Die Zukunft gehört der minimal-invasiven Herzchirurgie

Herzzentrum der Universität Bonn und GMD intensivieren ihre Zusammenarbeit

Im Juni diesen Jahres zählte das Herzzentrum Bonn den dreihundertsten Patienten, der seit Neubesetzung des Lehrstuhls für Herzchirurgie mit Prof. Dr. med. Armin Welz eine koronare Bypassversorgung am schlagenden Herzen ohne Einsatz der Herz-Lungenmaschine erhielt. Der Anteil solcher minimal-invasiver Operationsverfahren an den auf dem Venusberg durchgeführten Bypassoperationen ist inzwischen auf annähernd 15 Prozent gestiegen.
Diese neuen Operationstechniken reduzieren die Belastung des Patienten auf zweierlei Art und Weise: Erstens durch den Verzicht auf die Herz-Lungenmaschine und zweitens durch die Verkleinerung des Zugangswegs. Dadurch erreicht man in der Regel eine raschere postoperative Erholung, und ermöglicht die Versorgung bei schweren Begleitleiden, die einen Einsatz der Herz-Lungenmaschine sehr risikoreich erscheinen lassen oder gar ganz verbieten.
Ein Eingriff am schlagenden Herzen wird gemäß der Nomenklatur der International Society for Minimal Invasive Cardiac Surgery (ISMICS) als OPCAB (Off Pump Coronary Artery Bypass) bezeichnet. Verläßt man zusätzlich den großen Brustkorbschnitt und eröffnet den Brustkorb über einen linksseitigen Minizugang, begrenzt sich die Bypassmöglichkeit zwar auf die durch diesen schmalen Weg erreichbaren Kranz-gefäße, aber diese sind häufig befallen und die Belastung des Patienten ist sehr gering. Diese Operation wird als MIDCAB-Verfahren (Minimal Invasive Direct Coronary Artery Bypass) bezeichnet.
Seit Gründung des Herzzentrums der Universität Bonn wird diese Operation bei geeigneter Indikation auch in Kombination mit einer vor- oder nachgeschalteten Ballondilatation minimal-invasiv nicht erreichbarer Herzkranzarterien angeboten. Das Herzzentrum bemüht sich derzeit um die Einrichtung eines sogenannten Hybrid-Op, der in nur einer Narkose die kombinierte herzchirurgisch-kardiologische Behandlung mehrerer Herzkranzarterien erlaubt.
Um die Zugangswege weiter zu verkleinern und die Anwendung sicher auf möglichst viele Patienten ausdehnen zu können, haben das Herzzentrum Bonn und das Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT) der GMD in Sankt Augustin eine Intensivierung der bisherigen Zusammenarbeit vereinbart. Die GMD als Forschungspartner auf dem Gebiet der Informations- und Kommunikationstechnik hat mit der Universität bereits in der Vergangenheit Systeme zur Unterstützung von Kardiologen und Chirurgen in der Ultraschalldiagnostik entwickelt. Zudem wurde ein Navigationssystem für die minimal-invasive Neurochirurgie entwickelt und über die GMD-Firmenausgründung LOCALITE als zertifiziertes Medizinprodukt in mehreren Kliniken installiert. Diese Vorarbeiten sollen auf den technisch anspruchsvolleren Bereich der Herzchirurgie übertragen werden.
Geplant ist ein computergestütztes System für die präoperative Planung und intraoperative Navigation. Unter dreidimensionaler Auswertung präoperativ erhobener computertomographischer Daten werden die Präparation der linken inneren Brustkorbarterie und deren Transplantation auf das Herzkranzgefäß simuliert, um die auf den einzelnen Patienten zugeschnittene exakte Positionierung und Ausdehnung der Brustkorberöffnung zu ermitteln. Damit werden Risiken verringert und weitere Chirurgen an die Methode herangeführt. Neben der mentalen Vorbereitung des Chirurgen dient die Simulation auch dem gefahrlosen Training des chirurgischen Nachwuchses.
Dazu Prof. Welz: „Die Zukunft der Herzchirurgie gehört den roboterunterstützten
minimal-invasiven Eingriffen. Aber je kleiner der Zugang, desto sorgfältiger muss der Chirurg vorbereitet sein. Dafür sind spezifische computergraphische Simulationen bald unverzichtbar. Technologie und chirurgische Techniken müssen in enger Verzahnung weiterentwickelt werden.“
Chirurgische Planungs- und Navigationssysteme sind bisher vorwiegend in der Neurochirurgie im Einsatz und dort, wo es um die Modellierung von Knochen geht. Bereichen also, in denen räumliche Verschiebung während der Operation vernachlässigt oder kompensiert werden kann. Die Herausforderung bei der Herzchirurgie liegt in der räumlichen Verlagerung während der Operation, zum Beispiel durch Variationen im Lungenvolumen. „Glücklicherweise haben wir aus unseren bisherigen Arbeiten ein strukturiertes Modell des Herzens zur Verfügung, aus dem eine Reihe von Vorhersagen abgeleitet werden können“, sagt Dr. Thomas Berlage, verantwortlich für den Bereich Biomedizin im Institut FIT. „Dieses Modell spielt eine entscheidende Rolle als Mittler zwischen patientenspezifischen Bilddaten und allgemeinem medizinischen Wissen. Auf diese Weise hoffen wir, bereits im nächsten Jahr vermarktbare Ergebnisse vorweisen zu können.“

Ansprechpartner:
Prof. Dr. med. Armin Welz, Klinik für Herzchirurgie,
Sigmund-Freud-Str. 35, 53105 Bonn, E-Mail: Armin.Welz@meb.uni-bonn.de
Dr. Thomas Berlage, Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT),
Schloss Birlinghoven, 53754 Sankt Augustin, Tel.: 02241-14-2141, Fax: -2146
E-Mail: berlage@gmd.de, http://fit.gmd.de
Das GMD-Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT) forscht in interdisziplinärer Kooperation mit Anwendern und Industrie. Die Resultate führten in den letzten Jahren zur Gründung vier neuer Spin-off-Unternehmen.