Roboterassistierte Nierenteilresektion: die (R)evolution der Nierenchirurgie

Das Fachgebiet der Urologie hat sich schon immer zum technologischen Fortschritt bekannt, und der DaVinci-Roboter ist das absolute Prestigesymbol dafür. Er ist nicht mehr aus dem urologischen Alltag wegzudenken.

Vor allem bei der Nierenteilresektion zeigt der DaVinci-Roboter seine Überlegenheit gegenüber der rein laparoskopischen oder offenen Operationstechnik und überzeugt durch das geringe Gewebstrauma, durch seine vielen Freiheitsgrade und die Tremorreduktion. Zusätzlich wurden in den letzten Jahren der intraoperative Einsatz von Ultraschalldiagnostik oder die Visualisierung mittels Indocyaningrün (ICG) implementiert.

Aufgrund der Konsole wird bei der roboterassistierten Chirurgie das OP-Gebiet „digitalisiert“. Dies hat (aktuell noch) den Nachteil des fehlenden haptischen Feedbacks, aber ermöglicht neben der enormen Vergrößerung und der hohen Auflösung den Einsatz von revolutionären Technologien. So könnten in naher Zukunft 3D-Modelle des OP-Gebiets im Sinne einer „Augmented Reality“ gematcht werden, um möglicherweise ein selektives Abklemmen und die Tumorlokalisation zu erleichtern oder um Resektionsgrenzen und die OP-Dauer zu verbessern.

Der aktuelle Stand der Technik

Offen vs. laparoskopisch vs. robotisch

Gemäß Leitlinie der EAU (European Association of Urology) sollte bei allen T1-Nierentumoren und bei ausgewählten T2-Nierentumoren (Operabilität, Einzelniere, chronische Nierenerkrankung) eine Nierenteilresektion durchgeführt werden.¹ Laut Bradshaw et al. sollte sogar bei allen cT2a-Nierentumoren die Nierenteilresektion in erfahrenen Händen als Erstlinientherapie in Betracht gezogen werden.²

Mehrere retrospektive Studien demonstrieren die Vorteile der Nierenerhaltung („nephron-sparing surgery“) mit reduzierter Komorbidität und deshalb erhöhter Überlebensrate. Die Metaanalyse von Cacciamani et al. hat gezeigt, dass die minimalinvasive (roboterassistierte) Nierenteilresektion gegenüber offener Nierenteilresektion bei entscheidenden perioperativen Parametern, wie z.B. Blutverlust, Komplikationen und Dauer des Krankenhausaufenthalts, überlegen ist.³ Diese Überlegenheit lässt sich auch bei komplexen Nierentumorkonstellationen reproduzieren.⁴ Die Wahl des minimalinvasiven Verfahrens richtet sich hierbei nach Expertise und Fähigkeit des Chirurgen und sollte das perioperative Risiko sowie das onkologische und funktionelle Ergebnis nicht kompromittieren. In den letzten 10 Jahren hat die roboterassistierte DaVinci-Nierenteilresektion die laparoskopische Nierenteilresektion als präferiertes Verfahren abgelöst und bietet neben den o.g. offensichtlichen technischen Vorteilen einen höheren chirurgischen Komfort.⁵ In der Metaanalyse von Choi et al. zeigte sich die roboterassistierte Nierenteilresektion gegenüber der laparoskopischen Nierenteilresektion als überlegen, da die Konversionsrate auf eine offene oder auf eine radikale Operation signifikant niedriger war und kürzere warme Ischämiezeiten und eine kürzere Krankenhausaufenthaltsdauer vorlagen.⁶

Transperitonealer vs. retroperitonealen Zugang

Der Zugangsweg bei der roboterassistierten Nierenteilresektion kann transperitoneal oder retroperitoneal erfolgen.

Bei der transperitonealen roboterassistierten Nierenteilresektion wird der Patient bei 60° auf die kontralaterale Seite gelagert. Im Gegensatz dazu wird der Patient bei der retroperitonealen roboterassistierten Nierenteilresektion in strenger 90°-Seitenlagerung gelagert, um einen möglichst großflächigen Zugangsweg zwischen Rippenbogen und Becken zu ermöglichen.

Nach Andocken des OP-Roboters erfolgt beim transperitonealen Zugang zunächst die Mobilisierung des Darms. Auf der linken Seite ist die Mobilisierung der Milz mit Durchtrennung des Lig. lienorenalis, des Lig. lienocolicum und der seitlichen Milzaufhängung entscheidend. Die Exposition der Nierengefäße soll möglichst proximal am Abgang aus der Aorta erfolgen, um den Abschnitt der Nierenarterie vor einer Aufzweigung zu identifizieren und mit einem „vessel loop“ anzuschlingen.⁷

Der retroperitoneale Zugang erfolgt mittels offener Hassontechnik durch eine ca. 2cm lange Inzision kaudal der Spitze der 12. Rippe. Im Operationsverlauf wird unter Sicht ein 8mm-Trokar am Zusammentreffen der 12. Rippe und des M. erector spinae platziert und ein weiterer an der vorderen Axillarlinie. Die Gerotafaszie wird entlang des M. psoas in Richtung Zwerchfell inzidiert und der Nierenhilus dargestellt.⁷

Vergleich der operativen Zugangswege

Der transperitoneale Zugangsweg wird deutlich häufiger gewählt, da er mehr Arbeitsplatz und Übersicht bietet und eine bessere Orientierung an den großen Gefäßen und abdominellen Strukturen ermöglicht. Die Nachteile des transperitonealen Zugangs sind die notwendige Mobilisierung des Kolons und das einhergehende Risiko für eine Darmverletzung bzw. Narben- oder Hernienbildung. Zusätzlich ist die Gefahr einer Milz- oder Pankreasverletzung auf der linken Seite sowie einer Leber- oder Gallenblasenverletzung auf der rechten Seite höher. Zudem können Verwachsungen nach extensiver Abdominalchirurgie den transperitonealen Zugang deutlich erschweren. Das Pneumoperitoneum führt häufiger zu postoperativen Schmerzen und erhöht das Risiko für einen postoperativen Ileus bzw. eine postoperativ prolongierte Darmatonie im Vergleich mit einem rein retroperitonealen Vorgehen.⁸ Um posteriore Nierentumoren über den transperitonealen Zugangsweg operieren zu können, muss die Niere nicht selten komplett aus dem perirenalen Fettgewebe mobilisiert und umgeklappt werden. Dies ist sehr umständlich und nimmt viel Zeit in Anspruch. So wurde in der retrospektiven Studie von Harke et al. der retroperitoneale Zugangsweg häufiger für posteriore Nierentumoren genutzt. Er führte zu einer signifikant kürzeren OP-Zeit (119min vs. 139min; p<0,001) und einer signifikant kürzeren warmen Ischämiezeit (9min vs. 10min; p=0,003), während die Komplikationsraten und das funktionelle und onkologische Ergebnis mit dem transperitonealen Zugangsweg vergleichbar waren. Die Komplexität des Nierentumors war hierbei nicht entscheidend. So waren in beiden Subgruppen ca. 40% komplexe Nierentumoren bei einem medianen PADUA-Score von 9.⁹ Li et al. sehen ebenfalls den Vorteil des retroperitonealen Zugangs bei posterioren und hilären Tumoren und fordern eine flächendeckende Ausbildung und die differenzierte Anwendung von beiden Zugangswegen.¹⁰

Besondere Möglichkeiten der Visualisierung und der „image-guided surgery“¹⁰

Das größte Opfer, das mit der roboterassistierten minimalinvasiven Chirurgie gebracht wurde, ist der Verzicht auf das haptische Feedback. Dieser sensorische Verlust erschwert die intraoperative Orientierung durch die Identifizierung von Leitstrukturen und Gefäßen sowie der Tumorlokalisation.

Besondere Möglichkeiten der Visualisierung stehen dem Operateur zur Verfügung, um die fehlende Sensorik auszugleichen. Hierfür hat der Operateur die Möglichkeit, über die Konsole mithilfe der „Tile Pro“-Funktion zusätzlich zum Operationsfeld ein weiteres Bildsignal aufzurufen und gleichzeitig anzeigen zu lassen. Vor allem bei komplexen Nierentumoren spielen die unten genannten Anwendungen eine entscheidende Rolle.¹¹

Anwendung einer Ultraschallsonde

Eine „Drop-in“-Ultraschallsonde wird über den Assistententrokar ins OP-Gebiet eingeführt und durch den Operateur mit einem robotisch gesteuerten Instrument dirigiert. Somit kann der Operateur via „Tile Pro“ das Ultraschallbild mit dem Operationsfeld korrelieren und die Tumorgrenzen definieren. Vor allem bei komplett endophytischen Tumoren und bei multiplen Nierenzysten ist die intraoperative Ultraschalldiagnostik unerlässlich und ermöglicht eine korrekte Dissektion unter Einhaltung der Tumorgrenzen und die Schonung von gesundem Gewebe. So konnten Sun et al. mit ihrer retrospektiven Studie über komplett endophytische Nierentumoren zeigen, dass Patienten mit intraoperativer Ultraschalldiagnostik signifikant weniger Blutverlust, eine kürzere Ischämiezeit, eine höhere Rate an negativen Resektionsrändern und ein besseres perioperatives Outcome hatten als die Vergleichsgruppe ohne intraoperative Ultraschalldiagnostik.¹² Die intraoperative Ultraschalldiagnostik erlaubt zudem die korrekte Einschätzung der Größe und Lokalisation eines Tumorthrombus, falls dieser visuell nicht ausreichend beurteilt werden kann. Mittels Duplexsonografie kann die Perfusion des Tumors und somit z.B. die Qualität des selektiven Clampings oder einer globalen Ischämie beurteilt werden. Mittels CEUS-Technik („Contrast-Enhanced Ultrasonography“) können Nieren- und Tumorarchitektur inklusive der Blutgefäße hochauflösend und präzise dargestellt werden. Hierfür wird ein Kontrastmittel aus stabilisierten Mikrobläschen i.v. appliziert. Nach ca. 20 Sekunden kann die intrarenale räumliche Verteilung dieser Mikrobläschen mittels Reflexion durch den kontrastverstärkten Modus neben dem konventionellen B-Modus dargestellt werden. Im Vergleich zur u.g. ICG-Technik bietet die CEUS-Technik die Möglichkeit einer erneuten Anwendung innerhalb weniger Minuten. Die Mikrobläschen des Kontrastmittels SonoVue® sind zudem nicht nephrotoxisch. Das stabilisierte Schwefelhexachloridgas wird über die Lunge abgeatmet und kann so auch bei niereninsuffizienten Patienten angewendet werden.¹³

Anwendung von Indocyaningrün (ICG)

Indocyaningrün wird i.v. appliziert und kann nach ca. 3–5 Minuten durch den Operateur über die Konsole mithilfe der integrierten Fluoreszenztechnologie Firefly™ dargestellt werden. Diese Fluoreszenztechnologie ermöglicht bei selektivem Abklemmen eine exakte, farblich definierte Abgrenzung der Durchblutung vom ischämischen Gewebe (Abb. 1). Nach Umschalten in den Infrarotbereich leuchtet das durchblutete Areal grün, während das nicht durchblutete Gewebe dunkel bleibt. Ein Nachteil im Vergleich zur o.g. CEUS-Technik ist, dass die Untersuchung erst nach 20 Minuten wiederholt werden kann, wenn das primär applizierte ICG abgebaut ist. Yang et al. führen drei Möglichkeiten an, wie ICG intraoperativ hilfreich ist. Durch ICG kann selbst eine komplexe arterielle Gefäßversorgung des Tumors identifiziert und z.B. (super)selektiv geclampt werden, sodass gesundes Nierengewebe bestmöglich geschont wird. Diese Erkenntnis sehen die Autoren auch als Begründung für ihr Studienergebnis, dass die ICG-Gruppe weniger Blutverlust erlitt als die Nicht-ICG-Gruppe und früh postoperativ eine bessere Nierenfunktion aufwies. Laut Autoren ist der zweite große Vorteil, dass der Nierentumor nach ICG-Gabe unter Fluoreszenzdarstellung dunkler erscheint als das gesunde Nierengewebe. Somit kann die Tumorgrenze schneller identifiziert und infolgedessen die Ischämiezeit verkürzt werden, ohne dass die Rate an positiven Schnitträndern (R1-Resektionen) zunimmt. Der Grund für die schlechtere ICG-Aufnahme im Tumorgewebe liegt an der geringeren Expression des Transmembranproteins Bilitranslokase im Vergleich zum gesunden Nierengewebe. Drittens kann mithilfe von ICG die Perfusion des gesunden Gewebes am Ende der OP überprüft werden. Ein möglicher Ischämieschaden, z.B. durch eine zu enge Renorrhafie, kann mittels ICG noch intraoperativ erkannt und direkt behoben werden.¹⁴

Die ICG-Proteinkomplexe werden von der Leber durch die Galle ausgeschieden, sodass der Einsatz von ICG bei Leberinsuffizienz kontraindiziert ist. Zudem befinden sich geringe Iodanteile im Marker, sodass eine Iodallergie ebenfalls eine Kontraindikation darstellt.

Zukünftige Technologien & Anwendung von „Augmented Reality“

Bereits im Jahr 2014 wurde an Möglichkeiten geforscht, um digitale Orientierungshilfen über die OP-Konsole einzusetzen.¹⁵ Die Nierenteilresektion ist hierbei prädestiniert für diese Art von digitaler Unterstützung. Die hohe individuelle Vielfalt der Hilusgefäße sowie die teilweise komplett endophytische Tumorlokalisation und die Lagebeziehung des Tumors in Bezug auf Gefäße und Kelchsystem stellen hohe Ansprüche an den Chirurgen.

Die flächendeckend verfügbare und präoperativ obligatorische Computertomografiediagnostik erstellt einen 2D-Datensatz, der seit Jahrzehnten für die Nieren-OP-Planung genutzt wird. Mittels 4-Phasen-CT-Urografie-Untersuchung können hochauflösende Bilder <1mm Schichtdicke erzeugt werden, die eine präzise Visualisierung der venösen und arteriellen Gefäßversorgung, der Nierenarchitektur inklusive Kelchsystem sowie der exakten Tumorlokalisation ermöglichen.

Firmen wie Innersight Labs Ltd. oder Medics3D erstellen aus diesen Datensätzen 3D-Modelle, die Vorteile in der präoperativen Planung und in der operativen Umsetzung bringen. Bei der Erstellung und Implementierung dieser 3D-Modelle werden bereits Zukunftstechnologien, wie künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, eingesetzt.¹⁶ So kann z.B. aus einem hochauflösenden CT-Datensatz die wahrscheinliche arterielle Versorgung eines Nierentumors berechnet werden. Die entsprechende grafische Umsetzung im 3D-Modell ermöglicht dem Operateur eine optimierte Entscheidungsfindung in Bezug auf die intraoperative Herangehensweise und z.B. ein selektives Clamping (Abb. 2, 3 und 4).

Porpiglia et al. zeigten, dass die Anwendung von „Augmented Reality“ (AR) im Vergleich zur ultraschallgeführten Operation eine höhere Rate an Tumorenukleationen und eine bessere Blutstillung ermöglichte. Dadurch wurde gesundes Nierengewebe geschont und das Kelchsystem weniger häufig verletzt. Das AR-Patientenkollektiv benötigte weniger Bluttransfusionen, hatte eine kürzere OP-Zeit und benötigte postoperativ im Vergleich zur US-Gruppe keine Embolisation und keine DJ-Versorgung.¹⁷ Die größte Herausforderung einer möglichen intraoperativen Anwendung von AR ist das „matching“ oder die Registrierung, d.h., mit dieser Funktion passt sich das 3D-Modell möglichst automatisch und realistisch an das Live-OP-Feld an. Hierbei müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Zum einen wird der Patient anders als in der präoperativen CT-Untersuchung seitengelagert. Außerdem verschieben sich die Niere und die Hilusanatomie im Rahmen der Nierenfreilegung, sodass das 3D-Modell entsprechend in jeder räumlichen Achse verzerrt und angepasst werden muss. Neben Software-basierten Lösungen wird über die Durchführung einer intraoperativen CT-Diagnostik und Navigation nachgedacht.¹⁸

Zukunft der roboterassistierten Nierenteilresektion

Die roboterassistierte Nierenteilresektion hat sich gegenüber der offenen und der laparoskopischen Nierenteilresektion durchgesetzt und wird auch in Zukunft die dominierende OP-Technik bleiben.¹⁹

Die Monopolstellung des DaVinci-Roboters von Intuitive Surgical ist beendet. Interessante und kostengünstigere Konkurrenzmodelle wie das Hugo™RAS System²⁰ oder die Senhance® Robotic Platform²¹ wurden bereits in kleinen Patientenkollektiven getestet und erhöhen den Innovationsdruck auf den Platzhirsch. Die Machbarkeit der roboterassistierten (transperitonealen sowie retroperitonealen) Nierenteilresektion mit dem DaVinci-Single-Port-System wurde bereits in Amerika und in Asien bewiesen,²² und eine europäische Markteinführung wird nach erfolgreicher CE-Zertifizierung in den kommenden Jahren erwartet.²³ Vor allem für den begrenzten retroperitonealen Raum könnte das Single-Port-System eine vielversprechende und revolutionäre Technologie sein. Hierfür wurden bereits neue OP-Techniken publiziert, die nun in größeren Patientenkollektiven evaluiert werden müssen.²⁴

Die Zukunft der roboterassistierten Nierenchirurgie liegt in der Fähigkeit der integrierten Bildgebung und Navigation inklusive automatisierter AR sowie in einem erweiterten sensorischen Funktionsumfang wie z.B. der Fähigkeit eines haptischen Feedbacks.²⁵

Literatur: