Improved Planning of Endoscopic Sinonasal Surgery From 3-Dimensional Images With Osirix® and Stereolithography

Abstract

Introduction and Objectives

The high variability of sinonasal anatomy requires the best knowledge of its three-dimensional (3D) conformation to perform surgery more safely and efficiently. The aim of the study was to validate the utility of Osirix^® and stereolithography in improving endoscopic sinonasal surgery planning.

Methods

Osirix^® was used as a viewer and Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) 3D imaging manager to improve planning for 114 sinonasal endoscopic operations with polyposis (86) and chronic rhinosinusitis (CRS) (28). Stereolithography rapid prototyping was used for 7 frontoethmoidal mucoceles.

Results

Using Osirix^® and stereolithography, a greater number of anatomical structures were identified and this was done faster, with a statistically-significant clinical–radiological correlation (P<.01) compared with 2D CT plates. With a share of more than 75% of surgery performed by residents, surgical time was reduced by 38 ± 12.3 min in CRS and 42 ± 27.9 in sinonasal polyposis. The fourth-year residents reached 100% surgical competence in critical surgical milestones with 16 surgeries (CI 12–19).

Conclusions

The systematic use of Osirix^® for visualisation and treatment of 3D sinonasal images from DICOM data files, along with the surgical team's ability to manipulate them as virtual reality, allows surgeons to perform endoscopic sinonasal surgery with greater confidence and in less time than using 2D images. Residents also achieve surgical competence faster, more safely and with fewer complications. This beneficial impact is increased when the surgical team has stereolithography rapid prototyping in more complex cases.

Resumen

Introducción y objetivos

La elevada variabilidad anatómica de los senos paranasales requiere disponer del mejor conocimiento de su conformación tridimensional para afrontar la cirugía con mayor seguridad y eficiencia. El objetivo del estudio fue validar la utilidad de Osirix^® y la estereolitografía en la mejora de la planificación de las cirugías endoscópicas nasosinusales.

Métodos

Se utilizó Osirix^® como visor y gestor de imágenes DICOM en 3 dimensiones (3D) en la planificación de 114 cirugías endoscópicas nasosinusales por poliposis (86) y rinosinusitis crónica (28) junto con prototipos rápidos estereolitográficos en 7 mucoceles frontoetmoidales.

Resultados

Se identificaron mayor número de estructuras anatómicas, más rápidamente y con una correlación clínico-radiológica estadísticamente significativa (p < 0,01) a favor de Osirix y estereolitografía, que con placas en 2D de la TAC. Con una participación de los residentes superior al 75% de la cirugía, se redujo el tiempo quirúrgico en 38 ± 12,3 min en sinusitis crónicas y en 42 ± 27,9 en poliposis nasosinusales, alcanzando los residentes de cuarto año una competencia quirúrgica del 100% en los hitos quirúrgicos cruciales con 16 cirugías (IC: 12-19).

Conclusiones

La utilización sistemática de Osirix^® para visualización y tratamiento autónomo de imágenes nasosinusales en 3D desde archivos DICOM permite a los cirujanos efectuar las cirugías endoscópicas nasosinusales con mayor confianza y seguridad y en menos tiempo que utilizando imágenes en 2D. Los residentes también alcanzan la competencia quirúrgica más rápidamente, con mayor seguridad y con menos complicaciones. La mejora en la planificación se incrementa cuando el equipo quirúrgico dispone de prototipos rápidos estereolitográficos en los casos de mayor complejidad.