Die Übersichtsoptik - Experimentelle Minimal Invasive Chirurgie und ...

Aus der Universitätsklinik für Allgemeine, Viszeral- und
Transplantationschirurgie Tübingen
Ärztlicher Direktor: Professor Dr. A. Königsrainer
Sektion für Minimal Invasive Chirurgie
Leiter: Professor Dr. G. Bueß
Die Übersichtsoptik
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades
der Medizin
der Medizinischen Fakultät
der Eberhard-Karls-Universität
zu Tübingen
vorgelegt von
Björn Alexander Kappeler
aus
Würzburg
2009

Dekan: Professor Dr. I. B. Autenrieth
1. Berichterstatter: Professor Dr. G. Bueß
2. Berichterstatter: Professor Dr. G. Köveker
II

Die vorliegende Dissertation ist
meiner Frau Sandra
und
meinen Töchtern Emma und Johanna
gewidmet
Im Gedenken an
meinen Opa Karl
III

Inhaltsverzeichnis Seite
1. Einleitung
1.1 Problemstellung 1
1.2 Sichtsysteme 2
1.3 Hintergrund der Übersichtsoptik 4
2. Material und Methoden
2.1 Die Übersichtsoptik 5
2.2 Videoequipment 7
2.3 Lichtquellen 9
2.4 Nachstellung von kompletten Operationen
im Phantomaufbau 9
2.4.1 Appendektomie 10
2.4.2 Cholezystektomie 11
2.4.3 Fundoplikatio 12
2.4.4 Adnexektomie 13
2.4.5 Verschluss einer Leistenhernie 14
2.5 Nachstellung typischer Operationsschritte
im Phantomaufbau 15
2.5.1 Zielversuch 15
2.5.2 Endocatch 16
2.6 Einsatz im Tierversuch 16
2.7 Einsatz in der Klinik 17
V

3. Ergebnisse
3.1 Einsatz im Phantomaufbau 19
3.1.1 Nachstellung kompletter Operationsschritte 19
3.1.2 Nachstellung typischer Operationsschritte 21
3.2 Einsatz im Tierversuch 31
3.3 Einsatz in der Klinik 33
3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse 35
4. Diskussion
4.1 Auseinandersetzung mit der Signifikanz 37
4.2 Diskussion der Ergebnisse 38
4.3 Komplikationsvermeidung durch Übersicht 40
4.4 Tauglichkeit für die Klinikroutine 46
5. Zusammenfassung 46
6. Diagramme 48
7. Literaturverzeichnis 51
Danksagung 57
Lebenslauf 59
VI

1. Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Sichtsysteme
1.3 Hintergrund der Übersichtsoptik
1.1 Problemstellung
Endoskopische Operationen sind dadurch gekennzeichnet, dass darauf
verzichtet wird, mit einem großen Schnitt in das Operationsgebiet zu gelangen.
Statt dessen werden natürliche Körperöffnungen oder kleine Einstiche
verwendet, um ein Endoskop und Instrumente einzuführen.
Bei laparoskopischen Eingriffen taucht immer wieder das Problem auf, dass nur
ein Teilausschnitt des Operationsgebietes auf dem Monitor eingesehen werden
kann. Dies liegt meistens an der gewünschten Detailsicht beim Präparieren, um
die Instrumentenspitze und anatomische Details im Operationsbereich
bestmöglich zu sehen. Somit bleiben aber der Rest des Organs, die
angrenzenden Organe, die oft verwendeten Haltezangen und Trokare nicht im
Sichtfeld des Laparoskopes. Soll mehr Übersicht erzielt werden, so muss die
Optik zurückgezogen werden. Damit gehen aber Detailinformationen, wie z. B.
die schneidende Schere, die Maulteile des Klippapplikators oder das Einführen
eines Katheters verloren. Die Optik muss erneut dichter ans OP Geschehen
herangeführt werden. Das wiederholte Vor- und Zurückbewegen des
Laparoskopes führt zu einem unruhigen Bild. Dabei wird das Operationsgebiet
immer wieder unscharf, so dass neu fokussiert werden muss. Der Operateur
muss sich jedes Mal wieder aufs Neue auf die Bildsituation einstellen.
Beim Einführen weiterer Instrumente oder beim Instrumentenwechsel sollte die
Optik die Instrumente vom Trokar ins Operationsgebiet verfolgen, um
1

Verletzungen des Darmes und anderer Organe zu vermeiden. Dazu muss die
Optik nicht nur weiter herausgezogen werden, sie muss auch in Richtung des
Trokares, durch welchen der Instrumentenwechsel erfolgt, geschwenkt werden.
Dies benötigt Zeit, eine ruhige Hand und gegebenenfalls eine neue
Fokussierung.
1.2 Sichtsysteme
Die starren Laparoskope, welche zur Zeit in der abdominellen Chirurgie im
Einsatz sind, haben meistens einen Durchmesser von 10 mm und sind
bezüglich der Blickrichtung entweder gerade oder um 30° geneigt. In ihrem
starren Schaft befindet sich ein Linsensystem aus mehreren Stablinsen,
welches das Bild von der Frontlinse auf das Okular projiziert. Dort kann das Bild
direkt mit dem Auge betrachtet werden, oder es wird eine Kamera angebracht,
die das Bild auf einen Monitor überträgt.
Flexible Endoskope werden zum Beispiel in der Inneren Medizin benutzt. Mit
ihnen kann eine Gastroduodenoskopie oder eine Koloskopie durchgeführt
werden. Ihre Flexibilität wird durch die Verwendung von Glasfaserbündeln
anstatt von Glaslinsen ermöglicht. Geordnete Faserbündel (Bildleiter)
übertragen die Bildinformation von der Frontlinse zum Okular. Ungeordnete
Faserbündel (Lichtleiter) leiten das Licht einer Kaltlichtlampe ins Körperinnere.
Ebenso befinden sich Saug- und Spülkanäle, sowie Arbeitskanäle, durch
welche Biopsiezangen eingeführt werden können, im Inneren des
gemeinsamen flexiblen Gummischaftes.
Es gibt auch Sichtsysteme, bei denen direkt hinter der Frontlinse ein Charge-
Coupled-Device-Chip (CCD) angebracht ist, welcher die optischen Signale in
elektrische umwandelt. Der nachgeordnete Videoprozessor wandelt die
elektrischen Signale in ein Videosignal um, welches auf Monitoren angezeigt
wird. Dies setzt einen sehr kleinen CCD-Chip voraus, da er im Schaft des
Endoskops untergebracht werden muss.
2

Im Allgemeinen fehlt der Anzeige auf einem Monitor die räumliche Tiefe. Diese
wird bei speziellen 3D-Sichtsystemen z. B. mittels einer Shutterbrille ermöglicht
[27, 28]. Hier werden die Bilder mit den Perspektiven für das linke und rechte
Auge abwechselnd angezeigt. Mit Hilfe des Shuttersystems wird dafür gesorgt,
dass jedes Auge nur die korrespondierenden Bilder zu sehen bekommt, so
dass die Bildinformation stereoskopisch vermittelt wird.
Für die Transanale Endoskopische Mikrochirurgie (TEM) gibt es eine
Stereooptik mit direkter räumlicher Betrachtung durch die Okulare, allerdings
nur für einen Betrachter. Alle weiteren Personen müssen mit einem
zweidimensionalen Bild vorlieb nehmen, das über eine dritte Stablinsenoptik
aufgenommen und mit einem Videosystem angezeigt werden kann.
Zur Gewinnung eines dreidimensionalen Eindrucks können neben der
Stereoskopie sekundäre Raummerkmale wie Licht und Schatten herangezogen
werden. So wirft die Schattenoptik durch eine im Schaft zurückversetzte zweite
Beleuchtungseinheit an den Organen und den Instrumenten einen sichtbaren
Schatten [3]. Wird das Instrument an ein Organ herangeführt, so kommen sich
Instrument und dessen Schatten immer näher, bis sie sich schließlich, bei
Organberührung des Instrumentes berühren. So erhält der Betrachter eine
räumliche Zusatzinformation.
Bei laparoskopischen Operationen beschlägt die Frontlinse der Optik oft. Bei
Gewebekontakt mit der Frontlinse oder beim Einführen der Optik durch den
Trokar kann die Linse verschmutzt werden. Die Frontlinse muss dann bei
herkömmlichen Endoskopen extrakorporal gereinigt werden. Im Prototyp eines
starren Endoskops der Firma MGB (Medizinische Geräte Berlin) beinhaltet das
Endoskop einen Spülkanal und eine geregelte Endoskopheizung. Hiermit kann
die Frontlinse intraoperativ gereinigt werden. Durch das geregelte Beheizen des
Systems auf Körpertemperatur wird das Beschlagen der Optik verhindert.
Modernere Systeme bieten eine Zoom-Funktion, diese ist in der flexiblen
Endoskopie zum Betrachten der Mucosa sehr beliebt [4, 28]
3

1.3 Hintergrund der Übersichtsoptik
Durch das paarige Vorhandensein des menschlichen Auges ist eine
stereoskope Betrachtung möglich. Ein Bildpunkt, auf den man sein Augenmerk
richtet, wird im Fokus des Auges auf der Netzhaut an der Fovea centralis scharf
abgebildet. Bildpunkte, welche entfernt vom Ort des schärfsten Sehens
abgebildet werden, registriert das Gehirn ebenfalls. Bewegungen, Licht und
Schatten werden auch im Peripheriewinkel des menschlichen Auges
wahrgenommen. Um eine Bewegung scharf abzubilden, muss der Blick dorthin
gerichtet werden. Übersicht zu haben heißt, einen großen Arbeitsbereich zu
erfassen. Dies kann mit einem großen Arbeitsabstand oder mit einem großen
Blickfeldwinkel erreicht werden. In der Endoskopie ist der maximale
Arbeitsabstand auf die Abmessungen der betreffenden Körperhöhle
eingeschränkt. Das Endoskop muss einen gewissen Abstand vom
Operationsfeld einhalten, damit es den Arbeitsraum der Instrumente nicht stört.
Die Vergrößerung des Feldwinkels geht bei einem einfachen Videosystem zu
Lasten der Detailauflösung.
Bei einer laparoskopischen Operation beginnt der Operateur im Allgemeinen
mit einem diagnostischen Rundumblick, um einen Überblick über die
Anordnung der Organe zu gewinnen. Danach werden unter Sicht weitere
Trokare gesetzt, was bedeutet, bereits Übersicht zu verlieren, da das Endoskop
bewegt werden muss.
Um weitwinklige Übersicht und hohe Auflösung im Blickzentrum zu vereinen,
wurde zusammen mit der Firma Medizinische Geräte Berlin (MGB) ein Prototyp
entwickelt, der über unabhängige Abbildungssyteme für Übersichts- und
Detailsicht verfügt. Dieser Prototyp wurde im Rahmen dieser Dissertation
evaluiert und wird im Folgenden als Übersichtsoptik bezeichnet.
4

2. Material und Methoden
2.1 Die Übersichtsoptik
2.2 Videoequipment
2.3 Lichtquellen
2.4 Nachstellung von kompletten Operationen im Phantomaufbau
2.4.1 Appendektomie
2.4.2 Cholezystektomie
2.4.3 Fundoplikatio
2.4.4 Adnexektomie
2.4.5 Verschluss einer Leistenhernie
2.5 Nachstellung typischer Operationsschritte im Phantomaufbau
2.5.1 Zielversuch
2.5.2 Endocatch
2.6 Einsatz im Tierversuch
2.7 Einsatz in der Klinik
2.1 Die Übersichtsoptik
Die Übersichtsoptik der Firma MGB setzt sich aus mehreren Komponenten
zusammen, welche alle in einem Schaft mit 15 mm Außendurchmesser
untergebracht sind (Abb. 1).
5

Lichtleiter Übersicht
15 mm Schaft mit
Übersichtsoptiken
7 mm Detailoptik
(frei beweglich)
Abbildung 1: Aufbau der Übersichtsoptik (Foto: Hannes Schramm)
Im distalen Teil des Schaftes liegen
zwei 3 mm Weitwinkel-
Übersichtsoptiken, welche einen
Bildfeldwinkel von 120° und eine
Blickrichtung von 30° besitzen (Abb. 2).
Diese starren Endoskope enden am
proximalen Teil des Schaftes in zwei
separaten, nach außen abgewinkelten
Okularen, die zur Aufnahme von CCD-
Kameras vorgesehen sind. Der 15 mm
Schaft beinhaltet zwei
Lichtleiterfaserbündel, welche einen
gemeinsamen Lichtleiteranschluss
besitzen. Die oben genannten Teile
sind fest in den Schaft integriert und
können während des Eingriffes nicht
gedreht oder verschoben werden. Um
die Optik zu reinigen, kann der hintere
6
Lichtleiterbündel
für re. Übersicht
Lichtleiter Detailoptik
Übersichts-
optiken
Lichtleiterbündel
für li. Übersicht
Abbildung 2: Ende des 15mm
Schaftes mit zurückgezogener
Detailoptik (Foto: Hannes Schramm)

Teil mit den beiden Okularen und dem seitlichen Lichtleiteranschluss, samt den
beiden Übersichtsoptiken herausgezogen werden. Mittig im Schaft befindet sich
ein durchgehender Kanal, welcher ein herkömmliches starres 7 mm Endoskop
aufnehmen kann. Dieses Endoskop kann im Kanal frei vor- und
zurückgeschoben und gedreht werden.
2.2 Videoequipment
Um die Bilder der Übersichtsoptik als bewegtes Bild festzuhalten, wird eine
aufwendige Videotechnik benötigt. An die beiden seitlichen Okulare der 3 mm
Übersichtsoptiken wurden je eine CCD-Kamera (Firma Lemke, >750 CCD-
Linien, 24 MHz, 55 dB,

Abbildung 3: Graphische Darstellung der Übersichtsoptik mit den einzelnen
Monitorbildern, hier Phantomversuch Appendektomie. Im unteren Teil sind die
Bildfeldwinkel der Detailoptik und der beiden Übersichtsoptiken dargestellt
8

2.3 Lichtquellen
Der Lichtleiteranschluss an der Seite des 15 mm Schaftes muss an eine
Lichtquelle angeschlossen werden. Hierzu wurde eine Kaltlichtquelle der Firma
MGB (Lapalux 300) benutzt, welche eine Xenondampflampe mit 300 W
Leistung beinhaltet.
Die 7 mm Optik, welche selbst einen Lichtleiteranschluss für ihr eigenes
Lichtleiterfasernbündel besitzt, muss an eine zweite Lichtquelle angeschlossen
werden. Diese Optik wurde an eine Lichtquelle der Firma Wolf angeschlossen,
(Xenondampflampe, 300 W).
2.4 Nachstellung von kompletten Operationen im Phantomaufbau
In verschiedenen Aufbauten wurden einige Operationen am Kunststoff-
Phantom (Limbs & Things, England) nachgestellt. Dabei wurden die
Operationsbedingungen immer zuerst mit einer herkömmlichen 10 mm Optik
simuliert, danach wurden alle Trokare
wieder entfernt und das Ganze wurde
nochmals mit der Übersichtsoptik
wiederholt. In allen Phantomversuchen
wurden drei 21 Zoll Monitore der Firma
Sony benutzt. Auf zwei unten stehenden
Monitoren wurden jeweils das linke und
rechte Übersichtsbild angezeigt. Auf diesen
beiden stand der dritte Monitor, welcher
das Detailbild lieferte (Abb. 5).
Bei allen nachgestellten Operationen
wurden folgende Messwerte ermittelt:
9
Abbildung 5: Monitoranordnung:
Detailbild oben, Übersichtsbilder
für links und rechts unten.

Abstand zwischen Optiktrokar und den anderen verwendeten Trokaren,
Objektabstand Detailfrontlinse OP-Gebiet, Objektabstand
Übersichtsfrontlinsen OP-Gebiet, Objektabstände weiterer Trokare zum OP-
Gebiet, Abbildungsradien der Detail und Übersichtsbilder, Überlappung der
beiden Übersichtsbilder und die nicht sichtbare Strecke beim
Instrumentenwechsel.
Im Folgenden werden die im Phantom nachgestellten Operationen erläutert.
2.4.1 Appendektomie
Am Phantom wurden die Trokare für eine
Appendektomie gesetzt (Abb. 6). Dabei wurde
mit dem periumbilical gelegenen 10 mm-Trokar
begonnen. Nach dem Einführen der 10 mm-
Optik wurde unter Sicht der zweite Trokar (10
mm) im linken Unterbauch in der
Medioclavikularlinie eingebracht. Ein dritter
Trokar (12 mm) wurde im rechten Mittelbauch,
ebenfalls in der Medioclavikularlinie gesetzt.
Nach der Inspektion des Bauchraumes und dem
Aufsuchen der Appendix wurden die Trokare
wieder entfernt und ein 15 mm-Trokar für die
Übersichtsoptik periumbilical eingebracht.
Danach wurden die oben aufgeführten
Trokare unter Sicht mit Hilfe der Übersichts-
optik platziert. Nach der Betrachtung des
Situs und der einsehbaren Organe wurde
die Operation beendet.
10
Abbildung 6: Trokaranordnung
bei der Appendektomie im
Phantomaufbau
1 Optiktrokar (10/15 mm)
2 Arbeitstrokar (10 mm)
3 Arbeitstrokar (12 mm)

2.4.2 Cholezystektomie
Bei der nachgestellten Cholezystektomie
wurden 4 Trokare benutzt (Abb. 7). Es wurde
die Anordnung nach Rittmann (Kantonspital
Liestal, Schweiz) [24] gewählt. Ein 10 mm-
Trokar wurde periumbilical für die Optik
gesetzt. Ein weiterer 10 mm-Trokar für das
Kombiinstrument (Firma Wolf) wurde
subxiphoidal eingebracht.
In der rechten Medioclavikularlinie und in der
rechten vorderen Axillarlinie wurde jeweils
ein 5 mm-Trokar gesetzt. Alle weiteren
Trokare wurden jeweils unter Sicht mit einer
10 mm-Optik gesetzt. Danach wurde das
Setzen der Trokare
mit Hilfe der 15 mm-Übersichtsoptik
vorgenommen. Alle einsehbaren Bereiche
wurden dokumentiert.
11
Abbildung 7:
Trokaranordnung bei der
Cholezystektomie im
Phantomaufbau
1 Optiktrokar (10/15 mm)
2 Arbeitstrokar (10 mm)
3 Arbeitstrokar (5 mm)
4 Arbeitstrokar (5 mm)

2.4.3 Fundoplikatio
Die bei schwerer, rezidivierender
gastroösophagealen Refluxkrankheit, welche
nicht mehr allein durch Medikamente
beherrscht werden kann, durchgeführte
Operation in Form einer Fundoplikatio nach
Nissen-Rosetti wurde nachgestellt (Abb. 8).
Leider sind in dem verwendeten Torso weder
der linke Leberlappen, noch der Fundus mobil
und verformbar. Das Verfahren konnte
näherungsweise nachgestellt werden. Es
wurden die Abstände und einsehbaren
Bereiche inspiziert und dokumentiert.
Begonnen wurde mit einem 10 mm-Trokar,
welcher periumbilical für die 10 mm-Optik
gesetzt wurde. Danach wurden weitere
10 mm-Trokare verwendet und
folgendermaßen unter Sicht eingebracht:
subxiphoidal, medioklavikular links,
medioklavikular rechts und medioklavikular
rechts unterhalb der Rippenbogens.
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Abbildung 8:
Trokaranordnung bei der
Fundoplikatio im
Phantomaufbau
1 Optiktrokar (10/15 mm)
2-5 Arbeitstrokare (10 mm)
Es wurden ein Klippapplikator (Fa. Ethicon) und ein Leberretraktor eingeführt.
Der verwendete Leberretraktor wurde symbolisch auf den linken Leberlappen
gelegt. Wie bei jeder Operationsnachstellung am Phantom wurden die Trokare
wieder entfernt und alles nochmals mit Hilfe eines 15 mm-Trokars und der
Übersichtsoptik eingesehen.

2.4.4 Adnexektomie
Bei der nachgestellten Adnexektomie wurden folgende 4 Trokare verwendet
(Abb. 9): ein 10 mm-Trokar infraumbilical für die 10 mm-Optik, zwei 5 mm-
Trokare suprasymphysär rechts und links und ein weiterer 10 mm-Trokar 7 cm
links vom Nabel entfernt. Das Setzen der Trokare wurde jeweils mit der 10 mm-
Optik unter Sicht durchgeführt. Danach wurden die Trokare entfernt und der
Vorgang wurde mit Hilfe der Übersichtsoptik und einem 15 mm-Trokar
infraumbilikal wiederholt.
13
Abbildung 9:
Trokaranordnung bei der
Adnexektomie im
Phantomaufbau
1 Optiktrokar (10/15 mm)
2 Arbeitstrokar (10 mm)
3 Arbeitstrokar (5 mm)
4 Arbeitstrokar (5 mm)

2.4.5 Verschluss einer Leistenhernie
Um die Operation einer Leistenhernie nachzustellen, wurde die
intraabdominelle Technik nach Schultz [5] ausgewählt (Abb. 10). Die dafür
benötigten drei Trokare wurden folgendermaßen ins Phantom eingebracht: ein
10 mm-Trokar periumbilical für die Optik, ein 10 mm-Trokar in der rechten
Medioclavikularlinie und ein 12 mm-Trokare in der linken Medioclavikularlinie,
jeweils 4 cm unterhalb der Nabelhöhe. Bei der Hernioplastik wird normalerweise
ein Kunststoffnetz eingesetzt, welches zusammengerollt um eine Fasszange ins
Abdomen eingebracht wird. Intraabdominell wird es dann wieder entfaltet,
zurechtgelegt und mit einem Klammernahtgerät am Peritoneum fixiert. Das
Netz wurde im Versuch durch eine karierte Folie (12 cm x 7 cm) simuliert und
ins Abdomen des Phantoms eingebracht. Dort wurde das Netz mit zwei 5 mm-
Fasszangen (Trokare mit Reduktionshülsen) verschoben. Zuerst wurde das
Handling mit der 10 mm-Optik erfasst, danach mit der Übersichtsoptik.
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Abbildung 10:
Trokaranordnung bei der
Hernioplastik im
Phantomaufbau
1 Optiktrokar (10/15 mm)
2 Arbeitstrokar (12 mm)
3 Arbeitstrokar (10 mm)

2.5 Nachstellung typischer Operationsschritte im Phantomaufbau
Um zu statistisch auswertbaren Ergebnissen zu kommen, ist es notwendig,
möglichst viele Messwerte zu gewinnen. Es wurden zwei Aufgaben definiert, die
in einem Kunststoff-Phantom (Limbs & Things, England) unter standardisierten
Bedingungen mehrfach durchgeführt wurden.
Die Aufgaben orientieren sich an Schritten bei laparoskopischen Operationen,
für die Übersicht besonders wichtig ist. Die Aufgaben sind im Folgenden näher
beschrieben. Dabei wurden Zeit und Fehler gemessen. Verglichen wurde die
Übersichtsoptik mit einer herkömmlichen 10 mm-Optik, Blickrichtung 30°.
2.5.1 Zielversuch
Die Aufgabe war es hier, ein Instrument durch einen Trokar ins
Operationsgebiet zu bringen, welches mit einem Zielkreuz markiert war.
Gemessen wurden die Zeit vom Einführen des Instrumentes bis zur Berührung
des Kreuzes und die dabei gemachten Fehler (CD-ROM Film 1). Als Fehler
zählten alle Berührungen anderer Organe oder Teile als dem Zielkreuz. Durch
den rechten Trokar (10 mm) wurde mit der rechten Hand ein Koagulations-
instrument (Fa. Wolf) eingeführt. Mit der linken Hand wurde der Trokar
gehalten. Danach wurde mit der linken Hand eine Fasszange durch den Trokar
(5 mm) eingebracht. Der Trokar wurde mit der rechten Hand gehalten. Beide
Übungen wurden abwechselnd nacheinander 10 mal ausgeführt; zuerst mit
einer herkömmlichen 10 mm Optik. Hierfür wurde nur der obere Monitor
angeschaltet. Danach folgten abwechselnd 10 mal die Zielführung mit der
Übersichtsoptik und der Darstellung aller drei Bilder auf allen drei Monitoren.
Der Zielversuch wurde von 6 Probanden absolviert.
15

2.5.2 Endocatch
An einer am Phantom simulierten Cholezystektomie sollte mittels eines
Bergebeutels (Endocatch Fa. Autosuture) die Gallenblase geborgen werden.
Gemessen wurde die Zeit vom Einführen des Instrumentes durch einen 10 mm-
Trokar bis zur vollständigen Verpackung der Gallenblase. Nach Einführung
des Endocatch musste der Beutel entfaltet werden. Die Gallenblase sollte
mittels einer Fasszange durch den zweiten Trokar (5 mm) in den Bergebeutel
befördert werden. Es folgten je 9 Wiederholungen, zuerst mit einer
herkömmlichen 10 mm-Optik, dargestellt auf einem Monitor, dann mit der
Übersichtsoptik und der Betrachtung der Übersichtsbilder links und rechts unten
und des Detailbildes auf dem darüberstehenden Monitor.
Eine Vorübung und ein Vertrautmachen mit den Instrumenten fand nicht statt.
2.6 Einsatz im Tierversuch
An einem Schwein wurden eine laparoskopische Cholezystektomie und eine
Sigmaresektion durchgeführt. Dabei waren die Blickrichtungen der bis dato
noch im Überrohr frei drehbaren Übersichtsoptiken zu beurteilen. Aufgrund der
Beurteilung sollten die Blickrichtungen für den klinischen Einsatz fest eingestellt
werden. Begonnen wurde nach Anlegen des Pneumoperitoneums mit dem
Einbringen eines 15 mm-Trokares für die Übersichtsoptik im Bereich des
Nabels. Es folgte ein diagnostischer Rundumblick. Während des Einbringens
weiterer Trokare wurden die Blickrichtungen der noch drehbaren
Übersichtsoptiken nach dem subjektiven Eindruck zweier anwesender
Chirurgen und eines Technikers der Firma MGB verändert (CD-ROM Film 2).
Bei der Variante 1 blickten die Optiken in entgegengesetzte Richtungen, sodass
ein weiter Blick nach außen möglich war, das Detailfeld lag am Feldrand.
Variante 2 ließ die beiden Übersichtsoptiken leicht zueinander, in Richtung
16

Detailbild, blicken (2x30°), sodass der Blick weniger nach außen gerichtet war.
Es folgte das Einbringen weiterer Trokare für die vorgesehene
Cholezystektomie und Sigmaresektion unter Sicht mit der Übersichtsoptik.
Begonnen wurde mit der Cholezystektomie. Dabei wurde die Übersichtsoptik so
positioniert, dass das Bildfeld der Detailsicht die zu präparierende Stelle der
Gallenblase zeigte. Die Übersichtsoptiken überblickten das gesamte Abdomen
und die Einstichstellen der umliegenden Trokare. Nach erfolgreicher
Präparation wurde die Gallenblase mittels eines Bergebeutels geborgen.
Der Blick richtete sich nun kaudalwärts in Richtung Colon descendens und
Colon sigmoideum. Nach Adhäsiolyse und Freipräparation des Darmes wurde
die Operation aus ethischen Gründen abgebrochen. Die Detailoptik blickte stets
ins Operationsgebiet und wurde vom Kameraassistenten nur geringfügig vor-
und zurückbewegt. Der Instrumentenwechsel und das Freilegen bzw.
Mobilisieren des Darmabschnittes wurden auf den Übersichtsbildern verfolgt.
Nach Abschluss des Versuchs folgte eine Diskussionsrunde mit beiden
Operateuren, einem Techniker der Firma MGB und zwei Mitarbeitern der
Sektion für minimal invasive Chirurgie. Hierbei wurden die subjektiven
Eindrücke diskutiert und bewertet. Es folgten in den darauf folgenden Tagen
schriftliche Erfahrungsberichte von Seiten der Firma und aus Sicht der
Chirurgie.
2.7 Einsatz in der Klinik
Die Übersichtsoptik wurde während einer laparoskopischen Sigmaresektion
einmalig in der Olympiapark Klinik in München für ca. 20 Minuten eingesetzt.
Begonnen wurde die Operation mit der Schattenoptik der Firma MGB, da diese
im klinischen Einsatz schon als Standardoptik Verwendung findet.
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Es wurden zuerst der Trokar für die Optik, danach die vier Arbeits-Trokare
gesetzt, durch welche die Instrumente zugeführt wurden. Die Blickrichtung der
Optik bei einer Sigmaresektion war kaudalwärts gerichtet.
Die hochbetagte Patientin hatte intraabdominell zahlreiche Verwachsungen, so
dass es anfangs schwierig war, das Sigma darzustellen. Nach längerem
Freipräparieren des Colons wurde die bisher verwendete 10 mm-Schattenoptik
gegen die 15 mm-Übersichtsoptik ausgewechselt. Beim Anschluss der Optik
wurden über die 3 zuführenden Kamerakabel und über die jeweiligen
Kameragehäuse sterile Tüten gezogen, da diese Teile der Technik nicht
sterilisiert werden können. Die Kamerakabel gelangten jedes in eine separate
Elektronik. Von dort aus wurden die Bilder auf 3 Monitoren abgebildet. Das linke
und das rechte Bild wurden auf zwei nebeneinander stehenden Monitoren
dargestellt. Der dritte Monitor, auf welchem das Bild der 7 mm-Detailoptik
angezeigt wurde, stand auf den beiden unteren, wie bereits in den
Phantomversuchen und im Tierversuch (Abb. 5). Von den Kameraelektroniken
führten ebenfalls 3 Kabel zu je einem BETACAM-Rekorder, die das jeweilige
Bild zeitsynchron aufnahmen. Das zusätzliche Lichtleiterfaserbündel im Schaft
der Optik wurde an eine zusätzliche MGB 300 Watt Lichtquelle angeschlossen.
Beim Aufsetzen der eingetüteten Kameragehäuse auf die Übersichtsoptik
wurde festgestellt, dass die Abschluss-Scheibe des rechten Verbindungs-
stückes fehlte. Später stellte sich heraus, dass die Optik trotz des am Tag
zuvor besprochenen Vorgehens, mittels Tauchdesinfektion zu desinfizieren
autoklaviert worden war. Die dabei aufgetretenen Unter- und Überdrücke hatten
die Übersichtsoptik beschädigt. Eine Scheibe im Verbindungsstück der rechten
Übersichtsoptik war herausgefallen und die Verbindung der Kameragehäuse
mit der Übersichtsoptik war schwergängig. Als die Optik angeschlossen war,
zeigte die rechte Übersichtsoptik ein blasses kontrastarmes Bild.
Nach 20 Minuten Präparation wurde wieder auf die herkömmliche Optik
umgestiegen und die Operation erfolgreich beendet (CD-ROM Film 3).
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3. Ergebnisse
3.1 Einsatz im Phantomaufbau
3.1.1 Nachstellung kompletter Operationen
3.1.2 Nachstellung typischer Operationsschritte
3.2 Einsatz im Tierversuch
3.3 Einsatz in der Klinik
3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse
3.1 Einsatz im Phantomaufbau
Alle Ergebnisse, ausgenommen die der Ziel- und Bergeversuche, bei denen
Zeiten und Fehler gemessen wurden, beruhen auf subjektiven Werten, wie
Beobachtungen und Erfahrungen.
3.1.1 Nachstellung kompletter Operationen
Bei der simulierten Appendektomie und Cholezystektomie konnten mit Hilfe der
Übersichtsoptik alle Trokare bis zu den Einstichstellen überwacht werden. Bei
der Appendektomie musste der Trokar im rechten Mittelbauch allerdings
unterhalb des Kameratrokars gesetzt werden, so dass man ihn auf dem rechten
Übersichtsbild einsehen konnte. Hier zeigte sich, dass es einen nicht
einsehbaren Bereich für die Übersichtsoptik gibt. Alle Trokare, welche sich im
Radius von ca. 110 mm des Optiktrokares befanden, konnten nicht gesehen
werden. Ebenfalls nicht sichtbar waren alle Einstichstellen in Verlängerung der
Detailoptik, da der Schaft der Detailoptik die Sicht für die Übersichtsoptiken
verdeckt (Abb. 11).
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Die Ausleuchtung von Unter- und Oberbauch
war sehr gut.
Bei der nachgestellten Fundoplikatio zeigte
sich der Vorteil der verbesserten Übersicht.
Der eingebrachte Leberretraktor konnte auf
den Übersichtsbildern vollständig eingesehen
und überwacht werden. Bei der
herkömmlichen Optik ist dieser während des
gesamten Freipräparierens des Fundus nur in
Anschnitten einsehbar. Ein Verrutschen oder
eine Blutung kann nicht direkt erkannt
werden.
Die Anordnung der Trokare bei der
Adnexektomie war so gewählt, dass diese
unter Sicht der Übersichtsbilder gesetzt
werden konnten. Der Blick der Detailoptik war
kaudalwärts auf den Uterus gerichtet.
Bei der nachgestellten intraabdominellen
Hernioplastik war das eingebrachte
20
Abbildung 11: Skizze des
unsichtbaren Bereichs der
Übersichtsoptik
Kunststoffnetz auf beiden Übersichtsbildern im Gesamten verfolgbar. So konnte
es zwischen beiden Fasszangen übergeben und zurechtgelegt werden.
Mit der herkömmlichen 10 mm-Optik musste diese weit in den Trokar
zurückgezogen werden, um das gesamte Netz einzusehen. In situ wäre das
Netz mit dem Stapler befestigt worden. Im Phantomaufbau war nur eine
Simulation mit dem Instrument möglich. Es zeigte sich aber, dass ein
abwechselndes Betrachten auf den Monitoren der Übersichtsbilder, dann auf
dem Detailbild das Befestigen vereinfachen würde. Auf das ständige Hin- und
Herbewegen der Detailoptik konnte verzichtet werden. Verletzungen des Darms
oder eines Nerven können so vermieden werden [11]. Topart beziffert das
Risiko einer intraoperativen Darmverletzung mit 2-4% [24].

Bei allen simulierten Operationen trat ein positiver Nebeneffekt auf, denn durch
die zwei Lichtauslässe (Detailoptik und Übersichtsschaft) entsteht ein
Schatteneffekt wie bei der Schattenoptik (FA MGB). Dadurch verbesserte sich
der Raumeindruck.
Gewöhnungsbedürftig waren die drei Monitore, welche unten die
Übersichtsbilder, oben das Detailbild zeigten. Es bedurfte besonderer
Konzentration, den Blick im richtigen Moment, z.B. beim Wechsel einen
Instrumentes, vom Übersichtsbild auf das Detailbild und umgekehrt zu richten.
3.1.2 Nachstellung typischer Operationsschritte
Beim Zielversuch waren die 6 Probanden mit Hilfe der Übersichtsoptik mit dem
rechten Instrument durchschnittlich 2,9 Sekunden schneller am Ziel. Sie
benötigten durchschnittlich 9,1 (± 5,6) Sekunden mit der Übersichtsoptik
(rechtes Instrument) und 12 (± 9,6) Sekunden ohne Übersichtsoptik (re.
Instrument). Mit dem linken Instrument zeigte sich mit und ohne Übersichtsoptik
kein Unterschied. Linkes Instrument mit Übersichtsoptik 8,8 (± 5,4) Sekunden,
ohne Übersichtsoptik 8,7 (± 6,1) Sekunden (Abb. 25).
Fehler wurden mit dem rechten Instrument mit der Übersichtsoptik ca. 0,5
weniger gemacht als ohne Übersichtsoptik. Null (±0,1) Fehler mit Übersichts-
optik, 0,5 (±0,7) Fehler ohne Übersichtsoptik (rechtes Instrument). 0,2 (±0,5)
Fehler mit Übersichtsoptik, 0,3 (±0,7) Fehler ohne Übersichtsoptik (Abb. 26).
Die Bergung der Gallenblase mittels Bergebeutel war mit Hilfe der
Übersichtsoptik durchschnittlich 9 Sekunden schneller. Mit Übersichtsoptik
benötigten die Probanden durchschnittlich 23,6 (±12,6) Sekunden, ohne
Übersicht 32,8 (±19,6) Sekunden (Abb. 27).
Statistisch gesehen zeigte sich keine Signifikanz.
Bei allen Probanden zeigte sich während beider Versuche bei der zehnmaligen
Wiederholung eine deutliche Lernkurve (Abb. 28 und 29).
21

Während der Phantomversuche wurden die Abstände zwischen den Trokaren
und die Objektabstände gemessen. Ebenso wurde die nicht sichtbare Strecke
beim Instrumentenwechsel zwischen Trokar und Auftauchen im Detailbildfeld
bestimmt (Tabelle: Nicht sichtbare Strecke ). Auf dem jeweiligen Übersichtsbild
kann das Instrument vom Trokarausgang bis ins Detailbild verfolgt werden.
Ausgewählte Bilder wurden nachträglich mit Computerunterstützung zu
Gesamtbildern aus Detail und Übersicht montiert. Die Übersichtsbilder zeigen
Zusatzinformationen wie Trokare, Nachbarorgane und Haltezangen.
An den gemessen Strecken lässt sich erkennen, dass ein großer
Überlappungsbereich der beiden Übersichtsoptiken besteht. Dies ist in den
Abbildungen 12, 17, 22 und 23 schematisch dargestellt.
22

Nachgestellte Appendektomie
Abstand Einstichstelle Optiktrokar 1 - Trokar 3 10 cm
Abstand Einstichstelle Optiktrokar 1 - Trokar 2 11 cm
Abstand Trokar 2 - 3 17 cm
Objektabstand Detailfrontlinse - Appendix 5 cm
Objektabstand Übersichtsfrontlinsen - Appendix 11 cm
Objektabstand Trokar 2 - Appendix 13 cm
Objektabstand Trokar 3 - Appendix 12 cm
Bildfeldradius der Detailoptik in Objektabstand 2,5 cm
Bildfeldradius Übersichtsoptik in Objektabstand 19 cm
Überlappung re./li. Übersichtsbild in Objektabstand 16 cm
Nicht sichtbare Strecke bei Instrumentenwechsel
(Trokar 2) ohne Übersichtsbilder
Abbildung 12:
Appendektomie im
Phantomaufbau.
Überlappung der
Bildausschnitte beider
Übersichtsoptiken.
Rechte Übersichtsoptik
Linke Übersichtsoptik
Detailoptik
23
10 cm

Ein Verschmelzen der 3 Videobilder (Abb. 13-15, 18-20) im Live-Modus war
während der Versuche technisch nicht möglich. Entsprechende (zukünftige)
Rechnerleistung vorausgesetzt, ist eine exakte Fusion der zwei Übersichtsbilder
mit Videogeschwindigkeit denkbar (Panoramasoftware Photo Stitch, Abb. 16).
Einer Fusion von Detailbild und Übersichtsbild der im Projekt realisierten
Übersichtsoptik stehen jedoch grundsätzliche Probleme entgegen.
Die Detail- und Übersichtsoptik wurden aus stark unterschiedlichen
Perspektiven und mit verschiedenen Bildfeldwinkeln gewonnen. Im Raum
gestaffelte Objekte verdecken sich unterschiedlich, je nachdem aus welcher
Perspektive sie betrachtet werden, so dass eine Fusionierung im Allgemeinen
nicht möglich ist. Um trotzdem eine Vorstellung von einer Fusion von Detail-
und Umfeldbild geben zu können, wurden exemplarisch das mit der
Panoramasoftware generierte Übersichtsbild (Abb. 21) und das dazugehörige
Detailbild mit der Software Photoshop (Adobe) zusammengesetzt und störende
in den Raum ragende Objekte retuschiert.
Abbildung 13: Originalbild der
Detailoptik bei einer Appendektomie im
Phantomversuch
24

Abbildung 14: Originalbild der linken
Übersichtsoptik
25
Abbildung 15: Originalbild der rechten
Übersichtsoptik
Abbildung 16: Fusioniertes Bild beider Übersichtsoptiken,
verschmolzen mit Hilfe einer Panoramasoftware

Nachgestellte Fundoplikatio
Abstand Einstichstelle Optiktrokar - Trokar li. 8 cm
Abstand Einstichstelle Optiktrokar - Trokar re. 15 cm
Abstand Kameratrokar - Trokar subxiphoidal 9 cm
Objektabstand Detailfrontlinse - dist. Ösophagus 6 cm
Objektabstand Übersichtsfrontlinsen - dist.
Ösophagus
26
15 cm
Objektabstand Trokar li. - dist. Ösophagus 18 cm
Objektabstand Trokar re. - dist. Ösophagus 17 cm
Bildfeldradius Detailoptik in Objektabstand 3,5 cm
Bildfeldradius Übersichtsbild in Objektabstand 22 cm
Überlappung re./li. Übersichtsbild in Objektabstand 14 cm
Nicht sichtbare Strecke bei Instrumentenwechsel
(li. Trokar) ohne Übersichtsbilder
Abbildung 17:
Fundoplikatio im
Phantomaufbau
Rechte Übersichtsoptik
Linke Übersichtsoptik
Detailoptik
13 cm

Abbildung 18: Originalbild der Detailoptik bei einer Fundoplikatio im
Phantomversuch
Abbildung 19: Originalbild der linken
Übersichtsoptik
27
Abbildung 20: Originalbild der rechten
Übersichtsoptik

Abbildung 21: Fusioniertes, verzerrtes und vergrößertes Bild beider
Übersichtsoptiken aus den Originalbildern 19 und 20. Das Detailbild 18 wurde
eingepasst, die Haltezange wurde zum Ausgleich der verschiedenen Blickwinkel
gedreht.
28

Nachgestellte Cholezystektomie
Abstand Einstichstelle Optiktrokar - Trokar re. 6 cm
Abstand Einstichstelle Optiktrokar - Trokar
subxiphoidal
29
29
13 cm
Objektabstand Detailfrontlinse - Leberrand 8 cm
Objektabstand Übersichtsfrontlinsen - Leberrand 12 cm
Objektabstand Trokar re. - Leberrand 13 cm
Objektabstand Trokar subxiphoidal - Leberrand 11 cm
Bildfeldradius Detailoptik in Objektabstand 3,5 cm
Bildfeldradius Übersichtsbild in Objektabstand 19 cm
Überlappung re./li. Übersichtsbild in Objektabstand 16 cm
Nicht sichtbare Strecke bei Instrumentenwechsel
(li. Trokar) ohne Übersichtsbilder
Abbildung 22:
Cholezystektomie im
Phantomaufbau
Rechte Übersichtsoptik
Linke Übersichtsoptik
Detailoptik
7 cm

Nachgestellte Adnexektomie
Abstand Einstichstelle Optiktrokar - Trokar re. 12 cm
Abstand Einstichstelle Optiktrokar - Trokar li. 12 cm
Objektabstand Detailfrontlinse - Uterus 6 cm
Objektabstand Übersichtsfrontlinsen - Uterus 13 cm
Objektabstand Trokar re. - Uterus 14 cm
Objektabstand Trokar li. - Uterus 14 cm
Bildfeldradius Detailoptik in Objektabstand 3 cm
Bildfeldradius Übersichtsbild in Objektabstand 20 cm
Überlappung re./li. Übersichtsbild in Objektabstand 15 cm
Nicht sichtbare Strecke bei Instrumentenwechsel
(li. Trokar) ohne Überscihtsbilder
Abbildung 23:
Adnexektomie im
Phantomaufbau
Rechte Übersichtsoptik
Linke Übersichtsoptik
Detailoptik
30
30
7 cm

3.2 Einsatz im Tierversuch
Die Übersichtsoptik gewährte einen guten Überblick über das Abdomen des
Schweins. Die Bilder waren ausreichend hell, nur im Bereich der entfernt vom
Nabel gelegenen Harnblase waren sie etwas dunkel. Es ist anzunehmen, dass
der Helligkeitsabfall Richtung Blase beim Menschen geringer ist, weil das
menschliche Abdomen nicht so langgestreckt ist.
Die Bildqualität der 7 mm-Detailoptik war sehr gut.
Bei optimaler Positionierung machte die Übersichtsoptik die Trokareinstiche und
das Operationsfeld gleichzeitig sichtbar. Instrumente konnten während des
Einführens ins Operationsgebiet vollständig verfolgt werden, ohne die Optik zu
bewegen.
Abbildung 24: Einbringen des 15 mm Trokars für die Übersichtsoptik
beim Tierversuch
31

Die frei drehbaren Übersichtsoptiken wurden nach subjektiver Beurteilung in der
Variante 2x30°-Blickrichtung zueinander fixiert, da bei dieser Einstellung
genügend Übersicht vorhanden war. Das Bildfeld der Detailoptik war bei dieser
Einstellung auf dem Übersichtsbild mehr zur Mitte hin abgebildet, wie man es
bei einer herkömmlichen zurückgezogenen Optik kennt und gewohnt ist.
Nachteilig war das Gewicht und der eingeschränkte Bewegungsspielraum der
gesamten Anordnung (3x Kamerakabel, 2x Lichtleiter). Ebenfalls zeitaufwendig
war die Fokussierung aller 3 Optiken. Nach einer gewissen Zeit war durch
Ausprobieren und Übungseffekte eine stabile Kameraposition erreicht.
Nach dem Aus- und Einführen der Optik kam es zu einem Niederschlag von
Feuchtigkeit an den Frontlinsen der Übersichtsteiloptiken. Die Feuchtigkeit
verflüchtigte sich nach ca. 20 Sekunden. Um dies zu umgehen, wurde die Optik
in warmem Wasser vorgewärmt.
Durch Blut- oder Gewebekontakt kam es wiederholt zu Verschmutzungen der
Fenster, deshalb musste die Übersichtsoptik mehrmals herausgezogen und
gereinigt werden, was einen deutlich höheren Zeitaufwand verursachte als nur
bei einer Optik.
Auch für erfahrene Operateure war es anfangs gewöhnungsbedürftig, drei
Bilder auf drei Monitoren zu sehen. Nach gewisser Einarbeitung war aber zu
beobachten, wie sich der Blick des Operateurs beim Einführen von
Instrumenten auf eines der Übersichtsbilder und danach wieder auf die
Detailinformation richtete.
Während der Cholezystektomie musste die Übersichtsoptik praktisch nicht
bewegt werden, da die Instrumente beim Wechseln auf den
Übersichtsmonitoren vom Trokar bis ins OP-Gebiet verfolgt werden konnten.
Kleine Korrekturen der Blickrichtung bei der Präparation waren notwendig. Die
Funduszange konnte auf den Übersichtsbildern überwacht werden, beim
Nachfassen war dies ein Vorteil. Als die Gallenblase schließlich abgesetzt
wurde, kam der bereits in den Phantomversuchen benutzte Bergebeutel zum
Einsatz. Dieser wurde intraabdominell entfaltet. Es zeigte sich erneut, dass der
32

Beutel nur mit Hilfe der Übersichtsoptik komplett zu sehen war. Mit Hilfe der
Übersichtsbilder wurde die Gallenblase eingeschlossen und geborgen.
Die anschließend begonnene Sigmaresektion begann mit der Freipräparation.
Während der Mobilisation des Darmes war dieser stetig über den Rand der
Detailbildinformation hinausbewegt worden und konnte von da an auf den
Übersichtsbildern betrachtet werden. Hierbei kam es öfter als bei der
Cholezystektomie zu Gewebekontakten mit den Optiken, so dass die Optik
gereinigt werden musste. Das für die Resektion ausgewählte Darmstück wurde
mit weichen Darmklemmen markiert. Das so markierte Resektat war im
Übersichtsbild vollständig einsehbar.
Die bis zu diesem Zeitpunkt gewonnen Informationen und subjektiven
Eindrücke waren ausreichend für die klinische Evaluation.
An dieser Stelle wurde die Operation aus ethischen Gründen abgebrochen.
3.3 Einsatz in der Klinik
Intraabdominell zeigte sich bei Platzierung der Übersichtsoptik dicht unterhalb
der Bauchdecke, wie vergleichsweise wenig Zusatzinformation auf dem Bild der
Detailoptik zu sehen ist. Dagegen waren auf den Übersichtsbildern zumeist alle
wesentlichen Strukturen einsehbar.
Auf dem rechten Bild waren, je nach Haltung der Optik durch den
Kameraassistenten, meistens die beiden rechten Trokare zu sehen, aus denen
die Instrumente zur Präparation herausreichten. Die beiden Instrumente ließen
sich auf dem Bild vom Trokarende ausgehend bis zum Maulteil einsehen. Um
das Colon sigmoideum zu präparieren, musste dies mit einer Haltezange
gespannt werden. Hierbei verschwand das Instrument immer wieder aus dem
Bild der Detailoptik bzw. konnte nur noch in Randbereichen des Detailbildes
teilweise eingesehen werden. Auf dem Bild der rechten Übersichtsoptik waren
beide Instrumente und deren Maulteile unabhängig von deren Bewegung im
33

Raum zu sehen. Allerdings führte das Hochziehen von umliegendem Gewebe
mit der Haltezange teilweise dazu, dass das Maulteil dieses Instrumentes hinter
der vorgeschobenen Detailoptik verschwand und so für den Operateur auch auf
den Bildern der Übersichtsoptiken nicht mehr sichtbar war.
Auf dem Bild der linken Optik waren beide Instrumente sichtbar, allerdings nur
etwa die vorderen zwei Drittel. Zusätzlich erhielt der Betrachter Informationen
über den linken Teil des Abdomens. Am linken oberen Bildrand war das Bild
durch einen Gewebelappen der Bauchwand etwas verdeckt, was aber durch
leichtes Vorschieben der Übersichtsoptik hätte behoben werden können.
Als die Optik mit Gewebe in Berührung kam, musste sie gereinigt werden.
Dabei stellte sich heraus, dass die Reinigung der drei Frontlinsen der
Übersichtsoptik zeitaufwändig ist.
Umständlich war auch das Handling der Übersichtsoptik mit drei Kabeln und
zwei Lichtleitern.
Der zirka 20 Minuten dauernde klinische Einsatz der Übersichtsoptik während
einer Sigmaresektion zeigte, wie schon die Phantomversuchen und der
Tierversuch, wie viel zusätzliche Informationen auf den Übersichtsbildern
enthalten sind. Der Betrachter behielt den Überblick über die anatomischen
Strukturen und deren Anordnung. Die Übersicht erleichtert stark die
Orientierung. Das Detailbild war lichtstark, formatfüllend und von guter
Bildqualität. Die Übersichtsbilder waren als angeschnittene Kreise auf den
zusätzlichen Monitoren zu sehen, wobei auf beiden Bildern ein Überlappungs-
bereich an gleichen einsehbaren Bereichen bestand. Beim Autoklavieren war
das Sichtfenster des rechten Übersichtsoptiksystems beschädigt worden und
Flüssigkeit eingedrungen. Deshalb war das rechte Übersichtsbild diffuser und
qualitativ schlechter als das linke Bild. Dadurch, dass Bereiche neben dem
Operationsfeld auf den Übersichtsbildern einsehbar waren, musste die
Kameraposition nicht verändert werden. Wenn ein Instrument den Bereich des
Detailoptikbildes verließ, konnte es auf den beiden Übersichtsbildern
weiterverfolgt werden. So konnte während des Schneidevorgangs die
Haltezange auf den beiden Übersichtsmonitoren im Blickfeld gehalten werden.
34

Die Übersicht erlaubte es, das Instrument bequem unter Sicht ins OP-Gebiet zu
bewegen, ohne andere Organe zu berühren und eine Verletzung hervorzurufen.
Die beiden rechten Trokare konnten je nach Kameraposition bis an die
Einstichstellen eingesehen und somit auf Blutungen an den Inzisionen
überwacht werden. Durch die zusätzlichen Lichtfasern im Schaft der
Übersichtsoptik entstand ein leichter Schatteneffekt. Er war nicht so stark
ausgeprägt wie bei der Schattenoptik (FA MGB), jedoch von Nutzen, um die
räumliche Anordnung der Instrumente und Organe besser abschätzen zu
können.
3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse
Aufwendig war der Umfang der benötigten Videoausstattung, um die Bilder der
Detailoptik und der beiden Übersichtsoptiken darzustellen und auf Video
festzuhalten. Sowohl in der Vorbereitung, als auch in Tier- und Human-OP
benötigten die Gerätschaften einen separaten Gerätewagen und nahmen
dadurch den Platz auf einer Seite des Operationstisches in Anspruch.
Die Desinfektion und Sterilisation der Optik ist noch nicht routinemäßig
durchführbar, sodass hierfür mehr Zeit und Sorgfalt aufgewendet werden muss.
Bereits zu Beginn einer Operation muss der Operateur sich über die
Fähigkeiten der Optik aber auch ihrer Grenzen im Klaren sein. So müssen die
Trokare gezielt gesetzt werden, um nicht im unsichtbaren Bereich der Optik zu
liegen. Sitzen sie falsch, reduziert sich der Vorteil der Übersichtsoptik.
Da die Übersichtsoptik deutlich größer und schwerer als eine herkömmliche
10 mm Optik ist, sollte sie nur in Kombination mit einem Kamerahaltesystem
zum Einsatz kommen.
Bereits während der Phantomversuche zeigten sich die Vorteile der Übersicht.
Unter Sicht gesetzte Trokare konnten auf den Übersichtsbildern eingesehen
und somit überwacht werden. Ein Vor- und Zurückziehen der Optik bei
35

Instrumentenwechseln entfällt, dies zeigte die im Tierversuch durchgeführte
Cholezystektomie.
Große Instrumente, wie z.B. Leberretraktor oder Bergebeutel für die
Gallenblase, waren vollständig auf den Übersichtsbildern sichtbar.
Hilfreich war auch der Schatteneffekt, welcher durch das zweite
Lichtleiterbündel im Schaft entstand.
In den Phantomversuchen konnten statistisch signifikante Ergebnisse nicht
erhoben werden. Es zeigte sich eine Lernkurve und somit eine Gewöhnung an
die Situation, bei der Übersichtsoptik drei Bilder zu betrachten.
Während des klinischen Einsatzes konnten auf den Übersichtsbildern die
Haltezangen beobachtet und überwacht werden. Dies war hilfreich, da die
Patientin zahlreiche Verwachsungen aufwies, welche durch eine Adhäsiolyse
beseitigt wurden. Die Bilder der Übersichtsoptik verschafften den richtigen
Überblick.
Die Trokare der Haltezangen konnten auf den Übersichtsbildern beobachtet
und deren korrekte Lage kontrolliert werden. Die Haltezangen selbst waren
zeitweise nur auf den Übersichtsbildern zu sehen. Diese wären bei nur einer
Optik, nahe des OP-Gebiets nicht auf dem Detailbild sichtbar und somit für den
Assistenten nicht kontrollierbar.
36

4. Diskussion
4.1 Auseinandersetzung mit der Signifikanz
4.2 Diskussion der Ergebnisse
4.3 Komplikationsvermeidung durch Übersicht
4.4 Tauglichkeit für die Klinikroutine
Ausgehend von der Frage, ob es technisch möglich ist, während
laparoskopischer Operationen eine deutlich bessere Übersicht über das
Operationsgebiet zu gewinnen, zeigt diese Arbeit den Weg eines starren
Endoskop-Prototyps von der Idee über die einzelnen Erprobungen bis hin zum
klinischen Einsatz. Welche Probleme treten auf? Welcher Aufwand stellt sich?
Wie ist das Handling? Kann ein Chirurg die neue Sichtweise sofort umsetzen?
Anhand dieser Fragen wurden einige Versuche unternommen, bevor das
Instrument schließlich einmalig in den klinischen Einsatz kam.
Bei der Erprobung trugen viele Erfahrungswerte zur Beurteilung bei.
Außer den messbaren Zeiten und Fehlern beruhen die Ergebnisse jedoch
weitgehend auf subjektiven Bewertungen.
4.1 Auseinandersetzung mit der Signifikanz
Bei den Versuchen mit Zeit- und Fehlermessung konnten keine statistisch
signifikanten Ergebnisse erhoben werden. Dies lag wahrscheinlich daran, dass
der Umgang mit der Übersichtsoptik und den daraus resultierenden drei Bildern
unergonomisch war. Es zeigte sich, dass die ersten Versuche,
mit einem Instrument ans Operations-Ziel zu gelangen, im allgemeinen
besonders lange dauerten. Die Probanden mussten sich zuerst mit den
Aufbauten vertraut machen. Die Entscheidung, welche Bildinformation bzw.
37

welches Bild auf welchem Monitor der einzelne vorzog, fiel einigen Probanden
schwer. Beobachtete man die Probanden, zeigte sich, dass manche nach
einigen Versuchen das Instrument blind ins Zielgebiet führten. Dies ist auch
anhand der resultierenden Lernkurve abzulesen.
4.2 Diskussion der Ergebnisse
Bereits bei den Phantomversuchen zeigte sich die Schwierigkeit, die
zusätzliche Information dreier Videobilder richtig zu nutzen. Beim Einsatz der
Übersichtsoptik ist bereits das Setzen des Kameratrokars an der richtigen Stelle
von Bedeutung. Eine herkömmliche Platzierung der Optik bedeutet nicht immer
beste Übersicht für die beiden Weitwinkeloptiken zu haben, da nicht alle
Bereiche des Bauchraumes eingesehen werden können.
Auch war das richtige Platzieren weiterer Arbeitstrokare von Bedeutung, um
diese mit den Übersichtsoptiken zu überwachen. Im Bereich des Schaftes und
um den Kameratrokar herum zeigte sich ein nicht einsehbarer Bereich.
Die Nachstellung der o.g. Operationen im Phantomversuch zeigten alle Vor-
und Nachteile der Übersichtsoptik. Bei Einbringen der Arbeitstrokare unter Sicht
waren diese stets im Sichtfeld der Übersichtsoptiken und somit überwachbar.
Auch ein Instrumentenwechsel war sicherer, da er ebenfalls auf den
Übersichtsbildern verfolgt werden konnte. Ein zusätzliches Zurückziehen der
Detailoptik entfiel.
Anhand der Messungen des Bildfeldradius jeder Übersichtsoptik ergaben sich
die maximalen Abstände, welche die Arbeitstrokare gerade noch im Bildfeld der
Übersichtsoptiken zeigten. Deshalb sollte bei einer geplanten Operation mit
Hilfe der Übersichtsoptik zuerst die Detailoptik mit der richtigen Blickrichtung
positioniert werden. Danach sollten die Arbeitstrokare so gesetzt werden, dass
die Detailoptik nicht mehr seitlich bewegt werden muss. Die Überwachung der
Arbeitstrokare erfolgt auf den Übersichtsbildern.
38

Auf den einzelnen Übersichtsbildern und anhand der gemessenen Strecken
sieht man, wieviele Bildinformationen der beiden Übersichtsbilder sich
überlappen.
Die Schwierigkeit lag in der Nutzung der drei Videobilder. Ein zu großer
Abstand der Monitore und somit der einzelnen Bilder machte es unmöglich alle
Bildinformationen zu erfassen. Um die Übersichtsoptik routinetauglich zu
machen, bedarf es einer Verbesserung der Darstellung.
Nachträglich wurde die Fusion beider Übersichtsbilder am Rechner simuliert, da
bisher eine Berechnung der Bilder in Echtzeit nicht möglich ist.
Nur durch eine Fusion der Übersichtsbilder könnte der Peripheriewinkel des
Auges genutzt werden. Während einer Präparation im Detailfeld könnten so
mögliche Gefahren oder Verletzungen der Umgebung in unmittelbarer Bildnähe
wahrgenommen werden.
Die Darstellung auf drei Monitoren setzte ein direktes Hinschauen auf den
jeweiligen Monitor voraus und brachte somit eine Ablenkung vom Detailbild mit
sich.
Bei der nachgestellten Hernioplastik und im Endocatchversuch waren die
Vorteile einer Übersichtsoptik zu sehen. Die Entfaltung des Mesh konnte
vollständig mitverfolgt werden, auch das Verschieben und Platzieren des
Netzes.
Das Bergen der Gallenblase in den Bergebeutel ist ebenfalls unter
Zuhilfenahme der Übersichtsbilder voll einzusehen.
Im Tierversuch wurde das Setzen der Trokare unter Nutzung der
Übersichtsbilder nochmals erprobt. Auch hier war es wichtig, die Trokare so
einzubringen, dass sie zu Beginn der Operation bereits im Sichtfeld der
Übersichtsoptiken lagen.
Im Unterschied zu den Phantomversuchen zeigten sich jetzt zusätzliche
Schwierigkeiten. Verschmutzen bzw. Beschlagen von nicht nur einer, sondern
drei Optiken erforderte deutlich mehr Aufwand und Reinigungszeit. Auch waren
die Lichtverhältnisse in einem lebenden Körper deutlich schlechter. Dennoch
zeigte sich auch im Tierversuch immer wieder der Vorteil der Übersichtsoptik.
39

Es ergab sich ein stabiles und nahezu verwacklungsfreies Bild, da die Optik in
der Operationsposition belassen werden konnte.
Unbedingt erforderlich scheint ein Kamerahaltesystem, da die größeren Maße
und das größere Gewicht der Optik zu Ermüdung des Kameraassistenten
führte.
Der kurze klinische Einsatz war ebenfalls hilfreich, um weitere Ideen zur
Verbesserung der Optik und der Videodarstellung zu erhalten. Trotz der
Beschädigung der rechten Übersichtsoptik während des Autoklaviervorgangs
brachten die Bilder Aufschluss in Bezug auf Übersicht im humanen Abdomen.
Wie schon beim Tierversuch waren die Instrumentenwechsel einsehbar.
Damit war die Sicherheit gegeben, eine mögliche Verletzung direkt auf den
Übersichtsbildern zu erkennen. Vor allem die Haltezangen des Assistenten
konnten auf den Übersichtsbildern überwacht werden, da diese aus dem
Detailbild teils ganz verschwanden. Der Assistent konnte seine Instrumente
selbständig auf den Übersichtsbildern einsehen und somit Korrekturen der
Position mit einem großen Maß an Sicherheit durchführen.
Auch im klinischen Einsatz waren die noch nicht ausgereifte Darstellung der
Bilder auf drei Monitoren, der große Aufbau- und Platzaufwand im OP und das
Handling der großen und schweren Optik nachteilig.
Insgesamt bedarf die Übersichtsoptik vor Ihrem routinemäßigen Einsatz noch
einiger Verbesserungen. Einige Ideen hierbei sind nachfolgend beschrieben.
4.3 Komplikationsvermeidung durch Übersicht
Bei herkömmlichen laparoskopischen Operationen fehlt die Übersicht. Es wird
immer nur das eingesehen, was die Optik abbildet. Was im Bauchraum
geschieht, kann nur wahrgenommen werden, wenn die Optik in die
entsprechende Richtung blickt. Einer herkömmlichen Optik fehlt eine Art
Peripheriewinkel, welcher z.B. bei einer Blutung im nahe gelegenen Umfeld des
40

Operationsgebietes von Nutzen wäre. Hätte man die zusätzliche Information
über die Vorgänge außerhalb des OP Gebietes, so würde z.B. eine Blutung
sofort auffallen.
Pier empfiehlt zu Beginn einen 360° Rundumblick, um initiale Verletzungen zu
erkennen bzw. um sich einen Überblick zu verschaffen [18].
Dies ist mit der Übersichtsoptik während der Operation, zumindest in
Blickrichtung dauerhaft möglich.
Um aber so wenig wie möglich vom operativen Geschehen, d.h. vom Detailbild
abgelenkt zu werden, sind weitere technische Verbesserungen notwendig.
So müßte die Fusion der Übersichtsbilder in Echtzeit mittels eines Rechners
erfolgen. Das erzielte Gesamtübersichtsbild muss so nah um das Detailbild
gelegt werden, dass Auffälligkeiten im Peripheriewinkel des Operateurs liegen.
Denkbar wäre etwa eine mittels Computersoftware generierte Anordnung der
Übersichtsbilder um das Detailbild (wie nach den Phantomversuchen).
Allerdings dürfte dafür die Perspektive von Detail- und Übersichtsoptik nicht so
stark voneinander abweichen (verschiedene Blickrichtungen der einzelnen
Übersichtsoptiken). Das zentrale Bild hat optimale Qualität, die Umgebung wird
in reduzierter Auflösung und eventuell verzerrt dargestellt. Dies müsste in
Echtzeit während der OP passieren, war aber zur Zeit der Versuche technisch
noch nicht möglich.
Angenommen, es stünde hinreichende Rechnerleistung zur Verfügung, bleibt
die Frage offen, auf welche Weise die Einzelbilder fusioniert werden sollen. Um
möglichst viel an Detailinformation aus dem eigentlichen Operationsfeld zu
bekommen, darf dieses Bild nicht verkleinert werden. Geht man von einem
Detailbild mit 720x576 Pixeln aus, so müssten die Übersichtsbilder ohne
Verzerrung auf circa 1600x2400 Pixel ausgedehnt werden. Dies würde selbst
den Rahmen von HDTV (1920x1080 Pixel) sprengen. Eine Verkleinerung des
Detailbildes scheidet aufgrund der Bedeutung des Operationsfeldes aus.
So bleibt nur eine Verzerrung der Übersichtsbilder, bei beibehaltener Auflösung
des Detailbildes.
Anfängern in der minimal invasiven Chirurgie fehlt immer wieder die nötige
41

Übersicht und so ist die Anfangsphase komplikationsträchtiger [29] . So wäre
es zu Ausbildungszwecken an Universitäten und in Trainingszentren von
Vorteil, mit der Übersichtsoptik den intraabdominellen Überblick über die
benachbarten Organe zu erhalten, die Lage der Organe zueinander und die
Lage der Zugänge (Trokare) übersichtlich darzustellen. Auf diese Weise
könnten ein schnelleres Lernen der Methode gewährleistet und Fehler
vermieden werden.
Auch für die Telemedizin wäre der Überblick über das OP-Gebiet
wünschenswert. Um einem Kollegen an einem entfernten Ort während der
Operation mit einzubeziehen [20], ist eine schnelle Übersicht über das aktuelle
Fortschreiten der Operation notwendig.
Auch für Besucher aus einem angeschlossenen Trainingszentrum wäre die
Übersicht hilfreich.
Der Prototyp der Übersichtsoptik zeigt, dass eine Übersichtsoptik machbar ist
und für den Operateur Zusatzinformation bietet. Die Übersicht kann auch die
potentielle Sicherheit während eines klinischen Einsatzes erhöhen.
Verletzungen und somit eine Gefährdung des Patienten werden sichtbar.
Zahlreiche Arbeiten zählen intraoperative Verletzungen/Komplikationen
während Laparoskopien auf, die durch die bessere Übersicht einer her-
kömmlichen Laparotomie und somit auch durch die Verwendung einer
Übersichtsoptik hätten vermieden werden können [6, 7, 9, 13, 16, 17, 21, 22,
23, 27].
Nicht nur der Operateur, sondern auch die Assistenten können die
Halteinstrumente, welche nicht immer im Detailbild sichtbar sind, auf den
Übersichtsbildern einsehen, deren korrekte Lage kontrollieren und
gegebenenfalls korrigieren.
Das ständige Hin- und Herführen der Optik beim Hoch- bzw. Weghalten von
Gewebe oder beim Instrumentenwechsel fällt nahezu weg.
Eine Übersichtsoptik kann nur gewinnbringend eingesetzt werden, wenn es
gelingt die gleichzeitig aufgenommenen Bilder ergonomisch, d.h. sinnvoll
verknüpft auf einem Monitor zu zeigen.
42

Zur Verdeutlichung des Nebeneinanders von Detail- und Übersichtsvideos
wurde ein Video in PAL Qualität geschnitten. Hierfür wurden videotechnisch die
drei Videos Bild-in-Bild synchron eingeblendet (CD-ROM Film 1, 2, 3).
Damit ist ein Auflösungsverlust für das Detailvideo verbunden, der durch die
Verwendung einer hochauflösenden Kamera verringert werden könnte, wie sie
aber im Rahmen dieser Doktorarbeit noch nicht zur Verfügung stand.
Weiter ist eine scharfe Abgrenzung der Einzelvideos unphysiologisch und somit
unergonomisch. Eine nahtlose Bildfusion ist für die Videos, wie sie mit dem
bestehenden Prototypen erzeugt werden können, aber grundsätzlich nicht
möglich.
Bei übereinstimmender Perspektive und hinreichender Rechnerleistung ist die
Bildfusion in Echtzeit zukünftig denkbar.
Allerdings steht dann ein Übersichtsvideosystem in Konkurrenz mit HDTV-
Videosystemen, wie sie mit Drucklegung dieser Arbeit auch für die
Laparoskopie verfügbar werden. Ein HDTV-Videosystem erlaubt einen
größeren Arbeitsabstand des Endoskops und somit ebenfalls etwas mehr
Übersicht.
Für die laparoskopischer Herniotomie beschreibt Bittner signifikante Blutungen
aus den epigastrischen oder ortsnahen Gefäßen [5], in 2,4 % der Fälle bei der
Präparation oder bei der Positionierung des lateralen Trokars. In 2,2 % der
Fälle traten Dysästhesien wegen Nervenläsion des N. cutaneus femoris lateralis
auf. Verletzungen von Abdominalorganen traten keine auf [5].
Verletzungen der Aorta oder der V. cava inferior treten laut Sammelstatistiken in
weniger als 0,05% auf. Magen-Darmverletzungen in 0,1% [19].
Pier beschreibt während 1000 laparoskopischen Appendektomien in 2 Fällen
nach Durchtrennen in der Koagulationszone geringfügigen Kotaustritt. Es gab
eine Blutung aus der Arteria epigastrica superficialis. In Zahlen nicht
festgehalten hat er Arteria appendicularis Blutung, Verletzung des Ileum-
Mesenteriums oder des Zökalpols und eine insuffiziente Versorgung des
Appendixstumpfs . Er weist ausdrücklich daraufhin, dass der Grund
unübersichtliche anatomische Verhältnisse waren [18].
43

Venöse Blutungen aus dem Gallenblasenbett bei der laparoskopischen
Cholezystektomie können sehr schwer kontrollierbar sein und auch wegen
fehlender Übersicht zum Umstieg auf eine offene Operation zwingen [8].
Durch die Manipulation an der Leber im Bereich des Gallenblasenbetts kann es
zu Stichverletzungen durch die Instrumente, aber auch zu Kapseleinrissen und
subkapsulären Hämatomen kommen [12].
Klaiber empfiehlt bei spritzender Blutung aus der Arteria cystica und somit
Sichthinderung, die Optik umzusetzen [12]. Dies wäre durch Ortung der Blutung
auf den Übersichtsbildern nicht notwendig.
Honda beschreibt während einer laparoskopischen Hysterektomie die
Verletzung der linken Arteria und Vena iliaca communis. Dies geschah beim
Einbringen des linken Trokars im Unterbauch. Für die Gefäßnaht bedurfte es
zweieinhalb Stunden [10].
In einer retrospektiven Studie über laparoskopische Kolektomien (200
Patienten) untersuchte Dr. Pandya die Ursachen für das Umsteigen auf eine
Laparotomie. Insgesamt wurde in 20,3% auf das offene Verfahren gewechselt.
Ein Drittel von den 20,3% Patienten erlitten intraoperative Verletzungen
aufgrund unzureichender Übersicht. Angeführt werden arterielle Blutungen,
Blasen- und Darmverletzungen [17].
Ein Case Report von Läuffer zeigt einen verloren gegangenen Gallenstein
während des Bergens der Gallenblase von 4 cm³ Größe. Dieser wurde
übersehen und führte zu einem intraperitonealen Abszess am rechten
Leberlappen [13].
Während einer nationalen Studie in Finnland traten 130 größere Komplikationen
bei 32.000 gynäkologischen Laparoskopien auf. Am häufisten traten
Verletzungen des Urogenitalsystems, vaskuläre und intestinale Verletzungen
auf. Über 75% der Komplikationen traten bei der laparoskopischen
Hysterektomie auf, da dort die Übersicht beim Präparieren mit geringem Optik
Abstand verloren geht [9].
Verletzungen durch das Setzen des ersten Trokars nach Anbringen des
Pneumoperitoneums können auch mit einer Übersichtsoptik nicht vermieden
44

werden. Hier kommt eine Mini-Laparotomie oder das Einbringen des Trokars
unter optischer Kontrolle, wie Lombezzi es beschreibt, in Frage [14].
4.4 Tauglichkeit für die Klinikroutine
Die Vorbereitung des klinischen Einsatzes war aufwendig. Es kamen drei
komplette Optik- und Videosysteme zum Einsatz. Die zusätzlichen Monitore
benötigten zusätzlichen Stellplatz im OP auf einem separaten Wagen. Auf eine
ergonomische Platzierung der Monitore musste deshalb verzichtet werden [15].
Das Gewicht der Optik legt die Verwendung eines Kamerahaltesystems nahe
[2, 3]. Durch längeres Halten des Systems ermüdet der Kameraassistent und
so geht der Vorteil der Übersichtoptik verloren, ein statisches Bild zu liefern.
Aus diesen Gründen ist die Übersichtsoptik derzeit noch nicht in der Routine
anwendbar.
Das Handling der gesamten Übersichtsoptik muß verbessert werden.
So sollten die einzelnen Kabel jeder Kamera vereinigt werden, um so ein
unnötiges Verdrehen und Verknoten zu vermeiden.
Denkbar wäre auch nur ein Lichtleiter, welcher sich im oder vor dem Schaft der
Optik aufsplittet und so Licht für die Detailoptik und die zurückgesetzte
Zusatzbeleuchtung liefert.
Zukünftige Entwicklungen könnten die Kosten für eine neue Generation von
Endoskopen senken. Diese sollten eine dem menschlichen Auge eher
vergleichbare Bildqualität bezüglich Auflösung und Überblick schaffen.
45

5. Zusammenfassung
Die Erprobung der Übersichtsoptik erfolgte in drei wesentlichen Schritten. Am
Anfang standen Phantomversuche, bei denen in nachgestellten Operationen
der Umgang mit der Optik erprobt wurde. In zwei Versuchsanordnungen wurde
geprüft, ob durch die Übersichtsoptik eine Verbesserung der operativen
Tätigkeit zu erreichen ist.
Es wurden Zeit und Fehler gemessen. Die Ergebnisse waren nicht signifikant.
Dies war wahrscheinlich auf die unergonomische Situation im Umgang mit drei
Monitoren zurückzuführen. Bei allen Probanden zeigte sich eine deutliche
Lernkurve.
Bei Verwendung der Übersichtsoptik sollten die Trokare mit Hilfe der
Übersichtsbilder gesetzt werden, um so während der Operation einsehbar zu
sein. In Verlängerung des Schaftes stellt sich eine Art unsichtbarer Bereich
ein. Dies bestätigte der Tierversuch. Dort waren die gesetzten Trokare auf
beiden Übersichtsbildern während der Präparation der Gallenblase zu sehen.
So konnten die Instrumente beim Wechsel ins OP-Gebiet verfolgt werden.
Im klinischen Einsatz erwies sich der gewonnene Überblick als sehr nützlich, da
die anatomischen Verhältnisse übersichtlich dargestellt wurden.
Ebenfalls wurde klar, wie wenig Information das Detailbild zeigt. Kleine
Bewegungen der Haltezangen waren nur auf den Übersichtsbildern zu
verfolgen. Wiederholtes Vor- und Zurückfahren der Optik beim
Instrumentenwechsel entfällt.
Jede Verbesserung des endoskopischen Sichtsystems kann zur Sicherheit und
somit direkt zum Nutzen des Patienten beitragen.
Die Ergebnisse der Evaluation der Übersichtsoptik zeigten, dass die
Verwendung von drei vollständigen Videosystemen aufwendig und teuer ist. Die
Aufbauzeit verlängert sich. Das Gewicht der Optik legt die Verwendung eines
Kamerahaltesystems nahe. Somit ist die Übersichtsoptik derzeit noch nicht in
der Routine anwendbar.
46

Die entstandenen Einzelbilder jeder Optik wurden während der Versuche auf 3
Einzelmonitoren dargestellt. Hinterher wurde mit Hilfe einer Graphiksoftware
eine wünschenswerte Darstellung als Gesamtbild simuliert. Dies ist in jedoch
noch nicht möglich, höhere Rechnerleistung lässt aber hoffen.
Der Prototyp zeigt, dass eine Übersichtsoptik machbar ist und für den
Operateur Zusatzinformation bietet. Übersicht und Sicherheit können verbessert
werden. Besonders für Lehrzwecke an Universitätskliniken oder an
Trainingszentren könnte der Informationsgewinn von großem Nutzen sein.
47

6. Diagramme
Abbildung 25
Zeit/[s]
Zielversuch
Arithmetischer Mittelwert der Anfahrtdauer
mit Standardabweichung
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
Abbildung 26
Fehler
Zielversuch
Arithmetischer Mittelwert der Fehlerquote mit
Standardabweichung
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
-0,2
-0,4
-0,6
48
li. Instrument
mit Ü-Optik
li. Instrument
ohne Ü-Optik
re. Instrument
mit Ü-Optik
re. Instrument
ohne Ü-Optik
li. Instrument
mit Ü-Optik
li. Instrument
ohne Ü-Optik
re. Instrument
mit Ü-Optik
re. Instrument
ohne Ü-Optik

Abbildung 27
Zeit/[s]
Endocatch-Versuch
Arithmetischer Mittelwert der Anfahrtdauer mit
Standardabweichung
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Abbildung 28
Zeit/[s]
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
Lernkurve Zielversuch
Anfahrtdauern im Einzelnen
49
mit Übersichtsoptik
ohne Übersichtsoptik
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Versuche
li. Instrument
mit Ü-Optik
li. Instrument
ohne Ü-Optik
re. Instrument
mit Ü-Optik
re. Instrument
ohne Ü-Optik

Abbildung 29
Zeit/[s]
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
Lernkurve Endocatch
Anfahrtdauern im Einzelnen
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Versuche
50
mit Übersicht
ohne Übersicht

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133
55

Danksagung
Bedanken möchte ich mich ganz herzlich bei meiner Frau, die mich immer
wieder von neuem motivieren konnte, diese Arbeit fertig zu stellen.
Danke meinen Eltern, welche mich stets unterstützten, dass ich diesen seit
meiner Kindheit gelebten Traum Arzt zu werden, umsetzen konnte.
Besonderen Dank an die Sektion für Minimal Invasive Chirurgie (MIC) der
Universität Tübingen, vor allem meinem Doktorvater Prof. Dr. med. Gerhard
Bueß und meinem Betreuer Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Kunert, welche mir diese
Dissertation ermöglichten.
Ein Dankeschön auch an alle, die mich bei den teils sehr aufwendigen
Versuchen, sei es im Phantomversuch, beim Tierversuch oder in der Klinik
unterstützten. Ohne ein Team wären Aufnahmen und Versuche, welche immer
ein größeres technisches Equipment voraussetzten, nicht möglich gewesen.
Dies gilt insbesondere für Kolleginnen und Kollegen der MIC Tübingen.
Danke der Firma MGB in Berlin, welche Vorschläge schnell umsetzte und
Reparaturen schnell durchführte.
57

Lebenslauf
Name Björn Kappeler
Geburtsdatum 03. September 1975
Geburtsort Würzburg
Wohnort Spitalstrasse 2, 78567 Fridingen
Ehefrau Sandra Kappeler, geb. Welte, Krankenschwester
Kind Emma Kappeler
Eltern Dr. med. Gerhard Kappeler, FA Allgemeinmedizin /
Dipl. Homöopathie
Christel Kappeler, geb. Jerger, med.-kaufm. Assistentin
1982 1986 Hohenberg Grundschule Fridingen
1986 1995 Otto-Hahn Gymnasium Tuttlingen
1995 Allgemeine Hochschulreife
1995 1996 Wehrdienst
1996 2002 Studium der Humanmedizin an der Eberhard-Karls Universität
Tübingen
08/96 09/96 Pflegepraktikum KKH Tuttlingen
August 1998 Ärztliche Vorprüfung
1999 2005 Dissertation in der Minimal-Invasiven-Chirurgie in Tübingen
August 1999 Erster Abschnitt der ärztlichen Prüfung
09/99 10/99 Famulatur KKH Nagold, Abteilung für Innere Medizin
03/00 04/00 Famulatur Winghofer Medicum in Rottenburg, chirurgische
Ambulanz
08/00 09/00 Famulatur KKH Sigmaringen, Abteilung für Innere Medizin
Sept. 2001 Zweiter Abschnitt der ärztlichen Prüfung
10/01 10/02 Praktisches Jahr am KKH Sigmaringen (Allgemein- und
Unfallchirurgie, Innere Medizin und Urologie)
59

28.11.2002 Dritter Abschnitt der ärztlichen Prüfung
01/03 06/04 AiP Chirurgie KKH Sigmaringen (Allgemein- u.
Unfallchirurgie)
01.07.2004 Approbation als Arzt
7/04 7/06 Assistenzarzt KKH Sigmaringen Innere Medizin
7/06 6/08 Weiterbildungsassistent in der Allgemeinarztpraxis meines
Vaters mit dem Ziel dessen ländlichen Hausarztsitz zu
übernehmen
18.08.2008 Facharzt für Allgemeinmedizin
01.10.2008 Zulassung durch die Kassenärztliche Vereinigung
und Gründung einer hausärztlichen Gemeinschaftspraxis mit
meinem Vater
Fridingen, Januar 2009
60