Hybrid-Operationssaal - Hybrid operating room

Hybrid-Operationssaal
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Hybrid-Operationssaal für Herz-Kreislauf-Chirurgie im Gemelli-Krankenhaus in Rom
Spezialität Operation

Ein Hybrid-Operationssaal ist ein Operationssaal, der mit fortschrittlichen medizinischen Bildgebungsgeräten wie feststehenden C-Bögen , Röntgen-Computertomographen (CT) oder Magnetresonanztomographen (MRT) ausgestattet ist. Diese bildgebenden Geräte ermöglichen eine minimal-invasive Chirurgie. Die minimalinvasive Chirurgie soll für den Patienten weniger traumatisch sein und Schnitte am Patienten minimieren und einen chirurgischen Eingriff durch einen oder mehrere kleine Schnitte durchführen.

Obwohl die Bildgebung in Form von mobilen C-Bögen , Ultraschall und Endoskopie seit langem Standard in Operationssälen ist , erfordern diese minimal-invasiven Verfahren bildgebende Verfahren, die kleinere Körperteile wie dünne Gefäße im Herzmuskel und kann durch intraoperative 3D-Bildgebung erleichtert werden .

Klinische Anwendungen

Hybrid-OPs werden derzeit hauptsächlich in der Herz-, Gefäß- und Neurochirurgie eingesetzt, könnten aber auch für eine Reihe anderer chirurgischer Disziplinen geeignet sein.

Herz-Kreislauf-Chirurgie

Die Reparatur erkrankter Herzklappen und die operative Behandlung von Rhythmusstörungen und Aortenaneurysmen können von den bildgebenden Fähigkeiten eines Hybrid-OPs profitieren. Die Hybrid-Herzchirurgie ist eine weit verbreitete Behandlung für diese Krankheiten.t

Die Verlagerung hin zur endovaskulären Behandlung von Bauchaortenaneurysmen förderte auch die Verbreitung angiographischer Systeme in vaskulären Operationssälen. Gerade bei komplexen Endografts sollte ein Hybrid-OP eine Grundvoraussetzung sein. Außerdem ist es für die Notfallbehandlung gut geeignet.

Einige Chirurgen verifizieren nicht nur die Platzierung komplexer Endografts intraoperativ, sondern nutzen ihr Angiographiesystem und dessen Anwendungsmöglichkeiten auch zur Planung des Eingriffs. Da sich die Anatomie zwischen präoperativer CT und intraoperativer Durchleuchtung durch die Patientenlagerung und das Einbringen von steifem Material ändert , ist eine genauere Planung möglich, wenn der Operateur eine intraoperative Rotationsangiographie durchführt, eine automatische Segmentierung der Aorta vornimmt, Marker für die Nierenarterien setzt und andere Orientierungspunkte in 3D und überlagert dann die Konturen in der 2D-Durchleuchtung. Diese Anleitung wird bei jeder Änderung der C-Bogen-Angulation/-Position oder Tischposition aktualisiert.

Neurochirurgie

Hauptartikel: Intraoperative MRT

In der Neurochirurgie sind Anwendungen für Hybrid-OPs beispielsweise die Wirbelsäulenfusion und das Coiling von intrakraniellen Aneurysmen. In beiden Fällen wurden sie als vielversprechend bewertet, um die Ergebnisse zu verbessern. Bei Wirbelsäulenfusionsverfahren kann eine Integration mit einem Navigationssystem den Arbeitsablauf weiter verbessern. Die intraoperative Aufnahme eines Kegelstrahl-Computertomographie-Bildes kann auch verwendet werden, um dreidimensionale CT-ähnliche Bilder zu rekonstruieren. Dies kann für die oben genannten Anwendungen nützlich sein und auch zur Bestätigung des Targetings für die Platzierung von Ventrikelkathetern, Biopsien oder Elektroden zur Tiefenhirnstimulation. Die intraoperative MRT wird zur Führung von Hirntumoroperationen sowie zur Platzierung von Elektroden zur Tiefenhirnstimulation und zur interstitiellen Laserthermotherapie verwendet.

Thoraxchirurgie und endobronchiale Verfahren

Verfahren zur Diagnose und Behandlung kleiner Lungenknötchen wurden in letzter Zeit auch in Hybrid-Operationssälen durchgeführt. Die interventionelle Bildführung bietet dabei den Vorteil, die Lage der Knötchen genau zu kennen, insbesondere bei kleinen oder milchig-opaken Tumoren, Metastasen und/oder Patienten mit eingeschränkter Lungenfunktion. Dies ermöglicht eine präzise Navigation in Biopsien und Resektion in der videoassistierten thorakoskopischen Chirurgie . Am wichtigsten ist, dass die interventionelle Bildgebung in der videogestützten thorakoskopischen Chirurgie den Verlust des taktilen Wahrnehmungsvermögens ersetzen kann. Dieser Ansatz bietet auch das Potenzial, gesundes Lungengewebe zu schonen, indem die genaue Position des Knotens bekannt ist, was die Lebensqualität des Patienten nach der Operation erhöht.

Der Prozess zur Diagnose und Behandlung umfasst in der Regel 3 Schritte:

  1. Erkennung von Knötchen im CT oder Röntgenthorax
  2. Biopsie des Knotens zur Beurteilung der Malignität
  3. Bei Bedarf Behandlung des Knotens durch Operation/ Strahlentherapie/ Chemotherapie (kurativer Ansatz) oder durch Chemoembolisation/Ablation (palliativer Ansatz)

Ein Hybrid-OP unterstützt die Schritte 2 und 3 (wenn eine Operation durchgeführt wird) dieses Arbeitsablaufs:

Biopsie

Kleine Lungenknoten, die in einem Thorax-CT identifiziert wurden, müssen auf Malignität untersucht werden, daher wird ein kleiner Teil des Probengewebes in einem Nadelverfahren entnommen. Die Nadel wird durch den Bronchialbaum oder transthorakal in Richtung des Knotens vorgeschoben. Um sicherzustellen, dass Gewebe aus dem Knoten entnommen wird und nicht versehentlich gesundes Lungengewebe entnommen wird, werden bildgebende Verfahren wie mobile C-Bögen, Ultraschall oder Bronchoskope verwendet. Die Ausbeute von Biopsien in kleinen Knötchen wird mit 33–50% bei Tumoren kleiner als 3 cm angegeben.

Um die Ausbeute zu erhöhen, hat sich die fortschrittliche interventionelle Bildgebung mit angiographischen C-Bögen als vorteilhaft erwiesen. Der Vorteil der intraprozeduralen Bildgebung besteht darin, dass sich Patient und Zwerchfell während der 2D/3D-Bildgebung und der eigentlichen Biopsie in exakt der gleichen Position befinden. Daher ist die Genauigkeit in der Regel viel höher als bei der Verwendung präoperativer Daten. Die Rotationsangiographie visualisiert den Bronchialbaum während des Eingriffs in 3D. Die Luft dient dabei als „natürliches“ Kontrastmittel, dadurch sind die Knötchen gut sichtbar. Auf diesem 3D-Bild können mit einer speziellen Software die Knötchen zusammen mit einem geplanten Nadelweg für die Biopsie (endobronchial oder transthorakal) markiert werden. Diese Bilder können dann einer Live-Fluoroskopie überlagert werden. Dies gibt dem Pneumologen eine bessere Führung zu den Knötchen. Mit diesem Ansatz wurden Ertragsraten von 90 % bei Knoten von 1–2 cm und 100 % bei Knoten > 2 cm berichtet.

Operation

Die videoassistierte Thorakoskopie ist eine minimal-invasive Technik zur Entfernung von Lungenknoten, die dem Patienten das Trauma einer Thorakotomie erspart. Dabei werden kleine Ports verwendet, um Zugang zu den Lungenlappen zu erhalten und eine Kamera auf einem Thorakoskop zusammen mit den notwendigen Instrumenten einzuführen. Während dieses Verfahren die Genesung beschleunigt und möglicherweise Komplikationen reduziert, erschwert der Verlust des natürlichen Sehvermögens und der taktilen Wahrnehmung es dem Chirurgen, die Knötchen zu lokalisieren, insbesondere bei nicht oberflächlichen, mattierten und kleinen Läsionen. Die Ausbeuterate für Knollen < 1 cm kann, wie Studien zeigen, unter 40% liegen. Als Konsequenz wird manchmal mehr gesundes Gewebe reseziert als eigentlich nötig, um zu vermeiden, dass (Teile) der Läsion fehlen. Die Verwendung fortschrittlicher intraoperativer Bildgebung in den Operationssälen hilft, die Läsion auf potenziell gewebeschonende und schnelle Weise präzise zu lokalisieren und zu resezieren. Um bei videoassistierten thorakoskopischen Eingriffen die Bildführung nutzen zu können, muss vor dem Einbringen von Ports, also vor der Entleerung des betreffenden Lappens, eine Rotationsangiographie durchgeführt werden. Auf diese Weise wird die Läsion durch den natürlichen Luftkontrast sichtbar. In einem zweiten Schritt werden Hakendrähte, Fadennadeln oder Kontrastmittel (Lipidol, Iopamidol) in oder neben die Läsion eingebracht, um die Sichtbarkeit auf dem Angiogramm nach Lungendeflation zu gewährleisten. Dann beginnt der konventionelle Teil der videoassistierten Thorakoskopie mit der Einführung von Thorakoskopen. Das Bildgebungssystem wird jetzt im Durchleuchtungsmodus verwendet, wo sowohl die eingesetzten Instrumente als auch die zuvor markierte Läsion gut sichtbar sind. Eine präzise Resektion ist nun möglich. Falls Kontrastmittel zur Markierung der Läsion verwendet wurde, fließt es auch in die regionalen Lymphknoten, die dann im gleichen Eingriff reseziert werden können.

Orthopädische Unfallchirurgie

Komplexe Frakturen wie Beckenfrakturen, Kalkaneus- oder Tibiakopffrakturen etc. erfordern eine exakte Platzierung von Schrauben und anderen chirurgischen Implantaten, um eine schnellstmögliche Behandlung der Patienten zu ermöglichen. Minimalinvasive chirurgische Ansätze führen zu weniger Traumata für den Patienten und einer schnelleren Genesung. Allerdings ist das Risiko von Fehlstellungen, Revisionen und Nervenschädigungen nicht zu unterschätzen (Fehlstellungs- und Revisionsraten verschiedener bildgebender Verfahren zur perkutanen iliosakralen Schraubenfixation nach Beckenfrakturen: eine systematische Übersicht und Metaanalyse). Die Möglichkeit des Einsatzes eines Angio-Systems mit einer Ortsauflösung von 0,1 mm, das große Sichtfeld zur Abbildung des gesamten Beckens in einem Bild und die hohe kW-Rate ermöglichen dem Operateur hochpräzise Bilder ohne Beeinträchtigung der Hygiene (Bodensysteme) oder Zugang zum Patienten (CT). Degenerative Wirbelsäulenchirurgie, traumatische Wirbelsäulenfrakturen, onkologische Frakturen oder Skolioseoperationen sind weitere Operationsarten, die in einem Hybrid-OP optimiert werden können. Das große Sehfeld und die hohe kW-Leistung ermöglichen es, auch adipöse Patienten optimal abzubilden. Navigationssysteme oder der Einsatz integrierter Laserführung können den Arbeitsablauf unterstützen und verbessern.

Laparoskopische Chirurgie

Wie bei anderen minimal-invasiven Eingriffen glaubten nicht alle in der chirurgischen Gemeinschaft nicht an diese Technologie. Heute ist es der Goldstandard für viele Arten von Operationen. Beginnend mit einer einfachen Appendektomie, Cholezystektomie, Nierenteilresektionen und Leberteilresektionen wird der laparoskopische Zugang erweitert. Die Bildqualität, die Möglichkeit den Patienten in OP-Position abzubilden und die Führung der Instrumente erleichtern dieses Vorgehen Gewebe, was die Nierenfunktion für den Patienten bedeutet, wurde beschrieben.). Die Herausforderungen für die Chirurgen sind der Verlust des natürlichen 3D-Sehvermögens und der taktilen Wahrnehmung. Durch kleine Öffnungen ist er auf die Bilder des Endoskops angewiesen und kann das Gewebe nicht ertasten. In einem Hybrid-OP kann die Anatomie in Echtzeit aktualisiert und abgebildet werden. 3D-Bilder können mit Live-Durchleuchtung oder dem Endoskop fusioniert und/oder überlagert werden. (Echtzeit-Bildführung in der laparoskopischen Leberchirurgie: Erste klinische Erfahrungen mit einem Führungssystem basierend auf intraoperativer CT-Bildgebung.) Entscheidende Anatomien wie Gefäße oder ein Tumor können vermieden und Komplikationen reduziert werden. Derzeit laufen weitere Ermittlungen. (Chirurgische Navigation in der Urologie. Europäische Perspektive)

Notfallversorgung

Bei der Behandlung von Traumapatienten zählt jede Minute. Patienten mit starken Blutungen nach Autounfällen, Explosionen, Schussverletzungen oder Aortendissektionen etc. benötigen aufgrund des lebensbedrohlichen Blutverlustes eine sofortige Versorgung. In einem Hybrid-OP kann sowohl eine offene als auch eine endovaskuläre Behandlung des Patienten durchgeführt werden. So kann beispielsweise die Anspannung im Gehirn durch eine schwere Blutung abgebaut und das Aneurysma gewickelt werden. Das Konzept, den Notfallpatienten gleich beim Betreten des Krankenhauses auf einen OP-Tisch zu legen, bei stabilem Trauma-Scan im CT oder bei instabilem Soforteingriff im Hybrid-OP ohne Umlagerung des Patienten wertvolle Zeit zu sparen und verringert das Risiko weiterer Verletzungen.

Bildgebende Techniken

Bildgebende Verfahren mit festem C-Bogen

Durchleuchtung und Datenerfassung

Die Durchleuchtung wird mit kontinuierlichem Röntgen durchgeführt, um das Fortschreiten eines Katheters oder anderer Geräte im Körper in Live-Bildern zu verfolgen. Um auch feine anatomische Strukturen und Geräte abzubilden, ist eine brillante Bildqualität erforderlich. Insbesondere bei kardialen Eingriffen erfordert die Bildgebung des sich bewegenden Herzens eine hohe Bildfrequenz (30f/s, 50 Hz) und eine hohe Leistungsabgabe (mindestens 80 kW). Die für kardiale Anwendungen erforderliche Bildqualität kann nur mit leistungsstarken stationären Angiographiesystemen erreicht werden, nicht mit mobilen C-Bögen.

Angiographische Systeme bieten einen sogenannten Akquisitionsmodus, der die aufgenommenen Bilder automatisch auf dem System speichert, um sie später in ein Bildarchiv hochzuladen. Während die Standard-Fluoroskopie hauptsächlich zur Führung von Geräten und zur Neupositionierung des Sichtfelds verwendet wird, wird die Datenerfassung zu Berichts- oder Diagnosezwecken verwendet. Insbesondere bei Kontrastmittelinjektionen ist eine Datenaufnahme zwingend erforderlich, da die gespeicherten Sequenzen ohne erneute Kontrastmittelinjektion beliebig oft abgespielt werden können. Um eine ausreichende Bildqualität für Diagnose und Befundung zu erreichen, verwendet das Angiographiesystem bis zu 10-mal höhere Röntgendosen als die Standard-Fluoroskopie. Daher sollte die Datenerfassung nur dann angewendet werden, wenn es wirklich notwendig ist. Die Datenerfassung dient als Grundlage für fortschrittliche bildgebende Verfahren wie DSA und Rotationsangiographie.

Rotationsangiographie

Die Rotationsangiographie ist eine Technik zur intraoperativen Aufnahme von CT-ähnlichen 3D-Bildern mit einem feststehenden C-Bogen. Dazu wird der C-Bogen um den Patienten gedreht und eine Reihe von Projektionen aufgenommen, die zu einem 3D-Datensatz rekonstruiert werden.

Digitale Subtraktionsangiographie

Die digitale Subtraktionsangiographie (DSA) ist ein zweidimensionales bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Blutgefäßen im menschlichen Körper (Katzen, 1995). Bei der DSA wird die gleiche Sequenz einer Projektion ohne und anschließend mit Kontrastmittelinjektion durch die zu untersuchenden Gefäße aufgenommen. Das erste Bild wird vom zweiten abgezogen, um Hintergrundstrukturen wie Knochen möglichst vollständig zu entfernen und die kontrastgefüllten Gefäße deutlicher darzustellen. Da zwischen der Aufnahme des ersten und des zweiten Bildes eine zeitliche Verzögerung besteht, sind Bewegungskorrekturalgorithmen erforderlich, um Bewegungsartefakte zu entfernen. Eine fortgeschrittene Anwendung von DSA ist das Roadmapping. Aus der akquirierten DSA-Sequenz wird der Bildrahmen mit maximaler Gefäßtrübung identifiziert und der sogenannten Road-Map-Maske zugeordnet. Diese Maske wird kontinuierlich von Live- Fluoroskopiebildern subtrahiert , um in Echtzeit subtrahierte Fluoroskopiebilder zu erzeugen, die einem statischen Bild des Gefäßsystems überlagert sind. Der klinische Vorteil besteht in einer besseren Visualisierung kleiner und komplexer Gefäßstrukturen, ohne das darunter liegende Gewebe zu distrahieren, um die Platzierung von Kathetern und Drähten zu unterstützen.

2D/3D-Registrierung

Fusionsbildgebung und 2D/3D-Overlay

Moderne Angiographiesysteme werden nicht nur zur Bildgebung eingesetzt, sondern unterstützen den Operateur auch während des Eingriffs, indem sie den Eingriff anhand von präoperativ oder intraoperativ gewonnenen 3D-Informationen steuern. Eine solche Führung erfordert, dass die 3D-Informationen für den Patienten registriert werden. Dies geschieht mit speziellen proprietären Softwarealgorithmen.

Informationsfluss zwischen Arbeitsplatz und Angiographiesystem

3D-Bilder werden aus einer Reihe von Projektionen berechnet, die während einer Rotation des C-Bogens um den Patienten aufgenommen wurden. Die Volumenrekonstruktion wird auf einer separaten Workstation durchgeführt. Der C-Bogen und die Workstation sind verbunden und kommunizieren ständig. Wenn der Benutzer beispielsweise das Volumen an der Workstation virtuell dreht, um die Anatomie aus einer bestimmten Perspektive zu betrachten, können die Parameter dieser Ansicht an das Angiosystem übertragen werden, das dann den C-Bogen für die Durchleuchtung in genau dieselbe Perspektive fährt . Auf die gleiche Weise kann, wenn die C-Bogen-Angulation geändert wird, diese Angulation an die Workstation übertragen werden, die das Volumen auf dieselbe Perspektive wie die Durchleuchtungsansicht aktualisiert. Der dahinterstehende Softwarealgorithmus heißt Registrierung und kann auch mit anderen DICOM- Bildern, wie präoperativ gewonnenen CT- oder Magnetresonanztomographie-Daten, durchgeführt werden.

Überlagerung von 3D-Informationen über 2D-Durchleuchtung

Das 3D-Bild selbst kann farbcodiert über das Durchleuchtungsbild gelegt werden. Jede Änderung der Winkel des C-Bogens führt dazu, dass die Workstation die Ansicht des 3D-Bildes in Echtzeit neu berechnet, damit sie genau der Ansicht des Live-2D-Durchleuchtungsbildes entspricht. Ohne zusätzliche Kontrastmittelinjektion kann der Operateur Gerätebewegungen gleichzeitig mit der 3D-Überlagerung der Gefäßkonturen im Durchleuchtungsbild beobachten. Ein alternativer Weg, dem Durchleuchtungsbild Informationen von der Arbeitsstation hinzuzufügen, besteht darin, entweder nach manueller oder automatischer Segmentierung der interessierenden anatomischen Strukturen im 3D-Bild den Umriss als Kontur auf das Durchleuchtungsbild zu legen. Dies liefert zusätzliche Informationen, die im Durchleuchtungsbild nicht sichtbar sind. Einige verfügbare Software stellt Orientierungspunkte automatisch bereit, weitere können manuell vom Chirurgen oder einem qualifizierten Techniker hinzugefügt werden. Ein Beispiel ist die Platzierung eines gefensterten Stentgrafts zur Behandlung eines abdominalen Aortenaneurysmas . Die Ostien der Nierenarterien können auf dem 3D-Bild eingekreist und dann der Live-Durchleuchtung überlagert werden. Da die Markierung in 3D erstellt wurde, wird sie bei jeder Änderung der Durchleuchtungswinkel an die aktuelle Ansicht angepasst.

Anleitung bei der Transaortenklappenimplantation

Die Transaortenklappenimplantation erfordert eine genaue Positionierung der Klappe in der Aortenwurzel, um Komplikationen zu vermeiden. Wichtig ist eine gute Durchleuchtung, wobei ein exakter senkrechter Winkel zur Aortenwurzel als optimal für die Implantation gilt. Kürzlich sind Applikationen erschienen, die den Operateur bei der Auswahl dieser optimalen Durchleuchtungswinkelung unterstützen oder den C-Bogen sogar automatisch in die senkrechte Ansicht zur Aortenwurzel fahren. Einige Ansätze basieren auf präoperativen CT-Bildern, die verwendet werden, um die Aorta zu segmentieren und optimale Blickwinkel für Klappenimplantationen zu berechnen. CT-Bilder müssen mit C-Bogen-CT- oder Durchleuchtungsbildern registriert werden, um das 3D-Volumen auf das eigentliche Angiographiesystem zu übertragen. Fehler bei der Registrierung können zu Abweichungen von den optimalen Angulationen des C-Bogens führen und müssen manuell korrigiert werden. Darüber hinaus werden anatomische Abweichungen zwischen der Aufnahme des präoperativen CT-Bildes und der Operation nicht berücksichtigt. Patienten werden im Allgemeinen mit den Händen nach oben in einem CT-Scanner abgebildet, während die Operation mit seitlichen Armen des Patienten durchgeführt wird, was zu erheblichen Fehlern führt. Algorithmen, die rein auf C-Bogen-CT-Bildern basieren, die in Operationssälen vom angiographischen System aufgenommen wurden, werden inhärent für den Patienten registriert und zeigen die vorhandenen anatomischen Strukturen. Bei einem solchen Ansatz ist der Chirurg nicht auf präoperative CT-Bilder der Radiologie angewiesen, was den Arbeitsablauf im Operationssaal vereinfacht und Fehler im Prozess reduziert.

Funktionelle Bildgebung im Operationssaal

Verbesserungen der C-Bogen-Technologie ermöglichen heute auch die Perfusionsbildgebung und können das parenchymale Blutvolumen im OP visualisieren . Dazu wird die Rotationsangiographie (3D-DSA) mit einem modifizierten Injektionsprotokoll und einem speziellen Rekonstruktionsalgorithmus kombiniert. Der Blutfluss kann dann im Zeitverlauf visualisiert werden. Dies kann bei der Behandlung von Patienten mit ischämischem Schlaganfall nützlich sein .

Bildgebende Verfahren mit einem CT

Ein auf Schienen montiertes CT-System kann in einen Operationssaal ein- und ausgefahren werden, um komplexe chirurgische Eingriffe wie Gehirn-, Wirbelsäulen- und Unfallchirurgie mit zusätzlichen Informationen durch Bildgebung zu unterstützen. Das Johns Hopkins Bayview Medical Center in Maryland beschreibt, dass sich der intraoperative CT-Einsatz positiv auf die Patientenergebnisse auswirkt, indem die Sicherheit verbessert, Infektionen verringert und das Risiko von Komplikationen verringert wird.

Bildgebende Verfahren mit Magnetresonanztomographie]

Die Magnetresonanztomographie wird in der Neurochirurgie eingesetzt:

  1. Vor der Operation, um eine genaue Planung zu ermöglichen
  2. Während der Operation zur Unterstützung der Entscheidungsfindung und zur Berücksichtigung von Gehirnverschiebungen
  3. Nach der Operation, um das Ergebnis zu bewerten

Ein Magnetresonanztomograph benötigt in der Regel viel Platz sowohl im Raum als auch um den Patienten herum. Eine Operation in einem normalen Magnetresonanztomographieraum ist nicht möglich. Somit gibt es für Schritt 2 zwei Möglichkeiten, Magnetresonanzgeräte interoperativ einzusetzen. Zum einen ein fahrbarer Magnetresonanztomograph, der nur bei Bedarf mitgebracht werden kann, zum anderen, um den Patienten während der Operation zu einem Scanner in einem angrenzenden Raum zu transportieren.

Planungsüberlegungen

Standort/ Organisation

„Hybrid“ ist nicht nur die Nutzung eines Hybrid-OPs, sondern auch seine Rolle innerhalb des Krankenhaussystems. Da es sich um eine Bildgebungsmodalität handelt, könnte die Radiologieabteilung die Hauptverantwortung für den Raum für Fachwissen in Handhabung, Technik, Wartung und Konnektivität übernehmen. Aus Sicht des Patienten-Workflows könnte der Raum von ihrer chirurgischen Abteilung betrieben werden und sollte eher neben anderen chirurgischen Einrichtungen liegen, um eine ordnungsgemäße Patientenversorgung und einen schnellen Transport zu gewährleisten.

Raumgröße und Vorbereitung

Die Installation eines Hybrid-Operationssaals stellt eine Herausforderung für Standard-Krankenhauszimmergrößen dar, da nicht nur das bildgebende System etwas zusätzlichen Platz benötigt, sondern auch mehr Personen im Raum sind als in einem normalen OP. In einem solchen OP kann ein Team von 8 bis 20 Personen, bestehend aus Anästhesisten, Chirurgen, Krankenschwestern, Technikern, Perfusionstechnikern, Hilfspersonal von Geräteherstellern usw., arbeiten. Je nach gewähltem bildgebenden System wird eine Raumgröße von 70 Quadratmetern inklusive Kontrollraum aber ohne Technikraum und Vorbereitungsbereiche empfohlen. Weitere notwendige Vorbereitungen des Raumes sind 2-3 mm Bleiabschirmung und eventuell eine Verstärkung des Bodens oder der Decke, um das zusätzliche Gewicht des Bildgebungssystems (ca. 650–1800 kg) zu tragen.

Arbeitsablauf

Die Planung eines hybriden Operationssaals erfordert die Einbeziehung einer beträchtlichen Anzahl von Stakeholdern. Um einen reibungslosen Arbeitsablauf im Raum zu gewährleisten, müssen alle dort arbeitenden Parteien ihre Anforderungen angeben, die sich auf die Raumgestaltung und die Festlegung verschiedener Ressourcen wie Raum, medizinische und bildgebende Geräte auswirken. Dies kann ein professionelles Projektmanagement und mehrere Iterationen im Planungsprozess mit dem Anbieter des Bildgebungssystems erfordern, da die technischen Abhängigkeiten komplex sind. Das Ergebnis ist immer eine individuelle Lösung, die auf die Bedürfnisse und Vorlieben des interdisziplinären Teams und der Klinik zugeschnitten ist.

Lichter, Monitore und Ausleger

Im Allgemeinen werden in einem Operationssaal zwei unterschiedliche Lichtquellen benötigt: die OP-(Operations-)Leuchten für offene Eingriffe und die Umgebungsbeleuchtung für interventionelle Eingriffe. Besonderes Augenmerk sollte auf die Möglichkeit gelegt werden, das Licht zu dimmen. Dies wird häufig während der Fluoroskopie oder Endoskopie benötigt . Bei den OP-Leuchten ist es am wichtigsten, dass sie den gesamten Bereich des OP-Tisches abdecken. Außerdem dürfen sie Kopfhöhen und Kollisionswege anderer Geräte nicht beeinträchtigen. Die häufigste Montageposition von OP-Leuchten ist zentral über dem OP-Tisch. Wird eine andere Position gewählt, werden die Leuchten meist von einem Bereich außerhalb des OP-Tisches eingeschwenkt. Da pro Leuchtenkopf eine Mittelachse notwendig ist, kann dies zu mindestens zwei Mittelachsen und Befestigungspunkten führen, um eine ausreichende Ausleuchtung des Operationsfeldes zu gewährleisten. Der Bewegungsbereich des Angiographiesystems bestimmt die Positionierung der OP-Leuchten. Mittelachsen müssen sich außerhalb von Verfahrweg und Schwenkbereich befinden. Dies ist besonders wichtig, da Geräte definierte Anforderungen an die Raumhöhe haben, die erfüllt werden müssen. In diesem Fall kann die Kopffreiheit für die OP-Leuchte ein Problem sein. Dies macht Leuchten zu einem kritischen Punkt im Planungs- und Designprozess. Weitere Aspekte bei der Planung von OP-Leuchten sind die Vermeidung von Blendung und Reflexionen. Moderne OP-Leuchten können zusätzliche Funktionen wie integrierte Kamera- und Videofunktionen aufweisen. Zur Ausleuchtung des Wundbereichs wird ein doppelarmiges OP-Lichtsystem benötigt. Manchmal kann sogar ein drittes Licht erforderlich sein, wenn mehr als eine chirurgische Tätigkeit gleichzeitig stattfindet, z. B. Venenstripping an den Beinen. Zusammenfassend sind die zentralen Themen für die Planung des OP-Leuchtensystems:

  • Zentrale Lage über dem OP-Tisch (bei deckenmontierten Systemen bei der Planung berücksichtigen).
  • In der Regel drei Lichtköpfe zur optimalen Ausleuchtung mehrerer OP-Felder
  • Aufhängung für uneingeschränkte, unabhängige Bewegung und stabile Positionierung der Leuchtenköpfe
  • Modulares System mit Erweiterungsmöglichkeiten, zB Videomonitor und/oder Kamera.

Bildgebende Systeme

Die gebräuchlichste Bildgebungsmodalität in Hybrid-OPs ist ein C-Bogen . Expertenkonsens bewertet die Leistung mobiler C-Bögen in Hybrid-OPs als unzureichend, da die begrenzte Leistung der Röhre die Bildqualität beeinträchtigt, das Sichtfeld bei Bildverstärkersystemen kleiner ist als bei Flachdetektorsystemen und dem Kühlsystem von Mobile C-Bögen können bereits nach wenigen Stunden zu einer Überhitzung führen, die für langwierige chirurgische Eingriffe oder für mehrere Eingriffe hintereinander zu kurz sein kann, um die Investition in einen solchen Raum zu amortisieren.

Feste C-Bögen haben diese Einschränkungen nicht, benötigen aber mehr Platz im Raum. Diese Systeme können entweder am Boden, an der Decke oder an beiden montiert werden, wenn ein Doppeldeckersystem gewählt wird. Letzteres ist das System der Wahl, wenn Kinderkardiologen , Elektrophysiologen oder Neurointerventionalisten den Raum hauptsächlich nutzen. Es wird nicht empfohlen, ein Doppeldecker-System zu implementieren, wenn dies von diesen klinischen Disziplinen nicht eindeutig gefordert wird, da deckenmontierte Komponenten hygienische Probleme aufwerfen können: Tatsächlich erlauben einige Krankenhäuser keine Operationsteile direkt über dem Operationsfeld, da Staub in die Wunde und eine Infektion verursachen. Da jedes deckenmontierte System bewegliche Teile über dem Operationsfeld enthält und den laminaren Luftstrom beeinträchtigt , sind solche Systeme für Krankenhäuser mit höchsten hygienischen Standards nicht die richtige Option. (siehe auch und, beide nur deutsch)

Bei der Entscheidung zwischen decken- und bodenmontierten Systemen sind weitere Faktoren zu berücksichtigen. Deckenmontierte Systeme benötigen viel Platz an der Decke und reduzieren daher die Möglichkeiten, Operationsleuchten oder Ausleger zu installieren. Dennoch entscheiden sich viele Krankenhäuser für deckenmontierte Systeme, weil sie den ganzen Körper flexibler abdecken und vor allem ohne den Tisch verschieben zu müssen. Letzteres ist während der Operation mit den vielen Leitungen und Kathetern , die auch verlegt werden müssen, manchmal ein schwieriges und gefährliches Unterfangen . Der Wechsel von einer Park- in eine Arbeitsposition während der Operation ist jedoch mit einem bodenmontierten System einfacher, da der C-Bogen nur von der Seite einschwenkt und den Anästhesisten nicht behindert. Das deckenmontierte System hingegen kann während der Operation kaum eine Parkposition am Kopfende anfahren, ohne mit Anästhesiegeräten zu kollidieren . In einer überfüllten Umgebung wie dem OP erhöhen Doppeldecker-Systeme die Komplexität und beeinträchtigen die Anästhesie, mit Ausnahme der Neurochirurgie , bei der die Anästhesie nicht am Kopfende erfolgt. Für Räume, die hauptsächlich für die Herzchirurgie genutzt werden, sind daher Monoplane-Systeme eindeutig zu empfehlen.

OP-Tisch

Die Auswahl des OP-Tisches hängt von der primären Verwendung des Systems ab. Interventionstische mit schwebenden Tischplatten und Neige- und Wiegefunktion konkurrieren mit vollintegrierten flexiblen OP-Tischen. Die Identifizierung des richtigen Tisches ist ein Kompromiss zwischen interventionellen und chirurgischen Anforderungen. Chirurgische und interventionelle Anforderungen können sich gegenseitig ausschließen. Chirurgen, insbesondere Orthopäden , Allgemein- und Neurochirurgen, erwarten in der Regel einen Tisch mit einer segmentierten Tischplatte zur flexiblen Patientenlagerung. Für Bildgebungszwecke ist eine röntgendurchlässige Tischplatte erforderlich, die eine vollständige Abdeckung des Körpers ermöglicht. Daher werden bruchfeste Kohlefaser-Tischplatten verwendet.

Interventionalisten benötigen eine schwebende Tischplatte, um schnelle und präzise Bewegungen während der Angiographie zu ermöglichen . Herz- und Gefäßchirurgen haben im Allgemeinen weniger komplexe Positionierungsanforderungen, können jedoch aufgrund ihrer interventionellen Erfahrung in der Angiographie daran gewöhnt sein, vollständig motorisierte Bewegungen des Tisches und der Tischplatte zu haben. Zur Lagerung von Patienten auf nicht zerbrechlichen Tischplatten stehen Lagerungshilfen, dh aufblasbare Kissen, zur Verfügung. Wirklich schwebende Tischplatten sind bei herkömmlichen OP-Tischen nicht verfügbar. Als Kompromiss werden schwimmfähige Angiographietische speziell für die Chirurgie mit vertikaler und seitlicher Neigung empfohlen. Um den typischen chirurgischen Anforderungen weiter gerecht zu werden, sollten für den Tisch Seitenschienen zur Befestigung von chirurgischen Geräten wie Retraktoren oder Gliedmaßenhaltern verfügbar sein.

Auch die Position des Tisches im Raum beeinflusst den chirurgischen Arbeitsablauf. Eine diagonale Position im OP-Saal kann erwogen werden, um Platz und Flexibilität im Raum zu gewinnen sowie den Patienten von allen Seiten zugänglich zu machen. Alternativ kann ein konventioneller OP-Tisch mit einem bildgebenden System kombiniert werden, wenn der Anbieter eine entsprechende Integration anbietet. Der Operationssaal kann dann entweder mit einer strahlendurchlässigen, aber nicht zerbrechlichen Tischplatte verwendet werden, die die 3D-Bildgebung unterstützt , oder mit einer universellen zerbrechlichen Tischplatte, die eine verbesserte Patientenpositionierung ermöglicht, die 3D-Bildgebung jedoch einschränkt. Letztere eignen sich besonders für die Neurochirurgie oder die orthopädische Chirurgie, und diese integrierten Lösungen sind seit kurzem auch im Handel erhältlich. Ist geplant, sich den Raum für hybride und offene konventionelle Verfahren zu teilen, werden diese manchmal bevorzugt. Sie bieten eine größere Workflow-Flexibilität, da die Tischplatten andockbar sind und leicht ausgetauscht werden können, erfordern jedoch einige Kompromisse bei der interventionellen Bildgebung.

Zusammenfassend sind die Position im Raum, die Strahlendurchlässigkeit (Carbonfaser-Tischplatte), die Kompatibilität und die Integration von bildgebenden Geräten mit dem OP-Tisch wichtige zu berücksichtigende Aspekte. Weitere Aspekte sind die Tischbelastung, die einstellbare Tischhöhe und die horizontale Mobilität (schwebend) einschließlich vertikaler und seitlicher Neigung. Es ist wichtig, auch entsprechendes Zubehör zur Verfügung zu haben, wie z. B. Schienen zur Aufnahme von speziellen Wundhaken, Kamerahalter). Frei schwebende Angiographietische mit Neige- und Wiegefunktion eignen sich am besten für kardiovaskuläre Hybrid-OPs.

Strahlendosis

Röntgenstrahlung ist ionisierende Strahlung , daher ist die Exposition potenziell schädlich. Im Vergleich zu einem mobilen C-Bogen, der klassischerweise in der Chirurgie eingesetzt wird, arbeiten CT-Scanner und feststehende C-Bögen auf einem viel höheren Energieniveau, was eine höhere Dosis induziert. Daher ist es sehr wichtig, die Strahlendosis, die in einem Hybrid-Operationssaal angewendet wird, sowohl für den Patienten als auch für das medizinische Personal zu überwachen.

Es gibt ein paar einfache Maßnahmen, um Personen im Operationssaal vor Streustrahlung zu schützen und somit ihre Dosis zu senken. Awareness ist ein kritischer Punkt, ansonsten könnten die verfügbaren Schutztools vernachlässigt werden. Zu diesen Werkzeugen zählen Schutzkleidung in Form einer Schutzschürze für den Rumpf, ein Schilddrüsenschutzschild um den Hals und eine Schutzbrille. Letzteres kann durch eine deckenabgehängte Bleiglasscheibe ersetzt werden. An der Tischseite können zusätzliche Bleivorhänge angebracht werden, um den unteren Körperbereich zu schützen. Für schwangere MitarbeiterInnen gelten noch restriktivere Regeln.

Eine sehr wirksame Maßnahme zum Schutz sowohl des Personals als auch des Patienten ist natürlich eine geringere Strahlenbelastung. Es gibt immer einen Kompromiss zwischen Strahlendosis und Bildqualität. Eine höhere Röntgendosis führt zu einem klareren Bild. Moderne Softwaretechnologie kann die Bildqualität bei der Nachbearbeitung verbessern, sodass die gleiche Bildqualität mit einer geringeren Dosis erreicht wird. Die Bildqualität wird dabei durch Kontrast, Rauschen, Auflösung und Artefakte beschrieben. Im Allgemeinen sollte das ALARA- Prinzip (so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar) befolgt werden. Die Dosis sollte so gering wie möglich sein, die Bildqualität kann jedoch nur so weit reduziert werden, dass der diagnostische Nutzen der Untersuchung noch höher ist als der potenzielle Schaden für den Patienten.

Es gibt sowohl technische Maßnahmen der Hersteller von Röntgengeräten, um die Dosis ständig zu reduzieren, als auch Handhabungsmöglichkeiten für das Personal, um die Dosis in Abhängigkeit von der klinischen Anwendung zu reduzieren. Zu den ersteren gehört das Strahlhärten. Zu den letzteren gehören Bildrateneinstellungen, gepulste Durchleuchtung und Kollimation .

Strahlhärtung : Röntgenstrahlung besteht aus harten und weichen Teilchen, dh Teilchen mit viel Energie und Teilchen mit geringer Energie. Unnötige Belastungen werden meist durch weiche Partikel verursacht, da diese zu schwach sind, um den Körper zu passieren und mit ihm zu interagieren. Harte Partikel hingegen passieren den Patienten. Ein Filter vor der Röntgenröhre kann die weichen Partikel auffangen und so den Strahl härten. Dadurch wird die Dosis verringert, ohne die Bildqualität zu beeinträchtigen.

Bildrate : Hohe Bildraten (pro Sekunde aufgenommene Bilder) werden benötigt, um schnelle Bewegungen ohne Stroboskopeffekte zu visualisieren. Je höher jedoch die Bildrate, desto höher die Strahlendosis. Daher sollte die Bildrate entsprechend den klinischen Bedürfnissen gewählt werden und so niedrig wie vernünftigerweise möglich sein. In der pädiatrischen Kardiologie werden beispielsweise Bildraten von 60 Pulsen pro Sekunde im Vergleich zu 0,5 p/s für sich langsam bewegende Objekte benötigt. Eine Reduzierung auf die Hälfte der Pulsfrequenz reduziert die Dosis um etwa die Hälfte. Die Reduzierung von 30 p/s auf 7,5 p/s führt zu einer Dosiseinsparung von 75 %.

Bei der gepulsten Durchleuchtung wird die Strahlendosis nur in vorgegebenen Zeitintervallen appliziert, so dass weniger Dosis verwendet wird, um dieselbe Bildsequenz zu erzeugen. Für die Zeit dazwischen wird das zuletzt gespeicherte Bild angezeigt.

Ein weiteres Instrument zur Verringerung der Dosis ist die Kollimation. Es kann sein, dass aus dem Sichtfeld des Detektors nur ein kleiner Teil für den Eingriff interessant ist. Die Röntgenröhre kann an den Stellen, die nicht sichtbar sind, durch einen Kollimator abgeschirmt werden, so dass nur die Dosis für die betreffenden Körperteile an den Detektor gesendet wird. Moderne C-Bögen ermöglichen die Navigation auf aufgenommenen Bildern ohne ständige Durchleuchtung.

Verweise

Externe Links