Präzision in der pädiatrischen MKG-Chirurgie Vorhersagbare Kalottenrekonstruktion durch 3D-Planung und patientenspezifische Sägeschablonen

Die kraniale Kalottenrekonstruktion gehört zu den anspruchsvollsten Eingriffen der pädiatrischen Chirurgie. Die Behandlung von Kraniosynostosen wie Skaphozephalie oder Trigonozephalie erfordert eine präzise Rekonstruktion der Schädelkalotte unter Berücksichtigung des weiteren Wachstums und der kindlichen Entwicklung.

Noch immer werden viele operative Entscheidungen erst im OP getroffen – eine zusätzliche Herausforderung bei ohnehin komplexen und zeitkritischen Eingriffen. Konstant gute funktionelle und ästhetische Ergebnisse erfordern nicht nur chirurgische Erfahrung, sondern auch eine präzise Vorbereitung und maximale Kontrolle.

Vor genau dieser Herausforderung stand das Team des Universitätsklinikums Reina Sofía bei der Behandlung eines knapp zweijährigen Kindes mit Skaphozephalie. Ziel war es, wesentliche Entscheidungen bereits vor dem Eingriff zu treffen und in einen strukturierten präoperativen Planungsprozess zu überführen.

Um diese Herausforderung zu bewältigen, arbeitete das Operationsteam unter der Leitung von Dr. Juana Vidal eng mit einem unserer Medizintechniker zusammen, um ein vierstufiges Vorgehen zu entwickeln.

1. In 3D planen

Um mit der Operationsplanung zu beginnen, wandelten sie die MRT- und CT-Daten in ein patientenspezifisches anatomisches 3D-Modell um. In dieser Umgebung kann das Team über die begrenzten Darstellungsmöglichkeiten der 2D-Bildgebung hinausgehen. Mit Unterstützung eines Medizintechnikers segmentierten sie kritische Strukturen, darunter die Sagittal- und Transversalsinus, um Osteotomien unter vollständiger Berücksichtigung der anatomischen Risikozonen zu planen.

Mithilfe einer patientenspezifischen anatomischen Spiegelung bestimmten sie zudem die angestrebte Schädelform, wobei sie auf der Grundlage der Anatomie des Kindes ein Gleichgewicht zwischen Symmetrie und intrakranieller Volumengröße herstellten.

Das Team legte die Osteotomien, die Knochenrepositionierung und die endgültige Ausrichtung Schritt für Schritt in 3D fest und erarbeitete so eine klare und strukturierte Operationsstrategie, bevor es den Operationssaal betrat. Dr. Vidal drückt es so aus: „Die virtuelle Planung ermöglicht es uns, die Operation bereits vor dem eigentlichen Eingriff durchzuführen.“ Dank dieser Detailgenauigkeit konnte sie den Ablauf im Vorfeld effektiv durchspielen, wodurch Unsicherheiten abgebaut wurden und das gesamte Team auf einen präzisen, datengestützten Plan ausgerichtet wurde.

2. Mit physikalischen Modellen vorbereiten

Auf der Grundlage dieses virtuellen Plans fertigten sie anschließend ein 3D-gedrucktes anatomisches Modell an. Dieses physische Modell bot einen zusätzlichen Einblick in die Anatomie des Patienten und eine greifbare Möglichkeit, ihren Ansatz zu überprüfen.

3. Mit patientenspezifischen Schablonen durchführen

Nachdem ein klarer Plan vorlag, benötigte das Team eine zuverlässige Methode, um diesen im Operationssaal umzusetzen. Hier kamen patientenspezifische Schnitt- und Positionierungsschablonen ins Spiel.

Die Führungen legten genau fest, wo und wie die Knochenschnitte vorgenommen werden sollten, und ermöglichten eine präzise Repositionierung gemäß dem Plan. Die Umsetzung der Planung in die Praxis auf diese Weise reduziert die intraoperative Variabilität und ermöglicht einen kontrollierten, schrittweisen chirurgischen Arbeitsablauf.

4. Eindringliche Visualisierung mit AR

Als letzte Sicherheitsmaßnahme nutzte das Team intraoperativ Augmented Reality (AR), um die tatsächlichen Knochenschnitte mit dem präoperativen Plan zu vergleichen und so die Ausrichtung und Positionierung in Echtzeit zu überprüfen.

Durch die präoperative Festlegung der Osteotomien, der Repositionierung und des Schädelvolumens – und die anschließende Übertragung des Plans auf patientenspezifische Schablonen – gelang es dem Operationsteam, einen besser vorhersehbaren und effizienteren Eingriff durchzuführen. 

„Dank der präoperativen Planung lässt sich die Operationszeit erheblich verkürzen, was den Bedarf an Bluttransfusionen senkt und die Patientensicherheit erhöht“, sagt die Neurochirurgin Dr. Marta Guzmán. "Moreover, aesthetic outcomes are more and more predictable and precise, increasing satisfaction for both families and the medical team."

Such a structured workflow helped reduce intraoperative uncertainty and let the team focus on execution rather than decision-making.

For this particular patient, the results have been very positive. The team achieved the planned volume and an excellent aesthetic and functional outcome in the shortest time possible. Now, the patient is in very good condition, with no complications from the surgery and good psychomotor development.

As this technology continues to evolve, surgeons will have an even greater level of confidence and control in cranial vault reconstruction. According to Dr. Juan Solivera, Head of the Neurosurgery Department, "This combination represents a major step forward toward more precise, safer, and patient-centered medicine, which is particularly important for pediatric patients with complex conditions."