Eine Operation ist ein kompliziertes Unterfangen. Selbst eine erfolgreiche Operation kann zu Komplikationen führen, und selbst die besten Chirurgen haben manchmal erfolglose Operationen. Ein Chirurg muss sich auf visuelle Hinweise und seine eigene Erfahrung verlassen, um zu vermeiden, einen Nerv oder ein Blutgefäß zu treffen. Fehler, die eine einfache Operation zu einer viel anspruchsvolleren Operation machen können.
Leider lauern viele dieser potenziellen Gefahren unter der Gewebeoberfläche und bleiben dem Chirurgen verborgen, es sei denn, ein modernes Bildgebungsverfahren deckt sie auf.
Kai Zhang, außerordentlicher Professor am Worcester Polytechnic Institute, wird seine Arbeit zur Integration der photoakustischen (PA) Bildgebung in robotergestützte Operationen am Montag, 11. Mai, um 8:40 Uhr ET im Rahmen des 190. Treffens der Acoustical Society of America, das vom 11. bis 15. Mai stattfindet, vorstellen.
Bei robotergestützten laparoskopischen Operationen handelt es sich um Bauch- oder Beckenoperationen, bei denen eine kleine Kamera, ein sogenanntes Laparoskop, durch einen kleinen Einschnitt eingeführt wird. Kleine Schnitte bedeuten weniger Schmerzen und kürzere Genesungszeiten für Patienten, und Roboterunterstützung bedeutet mehr Kontrolle und Präzision für Chirurgen. Leider bleibt die Gefahr bestehen, anatomische Strukturen unter der Oberfläche zu beschädigen.
Je nach Verfahren kam es bei der robotergestützten Laparoskopie in 1–2 % der Fälle zu einer versehentlichen Durchtrennung eines verborgenen Blutgefäßes. Darüber hinaus können solche Vorfälle eine Reihe von Komplikationen nach sich ziehen, darunter Blutungen, Lähmungen und im schlimmsten Fall tödliche Folgen.“
Kai Zhang, außerordentlicher Professor, Worcester Polytechnic Institute
Eine neue Lösung ist die PA-Bildgebung. Diese Technik richtet Laser tief in das Gewebe, das das Licht absorbiert und Schallwellen erzeugt. Diese Schallwellen können von hochempfindlichen Mikrofonen aufgenommen und zur Lokalisierung unterirdischer Strukturen wie Blutgefäße und Nervenbündel verwendet werden.
„Diese Fähigkeit ermöglicht die Visualisierung eingebetteter anatomischer Strukturen und ihrer Tiefenpositionen, was für die Operationsplanung und die intraoperative Überwachung von großem Wert ist“, sagte Zhang.
Zhang integrierte die PA-Bildgebung in den Arbeitsablauf der laparoskopischen Chirurgie, um Chirurgen bei Operationen zu unterstützen. Er analysierte die Daten der PA-Sonde und erstellte daraus 3D-Darstellungen neurovaskulärer Bündel, Ansammlungen von Nerven und Blutgefäßen, die Chirurgen unbedingt vermeiden möchten. Anschließend wurden diese Darstellungen dem Video der laparoskopischen Kamera überlagert, um einen Augmented-Reality-Video-Feed in Echtzeit bereitzustellen.
Zhang testete diese Technik bei radikalen Prostatektomien – einer Operation zur Entfernung von Prostatakrebs –, aber die PA-Bildgebung hat weitreichendere Anwendungsmöglichkeiten als diese eine Operation.
„Wir gehen davon aus, dass diese bildgebenden Instrumente nicht nur problemlos auf andere laparoskopische Verfahren, sondern auch auf andere bildgesteuerte Verfahren übertragbar sein werden“, sagte Zhang.
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