mini|Hybrid-OP-Raum für kardiologische Eingriffe (Gemelli-Klinik)
Ein Hybrid-OP ist ein Operationssaal, der mit bildgebenden Anlagen in Form von Angiografieanlagen, Computertomographen oder Magnetresonanztomographen ausgestattet ist. Diese bildgebenden Modalitäten ermöglichen minimalinvasive Eingriffe, die für den Patienten weniger traumatisch sind. Minimalinvasiv bedeutet dabei, dass der Chirurg keine größeren Operationswunden verursacht, um Zugang zu dem zu operierenden Körperteil zu erhalten, sondern Katheter oder Endoskope durch kleine Öffnungen in den Körper einbringt. Im Falle der Herzchirurgie kann das zum Beispiel eine Sternotomie vermeiden. Bildgebung in Form von mobilen C-Bögen, Ultraschall und Endoskopie gehört seit langem zur Standardausstattung im OP. Neue minimalinvasive Ansätze erfordern aber eine bessere Bildqualität zur Visualisierung kleiner anatomischer Strukturen und sehr dünner Gefäße im Herzmuskel. Dies kann durch intraoperative Rotationsangiografie erreicht werden. Auch die Verbindung verschiedener Bildgebungsmodalitäten und deren inhärenter Stärken mittels Registrierung kann Vorteile bringen.
Klinische Anwendungsbereiche Hybrid-Operationssäle sind in der Herz-, Gefäß- und Neurochirurgie besonders verbreitet, sie sind aber für eine viel breitere Palette chirurgischer Disziplinen geeignet.
Herz- und Gefäßchirurgie mini|Herzchirurgischer Hybrid-Operationssaal am UKSH Campus Kiel
Die Behandlung von Klappenkrankheiten und die chirurgische Therapie von Rhythmusstörungen und Aortenaneurysmen können von den Bildgebungsmöglichkeiten des Hybrid-OPs profitieren. In diesen Bereichen ist intraoperative (3D)-Bildgebung bereits sehr verbreitet.
Der Trend zur endovaskulären Therapie von abdominellen Aortenaneurysmen hat die Verbreitung von Angiografieanlagen im gefäßchirurgischen Bereich gefördert. Insbesondere für komplexe Prothesen sollte ein Hybrid-OP Voraussetzung sein. Er eignet sich auch gut für die Notfallversorgung.
Einige Chirurgen nutzen das Angiografiesystem nicht nur, um am Ende der Prozedur die korrekte Platzierung zu verifizieren, sondern planen gleichermaßen den Eingriff mit Hilfe der entsprechenden Software ihrer Angiografieanlage. Da sich die Anatomie zwischen dem präoperativen CT und der intraoperativen Fluoroskopie durch die Positionierung des Patienten und das Einführen steifer Instrumente verändert, gewinnt die Planung durch die Nutzung intraoperativer 3D-Aufnahmen an Präzision. Die Aorta wird auf dieser Aufnahme automatisch segmentiert, und im 3D Volumen können Markierungen für z. B. die Ostien der Nierenarterien platziert werden. Die Kontur der Aorta wird wiederum mit diesen Markierungen auf die Live-Fluoroskopie überlagert. Bei Veränderung der Position von OP-Tisch oder C-Bogen oder der Angulation des C-Bogens wird diese Überlagerung entsprechend angepasst.
Neurochirurgie In der Neurochirurgie zählen unter anderem die Spondylodese und die Behandlung intrakranieller Aneurysmen zu den Anwendungsgebieten des Hybrid-OP. In beiden Fällen wurde dem Hybrid-OP vielversprechendes Potential zugesprochen, klinische Ergebnisse zu verbessern. Für Wirbelsäuleneingriffe kann die Integration mit einem Navigationssystem den Workflow weiter verbessern.
Thoraxchirurgie und endobronchiale Eingriffe Eingriffe zur Diagnose und Behandlung kleiner Knötchen in der Lunge werden neuerdings auch in Hybrid-OPs durchgeführt. Die interventionelle Bildgebung bietet dabei den Vorteil, die exakte Position der Läsionen zu kennen, insbesondere wenn es um kleine oder glas-opaque Tumoren, Metastasen oder Patienten mit eingeschränkter Lungenfunktion geht. Dadurch ist eine präzise Navigation für Biopsien und Tumorresektionen in der VATS-Chirurgie möglich. Es ersetzt vor allem auch die Haptik, die in konventionellen VATS als einem minimalinvasiven Eingriff fehlt. Dieser neue Ansatz kann möglicherweise gesundes Lungengewebe schützen, da die Position der Läsion genau bekannt ist und die Sicherheitsmarge reduziert werden kann. Das erhöht die Lebensqualität des Patienten nach dem Eingriff.
Der Prozess der Diagnose und Behandlung umfasst drei Schritte:
Identifikation von Knoten auf einem CT oder Thoraxröntgenbild Biopsie der Knoten, um die Bösartigkeit zu diagnostizieren wenn nötig, Behandlung der Knötchen durch einen chirurgischen Eingriff oder Strahlentherapie (kurativer Ansatz) oder durch Chemoembolisation bzw. Ablation (palliativer Ansatz) Ein Hybrid-OP kann die Schritte 2 und, im Falle einer OP, 3 unterstützen.
Biopsie Wenn auf einem Thorax-CT Knötchen in der Lunge identifiziert wurden, muss mittels Biopsie bestimmt werden, ob es sich um bösartige Läsionen handelt. Dazu wird mit einer Nadel ein wenig Gewebe aus dem Knoten entnommen und im Labor untersucht. Die Nadel wird durch die Bronchien oder von außen über den Thorax eingeführt. Um sicherzustellen, dass man wirklich die Läsion biopsiert und nicht versehentlich benachbartes, gesundes Gewebe untersucht und damit falsch-negative Ergebnisse erhält, wird die genaue Position der Läsion mit Bildgebung (mobile C-Bögen, Ultraschall, Bronchoskopie) bestimmt. Die Trefferquote bei der Biopsie kleiner Tumoren (unter 3 cm) wird mit 33 bis 50 % angegeben.D. Shure u. a.: Chest. 95, 1989, S. 1130–1138 u. G. Schreiber u. a.: Chest. 123(1 Suppl), Jan 2003, S. 115S-128S
Um die Trefferquote zu erhöhen, haben sich Angiografieanlagen mit besseren Bildgebungsmöglichkeiten als nützlich erwiesen. Der Vorteil liegt darin, dass der Patient und sein Zwerchfell während der 2D/3D-Bildgebung und der eigentlichen Biopsie in der genau gleichen Position bleiben. Dadurch erreicht man eine viel höhere Präzision als mit präprozeduralen Aufnahmen. Mittels Rotationsangiografie werden die Bronchien in 3D dargestellt. Die Luft dient dabei als natürliches Kontrastmittel, die Läsionen sind also gut sichtbar. Mit Hilfe von Software können die zu biopsierenden Läsionen dann im 3D-Bild markiert werden und ein Pfad für die Nadel geplant werden. Diese 3D-Bilder mit Markierungen können dann auf das Echtzeit-Durchleuchtungsbild (Fluoroskopie) anatomisch präzise überlagert werden. Der Pulmonologe hat somit eine bessere Orientierung und Führung zu den Läsionen. Erste Veröffentlichungen zu diesem neuen Verfahren berichten von Trefferquoten von 90 % bei Knötchen zwischen 1 und 2 cm Größe und 100 % bei Knötchen größer 2 cm.W. Hohenforst-Schmidt, J. Brachmann: Dynact-Navigation For Bronchoscopy Shows Promising Results In A First Feasibility Study. Medical Hospital Coburg.
Operatives Vorgehen VATS (video-assisted thoracoscopic surgery) ist ein minimalinvasives Verfahren zur Entnahme von kleinen Lungentumoren, um dem Patienten eine traumatische Sternotomie zu ersparen. Durch kleine Öffnungen wird Zugang zu den Lungenflügeln ermöglicht, durch diese Ports werden ein Thorakoskop oder eine Videokamera und chirurgische Instrumente eingeführt. Dieses Verfahren verkürzt die Rekonvaleszenzzeiten und kann Komplikationen reduzieren, der Chirurg muss aber bei der Lokalisierung der Läsion auf seine Haptik verzichten. Insbesondere bei den sog. „ground-glass opaque tumors“, Tumoren, die nicht an der Oberfläche liegen und sehr kleinen Läsionen bereitet das Probleme. Die Trefferquote kann Studien zufolge für Tumoren die kleiner sind als 1 cm, unter 40 % liegen.K. Suzuki, K. Nagai, J. Yoshida, H. Ohmatsu, K. Takahashi, M. Nishimura, Y. Nishiwaki: Chest. 115(2), Feb 1999, S. 563–568. Deshalb wird oft mehr gesundes Gewebe entnommen als unbedingt nötig, um eine Sicherheitsmarge um den Tumor zu entnehmen und sicherzustellen, dass kein bösartiges Gewebe zurückbleibt. Intraoperative Bildgebung im OP hilft bei einer präzisen Lokalisierung und Resektion der Läsion und kann dadurch potentiell Zeit sparen und gesundes Gewebe retten. Um eine bildgeführte VATS durchzuführen, muss vor der Einbringung der Ports, also bevor der Lungenflügel deflatiert, eine Rotationsangiografie durchgeführt werden. Nur so kann Luft als natürliches Kontrastmittel genutzt werden. Nach der Aufnahme werden in einem zweiten Schritt Nadeln, Häkchen und/oder Kontrastmittel (Lipiodol, Iopamidol)K. Ikeda, H. Nomori, T. Mori, H. Kobayashi, K. Iwatani, K. Yoshimoto, K. Kawanaka: Chest. 131, 2007, S. 502–506. um bzw. bin die Läsion platziert, um ihre Sichtbarkeit im Röntgenbild der deflatierten Lunge zu gewährleisten. Danach beginnt der konventionelle Part der VATS mit dem Einführen der Thorakoskopie. Das Bildgebungssystem wird jetzt im Durchleuchtungsmodus (2D) verwendet, die zuvor markierten Läsionen und die Instrumente sind nun gut sichtbar, so dass eine präzise Entnahme möglich ist. Falls zur Markierung Kontrastmittel verwendet wurde, wandert dieses in die umliegenden Lymphknoten,U. Kazuhiro, S. Kazuyoshi, K. Yoshikazu, L. Tao-Sheng, U. Katsuhiko, H. Kimikazu: Ann Thorac Surg. 77, 2004, S. 1033–1038. die dann gleich mit entnommen werden können.
Orthopädische Chirurgie und Traumatologie Komplexe Knochenbrüche wie Beckenfrakturen, Fersenbeinfrakturen oder Tibiakopffrakturen benötigen eine exakte Platzierung der Schrauben und anderer chirurgischer Implantate, um die schnellstmögliche Behandlung des Patienten zu gewährleisten. Minimalinvasive chirurgische Eingriffe sind für den Patienten weniger belastend/traumatisch, was eine schnellere Genesung des Patienten zur Folge hat. Dennoch sind die Risiken von Fehlstellungen, nachträglichen Berichtigungen und Nervenbeschädigungen nicht zu unterschätzen. Die Nutzung einer Angiografieanlage mit einem räumlichen Auflösungsvermögen von 0,1 mm und einem großen Bildausschnitt zur Darstellung des gesamten Beckens in nur einem Bild liefert dem Chirurgen hochpräzise Bilder ohne Hygienebeeinträchtigungen (bodenmontiertes System) oder den Zugang zum Patienten zu behindern (CT). Andere Operationsverfahren, die durch den Einsatz eines Hybrid-OP optimiert werden können, sind beispielsweise die Wirbelsäulenchirurgie bei degenerativen Erkrankungen der Wirbelsäule, die Skoliose-Chirurgie oder bei traumatischen Wirbelsäulenfrakturen und pathologischen Frakturen.Florian Gebhard, R. Blattert: University Hospital Ulm, A. O. Foundation, AOTrauma Webcast, 10. Juli 2014. Der große Bildausschnitt und die hohe kW Rate ermöglichen eine optimale Bildauflösung sogar bei adipösen Patienten. Navigationssysteme oder die Nutzung von integrierten Laserführungssystemen können den Arbeitsablauf während der Operation unterstützen und verbessern.
Laparoskopische Chirurgie Wie in anderen Feldern der minimalinvasiven Chirurgie wurden die ersten laparoskopisch arbeitenden Chirurgen belächelt und die Ärztefachschaft glaubte nicht an diese neue Technologie. Heute ist die Laparoskopie der Goldstandard für viele Operationen in der Viszeralchirurgie. Beginnend mit einer einfachen Appendektomie, Nierenteilresektionen und Leberteilresektionen etc. erweitert sich das Einsatzgebiet von medizinischer Bildgebung in der Laparoskopie stetig. Die Bildqualität, die Möglichkeit, aktuelle Bilder des Patienten in „Operationsposition“ zu generieren und die Unterstützung bei der Führung der Operationsinstrumente begünstigen den Einsatz von Angiografieanlagen. Nierenteilresektionen, bei welchen so viel gesundes Gewebe wie möglich erhalten wird, wurden schon vor einiger Zeit beschrieben. Zu den Herausforderungen, die den Chirurgen begegnen, zählen der Verlust der natürlichen 3D-Sicht und der Verlust des Tastsinnes. Endoskop und chirurgische Instrumente werden durch kleine Inzisionen eingeführt. Der Chirurg muss sich auf die Bilder verlassen, die das Endoskop liefert und kann das Gewebe durch die schmalen Öffnungen nicht fühlen. In einem Hybrid-OP kann die Anatomie in Echtzeit dargestellt und aktualisiert werden. 3D-Bilder können mit Bildern einer Live-Fluoroskopie bzw.