고 수술 과정 중에서도 바늘 끝 단의 상대적인 위치를 알기 어렵기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 영상기반 네비게이션 시스템을 이용해서 수술의 정확도를 향상시키고자 한다. 네비게이션 시스템은 CT 이미지를 이용해서 환자의 가상 모델을 구현하고 paired-points re-gistratration방법을 이용해서 정합을 시킨 후 자력기반 위치추적장비를 이용해서 실시간으로 수술 도구의 위치를 시각적으로 시술자에게 제공한다. 자력기반 위치추적장비는 수술 환경에서 전자장비 및 강자성 물체가 주변에 있을 때 정확도에 영향을 받는다. 수술 환경 내에서도 위치 추적이 가능하도록 error correction method를 적용해 정확도가 향상된 위치 정보를 얻도록 했다. 구현된 가상 이미지 기반 네비게이션 시스템은 현재 시술 방법과 비교를 통해 검증했다. 7명 피실험자는 더미 모델에 대해서 현재 시술 방법으로 타켓 위치에 바늘을 삽입했으며, 네비게이션 시스템을 이용해서 같은 타켓 위치에 바늘을 삽입했다. 피실험자는 두 가지 환경에서 10번씩 바늘을 삽입했으며 네비게이션 시스템 좌표계에서 바늘 끝 단과 타켓의 원점과의 거리, user error는 현재 시술 방법은8.7±4.1 mm (n=70), 네비게이션 시스템을 사용한 경우는2.9±1.3 mm (n=70) 이다. 하지만 더미 모델에 대해 실험한 결과값이므로 실제 환자 및 동물 실험을 통해 영상기반 네비게이션 시스템의 효율성 및 안정성을 검증하는 과정이 필요하다.
