Bildfusion, virtuelle Realität, Robotik und Navigation Einfluss auf die chirurgische Praxis

Zusammenfassung

Mit der Entwicklung der minimalinvasiven Chirurgie erlangen die Themen virtuelle Realität, Robotik und Bildfusion zunehmend große Bedeutung, bieten sie doch das Potenzial, die gegenwärtige chirurgische Diagnostik und Therapie entscheidend zu verbessern. Die Verbesserung der Patientenversorgung im digitalen Zeitalter ist der Hauptantriebsfaktor für die anhaltenden Forschungsbemühungen auf dem Gebiet der Telechirurgie. Die Fortschritte in der endoskopischen Chirurgie zeigen sich im Hinblick auf die Telechirurgie in der Digitalisierung der prä-, intra- und postoperativen Interaktionen mit der chirurgischen Krankengeschichte der Patienten über die computerisierte Systemintegration, die sog. Computer Assisted Surgery (CAS). Die präoperative Beurteilung kann durch die 3-D-Organrekonstruktion entscheidend verbessert werden, z. B. mit der virtuellen Koloskopie oder Cholangiographie, weitere Anwendungsfelder sind die Planung von Eingriffen oder die chirurgische Ausbildung an virtuellen oder simulierten Organen. Durch die Integration aller präoperativ gesammelten Daten wird eine realistische Darstellung des Krankheitsgeschehens möglich, das den intraoperativen Ablauf verbessern kann. CAS verbessert die 3-dimensionale Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Verfahren. Die Möglichkeit, die operativen Abläufe digital zu dokumentieren, erlaubt auch eine universelle und schnelle Verbreitung: So kann z. B. die Operation sowohl zum anderen Ende des Operationssaals, als auch über schnelle Datenleitungen an weit entfernte Orte übertragen werden, wie unsere Arbeitsgruppe kürzlich am Beispiel der Lindbergh-Operation demonstriert hat. Zusätzlich eröffnen sich der Chirurgie neue Möglichkeiten der Telekonsultation und Telemanipulation, was einerseits den Patienten elektronisch näher zu einem Expertenteam bringen kann, andererseits neue Möglichkeiten des anschaulichen Lernens eröffnet. Schlussendlich ermöglichen uns die Techniken postoperativ 4-dimensionale Bilder, wobei die Zeit die 4. Dimension darstellt. Ärzte erhalten so einen verbesserten Einblick in die Krankheitsentwicklung, und schon heute können Änderungen in den Behandlungsabläufen in Aussicht gestellt werden, die auf dieser neuen Sichtweise basieren. Derzeit untersuchen wir die Genauigkeit und die Effektivität 4-dimensionaler Techniken gegenüber den konventionellen Beurteilungen.

Abstract

In the new minimally invasive surgical era, virtual reality, robotics, and image merging have become topics on their own, offering the potential to revolutionize current surgical treatment and assessment. Improved patient care in the digital age seems to be the primary impetus for continued efforts in the field of telesurgery. The progress in endoscopic surgery with regard to telesurgery is manifested by digitization of the pre-, intra-, and postoperative interaction with the patients' surgical disease via computer system integration: so-called Computer Assisted Surgery (CAS). The preoperative assessment can be improved by 3D organ reconstruction, as in virtual colonoscopy or cholangiography, and by planning and practicing surgery using virtual or simulated organs. When integrating all of the data recorded during this preoperative stage, an enhanced reality can be made possible to improve intra-operative patient interactions. CAS allows for increased three-dimensional accuracy, improved precision and the reproducibility of procedures. The ability to store the actions of the surgeon as digitized information also allows for universal, rapid distribution: i.e., the surgeon's activity can be transmitted to the other side of the operating room or to a remote site via high-speed communications links, as was recently demonstrated by our own team during the Lindbergh operation. Furthermore, the surgeon will be able to share his expertise and skill through teleconsultation and telemanipulation, bringing the patient closer to the expert surgical team through electronic means and opening the way to advanced and continuous surgical learning. Finally, for postoperative interaction, virtual reality and simulation can provide us with 4 dimensional images, time being the fourth dimension. This should allow physicians to have a better idea of the disease process in evolution, and treatment modifications based on this view can be anticipated. We are presently determining the accuracy and efficacy of 4 dimensional imaging compared to conventional evaluations.