Intraoperative Diagnostik

Am Anfang war die Idee

Gerade die Neurochirurgie hat die intraoperative Diagnostik aufgrund ihrer besonders sensiblen OP-Felder quasi „erfunden“. Denn sie hilft, beispielsweise beim Entfernen eines Hirntumors, jede Volumenverschiebung im „shiftenden“ Gehirngewebe intraoperativ nachzuvollziehen. Und sie erlaubt noch während der OP per Resektionskontrolle zu prüfen, ob der Tumor trotz minimaler Invasion komplett entfernt ist. Das erspart Patienten und Chirurgen notfalls einen weiteren Eingriff, macht die Behandlung sicherer und

verbessert die Abläufe. Doch ob mit Ultraschall, CT oder MRT: die optimale multidisziplinäre Lösung - also für Neuro- oder Unfallchirurgie ebenso wie Orthopädie, Urologie oder HNO - fehlte bislang. Das rief Professor Jörg-Christian Tonn, Professor Karl-Walter Jauch und Professor Maximilian Reiser aus Neurochirurgie, Chirurgie und Radiologe der Uniklinik auf den Plan. Ihre Idee: eine Forschungskooperation, bei der alle für die intraoperative Diagnostik benötigten Geräte und ihr Zusammenspiel über einen definierten Zeitraum erprobt und nach Anforderungen der Praxis weiterentwickelt werden.

„Das Projekt soll uns die vielfältigen Möglichkeiten, die die moderne Computertomografie mit den erweiterten Softwareoptionen heute für verschiedene chirurgische Fachdisziplinen bietet, in den OP bringen“, so Professor Tonn. Die richtigen Entwicklungspartner und Sponsoren dafür fand die Uniklink in Siemens, BrainLab und TRUMPF Medizin Systeme. Die drei Firmen nahmen die Herausforderung an und stellten ihre Produkte sowie deren Weiterentwicklung kostenlos in den Dienst des Projekts. Im Januar dieses Jahr wurde der Forschungs-OP eröffnet.

Scan as Scan can

Zurück im OP: Dr. Uhl und sein Team haben den Tumor entfernt. Mit einem intraoperativen Scan wollen sie jetzt auf Nummer sicher gehen. Das OPTeam verlässt bis auf den Anästhesisten den Raum. Der dank Carbon strahlendurchlässige OP-Tisch wird auf die vorab ermittelte Scan-Position gefahren, dann ist der CT an der Reihe. Schicht für Schicht nimmt er in rund 14 Sekunden neue Referenzbilder auf, inklusive Gefäßstrukturen und Durchblutungsmessungen. Die Daten überträgt er an das Navigationssystem von

BrainLab, das diese in ein 3-D-Bild übersetzt. Und da die Infrarot-Kamera während der OP Positionen und Wege der Instrumente mit Hilfe optischer Sensoren im Auge behält, sieht der Chirurg auf dem Monitor stets millimetergenau, wo im OP-Gebiet er sich befindet und kann selbst in schwer zugänglichen Arealen sicher operieren.

Doch die neue Lösung ermöglicht noch mehr: die Registrierung intraoperativer CT-Daten trotz kompletter steriler Abdeckung des Patienten. Damit werden künftig auch die Markierungen am Kopf des Patienten überflüssig, die bislang als Referenzen für diese Registrierung nötig waren. Deren Rolle übernehmen dann Marker an der Vorderseite des CT-Scanners sowie ein sternförmiges Referenzobjekt am OP-Tisch, neben dem Kopf des Patienten. Aus dem räumlichen „Dreiecks“-Verhältnis der Referenzpunkte zueinander errechnet die Software die Position des CT während jeder Aufnahme, setzt sie in Beziehung zur Position des Patienten im Raum und erstellt ein 3-D-Bild für den Operateur. Damit keine Strahlen- oder Streifen-Artefakte - wie sie etwa Metall verursacht - die Bildqualität trüben, muss auch der Referenzstern aus Carbon bestehen. Während der OP visualisiert die Software dann die räumlichen Beziehungen zwischen Instrumenten und Referenzstern. Und erlaubt dem Chirurgen obendrein, die intraoperativen CT-Bilder mit vorab erstellten MRT-Bildern zu „matchen“.