Chirurgische Manipulatoren in der Ohrchirurgie Eine Zukunftsvision?

 

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Zusammenfassung

Einleitung: Die Mittelohrchirurgie insbesondere in der Übergangszone zum Innenohr ist mit einem erhöhten Risiko für Verletzungen eng beieinander und schlecht abgrenzbarer Strukturen behaftet. Deshalb ist ein sehr präzises Präparieren und ruhige Instrumentenführung von chirurgischer Seite notwendig.

Limitationen: Dabei gibt es jedoch menschliche (Tremor) und systematische Limitationen (OP-Setup, enge Zugangswege). Unterstützende Assistenzsysteme im Sinne von Manipulatoren werden in der Ohrchirurgie bisher nicht standardmäßig eingesetzt.

Manipulatoren: Diese Arbeit gibt einen Überblick über die vorhandenen Lösungsansätze und Manipulatorsysteme. Der erwartete Nutzen liegt vor allem in der Erhöhung der Patientensicherheit durch Verbesserung der chirurgischen Genauigkeit, sowie der Reduktion ergonomischer Defizite.

Klinische Anwendungen und Entwicklungen: Die Bandbreite der Anwendungen reicht von adaptierten Industrierobotern über hochkomplexe, situsferne Systeme bis hin zu kleinen situsnahen Manipulatorsystemen nach dem Master-Slave-Prinzip.

Aktueller Stellenwert: Als wesentliche Komponente im operativen Workflow gilt der Chirurg selbst, der nur in einer ergonomischen Umgebung effektiv und effizient arbeiten kann und aus medico-legalen Gründen immer die Verantwortung für den Eingriff haben wird. Eine Fokussierung auf hochgradig automatisch arbeitende Systeme erscheint nicht zielführend. Somit fokussiert die aktuelle Entwicklung eher auf Manipulatoren, die die Feinmotorik des Operateurs unterstützen und den Handlungsspielraum vergrößern. Ein Nachteil vieler bestehender Manipulatoren ist die Limitation auf wenige spezialisierte Instrumente. Entwicklungsziel sollte demnach sein, dem Chirurgen ein kompaktes, über kurze Distanzen teleoperiertes (Master-Slave-Prinzip) Instrument zur Verfügung zu stellen, was die Präparationsmöglichkeiten erweitert und die Ergonomie für den Chirurgen erhöht.

Abstract

Surgical Manipulators in Ear Surgery A Future Vision?

Introduction: Middle ear surgery bears a high risk for injury of difficult to differentiate risk structures. Thus, a precise preparation in this area must be the surgical task.

Limitations: However, there are human (tremor) and systematic limitations (OR setup, narrow access). Assistance systems in terms of manipulators are so far not part of the clinical routine. Although, they could compensate for the above mentioned limitations.

Manipulators: This work reviews existing surgical manipulator systems. The expected value is an elevated patient safety through improving surgical accuracy and the reduction of ergonomic deficits.

Clinical Application and Development: In clinical application there are simply modified industrial robots, highly complex master slave systems and small miniature master slave systems which are directly located at the patient.

Conclusion: A disadvantage of most systems is the limited number of applicable instruments. Often, only especially designed instruments can be used. The goal in development should be to create a compact, short distance operated master slave system. The usability of standard (already available) instruments with an easy integration into the surgical and sterilisation procedure would lower the threshold for acceptance of such systems.The surgeon will remain the key player. He can only work efficiently in an ergonomic environment and will always have the responsibility for the intervention. From the authors perspective, highly automated systems should not be the research goal.

Literatur

• 1 Muerbe D, Huettenbrink KB, Zahnert T, Vogel U, Tassabehji M, Kuhlisch E, Hofmann G. Tremor in otosurgery: influence of physical strain on hand steadiness.  Otol Neurotol. 2001;  22 672-677
  Google Scholar
• 2 Strauss G, Hofer M, Korb W, Trantakis C, Winkler D, Burgert O, Schulz T, Dietz A, Meixensberger J, Koulechov K. Accuracy and precision in the evaluation of computer assisted surgical systems. A definition.  HNO. 2006;  54 78-84
  Google Scholar
• 3 Duval C, Jones J. Assessment of the amplitude of oscillations associated with high-frequency components of physiological tremor: impact of loading and signal differentiation.  Exp Brain Res. 2005;  163 261-266
  Google Scholar
• 4 Strauss G, Winkler D, Jacobs S, Trantakis C, Dietz A, Bootz F, Meixensberger J, Falk V. Mechatronik in der HNO-Chirurgie. Erste Erfahrungen mit dem daVinci-Telemanipulator-System.  HNO. 2005;  53.7 623-630
  Google Scholar
• 5 Bargar WL, Bauer A, Borner M. Primary and revision total hip replacement using the Robodoc system.  Clin Orthop Relat Res. 1998;  82-91
  Google Scholar
• 6 Federspil PA, Stallkamp J, Plinkert PK. Robotics. A new dimension in otorhinolaryngology?.  HNO. 2001;  49 505-513
  Google Scholar
• 7 Majdani O, Rau TS, Baron S, Eilers H, Baier C, Heimann B, Ortmaier T, Bartling S, Lenarz T, Leinung M. A robot-guided minimally invasive approach for cochlear implant surgery: preliminary results of a temporal bone study.  Proc Inst Mech Eng H. 2010;  224 (5) 633-649
  Google Scholar
• 8 Lehner R, Maassen MM, Muller G, Leysieffer H, Zenner HP. An osseointegrated micromanipulator as anchor for implantable hearing aid transducers. 1: Fitting to the surgical anatomy of the temporal bone and surgical technical properties.  HNO. 1998;  46.4 311-323
  Google Scholar
• 9 Maier T, Strauss G, Dietz A, Lueth T. First clinical use of a new micromanipulator for the middle ear surgery.  Laryngorhinootologie. 2008;  87 620-622
  Google Scholar
• 10 Manzey D, Strauss G, Trantakis C, Lueth T, Rottger S, Bahner-Heyne JE, Dietz A, Meixensberger J. Automation in surgery: a systematic approach.  Surg Technol Int. 2009;  18 37-45
  Google Scholar
• 11 Plinkert PK, Plinkert B, Hiller A, Stallkamp J. Einsatz eines Roboters an der lateralen Schadelbasis. Evaluation einer robotergesteuerten Mastoidektomie am anatomischen Praparat.  HNO. 2001;  49.7 514-522
  Google Scholar
• 12 Steinhart H, Bumm K, Wurm J, Vogele M, Iro H. Surgical application of a new robotic system for paranasal sinus surgery.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 2004;  113.4 303-309
  Google Scholar
• 13 Gourin CG, Terris DJ. Surgical robotics in otolaryngology: expanding the technology envelope.  Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. 2004;  12.3 204-208
  Google Scholar
• 14 Zipper SG, Püschmann H. Nervenschäden nach robotergestütztem totalen Hüftgelenksersatz: Fallserie mit 29 Patienten.  Z Orthop. 2005;  143 399-402 DOI 10.1055/s-2005-836749, ISSN 0044-3220
  Google Scholar
• 15 Strauss G, Hofer M, Kehrt S, Grunert R, Korb W, Trantakis C, Winkler D, Meixensberger J, Bootz F, Dietz A, Wahrburg J. Ein Konzept für eine automatisierte Endoskopführung für die Nasennebenhohlenchirurgie.  HNO. 2007;  55.3 177-184
  Google Scholar
• 16 Unger F, Dominikus K, Haselsberger K. Stereotaktische Radiochirurgie und Radiotherapie bei Akustikusneurinomen.  HNO. 2011;  59 31-37 DOI 10.1007/s00106-010-2191-x
  Google Scholar
• 17 Weinstein GS, O’Malley Jr BW, Snyder W, Hockstein NG. Transoral robotic surgery: supraglottic partial laryngectomy.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 2007;  116 (1) 19-23
  Google Scholar
• 18 O’Malley Jr BW, Weinstein GS, Hockstein NG. Transoral robotic surgery (TORS): glottic microsurgery in a canine model.  J Voice. 2007;  20 (2) 263-268
  Google Scholar
• 19 http://www.dlr.de/rm/desktopdefault.aspx/tabid-3795/
• 20 Caversaccio M, Stieger C, Weber S, Häusler R, Nolte LP. Navigation und Robotik an der Otobasis.  HNO. 2009;  57 975-982 DOI 10.1007/s00106-009-1985-1
  Google Scholar

1 Pivot-Punkt: Fester Drehpunkt, um den das Instrument gedreht bzw. gekippt werden kann.

Korrespondenzadresse

Dr. med. Mathias Hofer

Klinik und Poliklinik für

Hals-Nasen-Ohrenheilkunde /

Plastische Operationen

Universitätsklinikum Leipzig

– AöR

(Direktor: Prof. Dr. med.

Andreas Dietz)

Liebigstraße 10– 14

04103 Leipzig

Email: Mathias.Hofer@medizin.uni-leipzig.de