Methoden und Technik

Ob VR zur Eingriffsplanung oder robotergestützte Operationen, moderne Methoden und Technik unterstützen uns dabei, Ihre Gesundheit zu erhalten oder wiederherzustellen.

Neben der Hirntumorchirurgie ist ein wesentlicher Schwerpunkt des Wirbelsäulenzentrums NRW die Behandlung von degenerativen und entzündlichen Erkrankungen der Wirbelsäule. Eine Operation steht dabei immer an letzter Stelle der Therapiemöglichkeiten und wird, falls notwendig, so minimalinvasiv und schonend für den Patienten durchgeführt wie möglich.

Dabei unterstützen uns moderne Methoden wie Operationsmikroskope, Endoskopie, perkutane Tumorablationsverfahren oder perkutane Stabilisationsverfahren. Egal ob es sich um einen vergleichweise kleinen Eingriff oder eine komplexe Operation bei Tumoren handelt – wir im Wirbelsäulenzentrum NRW operieren immer nach einem möglichst zugangsschonenden Prinzip.

Durch die enge Abstimmung mit den umliegenden Praxiskliniken, wie beispielsweise der Strahlentherapie, können weitere Therapieoptionen angeboten werden, die deutlich über das normale Maß der Wirbelsäulenbehandlung heraus reichen.

Methoden

Virtual/Augmented Reality in der Neurochirurgie der

St. Barbara-Klinik Hamm-Heessen

Bereits 1994 setzte sich der Autor Chris Chinnock in seinem Artikel „Virtual reality in surgery and medicine“ mit der Entwicklung der sogenannten augmentierten und virtuellen Realität in der Medizin auseinander. Dabei stellte er schon damals folgende Thesen auf:

Virtual Reality (VR), also die Darstellung und Wahrnehmung der Wirklichkeit in einer computergenerierten interaktiven virtuellen Umgebung, kann eine verbesserte Bilddarstellung für bestimmte Patientendaten sein.
VR bietet bessere Trainingsmöglichkeiten für Chirurgen.
Die Neurochirurgie und die laparoskopische Chirurgie können bzgl. VR die dominierenden, vorwärtstreibenden Disziplinen sein.
Weitere Entwicklungen werden aufgrund der Augmented Reality (AR), also die Ergänzung von Bildern und Videos mit computergenerierten Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten und VR in der Robotik und in der Telemedizin entstehen.

Von der Vision zur Realität

26 Jahre später sieht die Realität am Beispiel der Neurochirurgie so aus, dass mit viel apparativer Unterstützung beispielsweise 3D Endoskopie, OP-Mikroskop etc. die Visualisierung von z.B. Bildern in der Hirntumorchirurgie von grundlegender Bedeutung für diesen Fachbereich sind und diese direkt während des Eingriffs genutzt werden können, um ein besseres Operationsergebnis zu erzielen.

Ist es also nun 26 Jahre nach dem Artikel des Visionärs Chinnock möglich, mit einer VR-Brille, wie man sie z.B. bei Computerspielen kennt, die Realität durch die augmentierte und virtuelle Realität zu ergänzen und zu verbessern, um noch genauer und effektiver operieren zu können?

Die Antwort lautet: Ja unbedingt.

Der Operateur kann mit einer VR-Brille (wie im Bild zu sehen) und einem dreidimensionalen Handset ein Bild bearbeiten und den Zugang und den Eingriff genau planen. In einer eigenen Arbeit konnten Priv.-Doz. Dr. med. C. Ewelt, Chefarzt der Klinik für Neurochirurgie, St. Barbara-Klinik Hamm-Heessen und Dr. med. Samer Zawy Alsofy, Leitender Oberarzt der Klinik für Neurochirurgie im „British Journal of Neurosurgery 2019“ anhand von präoperativ geplanten Patientendaten für Knochendeckelre-implantationen durch die dreidimensionale Darstellung den Eingriff planen und gleichzeitig beurteilen, ob der Knochendeckel z.B. nach Operation bei einem Schlaganfall oder einer Hirnblutung wieder eingesetzt werden und ausreichend anwachsen kann. So können auch Risikofaktoren schon in der Planung erkannt und vermieden werden.

In einer weiteren Publikation „Operative Neurosurgery 2020“ beschreiben Zawy Alsofy und Ewelt die Möglichkeiten der dreidimensionalen chirurgischen Planung für Hirntumore, um den Patienten einerseits möglichst schonend und andererseits mit einem deutlich risikoärmeren Zugang operieren zu können.

Auch für die Wirbelsäule kann die virtuelle Realität eine Verbesserung des Operationsergebnisses erzielen: Die Rekonstruktion der prä- und postoperativen 2D-CT-Bilder der cervikalen Wirbelsäule in einem 3D-Bild sowie die räumliche und anatomische Rekonstruktion im Virtual Reality-Model waren dabei sehr hilfreich, den chirurgischen Zugang von vorne oder hinten zu planen und die Behandlungsstrategie für die Patienten festzusetzen. Die AR, d.h. das Einfügen von computergenerierten Bildern zur Verstärkung der Realität hat zudem einen zunehmenden Einfluss während des Eingriffs.

Auch beim letzten Deutschen Wirbelsäulenkongress im November 2019 in München lag ein Schwerpunkt in der virtuellen und augmentierten Realität für Trainingsprogramme beim Setzen von Wirbelkörperschrauben oder Implantaten. Dies bietet optimale Trainingsmöglichkeiten für die jungen Chirurginnen und Chirurgen.

FAZIT: Verbesserung in der Chirurgie, Unterstützung in der Patientenaufklärung

Die virtuelle und augmentierte Realität bringen eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit und Qualität in der roboterassistierten Chirurgie, beispielsweise in der Wirbelsäulenchirurgie und Endoprothetik. Schließlich kann der Einsatz von VR-Brillen in der Patientenaufklärung zwischen Arzt und Patient insbesondere bei komplizierten Eingriffen dazu beitragen, die vielfältigen Möglichkeiten des chirurgischen Handelns bei der OP sowie die Dringlichkeit einer Operation und die Schwierigkeit mancher Eingriffe besser zu erfassen.

Weitere Informationen zum Thema:

ScienceDirect Artikel

Technik

Quelle: Leica Microsystems GmbH

Mikroskop

Mit Hilfe hochauflösender OP-Mikroskope können mikrochirurgische Operationen in höchster Qualität durchgeführt werden. In der St. Barbara-Klinik Hamm-Heessen haben wir zwei Hochleistungsmikroskope für die Kopf- und Wirbelsäulenchirurgie und ein reines Wirbelsäulenmikroskop. Die hoch auflösenden Mikroskope sind mit verschiedenen Filtern und der entsprechenden Software ausgestattet, um Tumore besser sichtbar zu machen und Gefäße intraoperativ darzustellen. Aber auch einfache Bandscheibenvorfälle können mit diesen Einheiten sehr gut und sicher visualisiert und operiert werden

Quelle: joimax® GmbH

Endoskop

Für endoskopische Wirbelsäulenoperationen bei der endoskopischen Fazettenthermodenervation oder bei endoskopischen Bandscheiben-OPs stehen ebenfalls hochauflösende Endoskope zur Verfügung mit einem Durchmesser mit Arbeitskanal von 6,3mm. Diese erlauben je nach Befund eine noch minimalinvasivere Möglichkeit, Pathologien der Wirbelsäule zu erreichen und zu behandeln.

Quelle: Stryker GmbH & Co. LG

Navigation

Die intraoperative Navigation erlaubt anatomische Punkte in der Wirbelsäulentumorchirurgie genau zu identifizieren und verbessert signifikant die Genauigkeit und Sicherheit jeder Schrauben- bzw. Implantatsetzung zur notwendigen Stabilisierung bei Wirbelsäulenpathologien durch Tumoren, Fehlstellungen oder Traumen. Die Navigationssysteme geben dabei eine Genauigkeit von maximal 1mm Abweichung an.

Intraoperatives elektrophysiologisches Monitoring

Das intraoperative elektrophysiologische Monitoring misst die Gehirn- und Rückenmarksfunktionen des Patienten, obwohl diese in Narkose sind und uns keine Äußerungen über einen Funktionsverlust mitteilen können. Hierbei können Gefühlsempfindungen, aber auch motorische Funktionen im Arm und Bein sehr genau abgebildet werden. Dies erhöht signifikant die Sicherheit zum Funktionserhalt unter der Narkose, insbesondere bei Rückenmarkstumoren und komplexen Wirbelsäuleneingriffen.

Quelle: Stryker GmbH & Co. KG

Zugänge und Implantate

In der St. Barbara-Klinik Hamm-Heessen sind wir für jegliche einfache und komplexe Eingriffe an der Wirbelsäule bestens ausgestattet. Wir führen mit unseren kooperierenden Partnern der Industrie komplexe Eingriffe im kraniozervikalen Übergang, der Halswirbelsäule von vorne wie von hinten, der Brustwirbelsäule von hinten wie durch den Brustkorb und der Lendenwirbelsäule von hinten wie von der Seite oder von vorne durch. Dabei entscheidet oft die Art der Pathologie sowie die Lokalisation und die umgebenden Strukturen, welchen Zugang und welche Art der Implantate wir benötigen. Dabei sind die oben erwähnten technischen Hilfen wie die Hochleistungsmikroskope, die Navigation und das intraopertive elektrophysiologische Monitoring ein wichtiger Bestandteil der komplexen Operationen.