Roboter-assistierte Bypass-OP per Schlüsselloch-Technik
Die Entwicklung eines intelligenten Assistenzsystems für robotergestützte minimal-invasive Bypass-OPs am Deutschen Herzzentrum der Charité wurde mit der Dr. Rusche-Projektförderung der Deutschen Stiftung für Herzforschung ausgezeichnet.
Bei der Koronaren Herzkrankheit (KHK) verengen Plaques aus Cholesterin, Kalk, Entzündungszellen und Bindegewebe die Blutgefäße. Sind die Koronararterien betroffen, wird der Herzmuskel nicht mehr richtig mit Blut versorgt. Die Durchblutung des betroffenen Herzmuskelareals kann mit Hilfe der Kathetertechnik, der Perkutanen Koronarintervention (PCI), verbessert oder wiederhergestellt werden: Ausgeprägte Gefäßeinengungen werden mittels eines Ballons wieder geöffnet und durch einen Stent (Metallgeflecht) dauerhaft offengehalten.
Bei Patienten mit komplexer koronarer Mehrgefäßerkrankung oder mit Verengung des Hauptstamms der linken Herzkranzarterie ist jedoch die koronararterielle Bypass-Operation weiterhin das Mittel der Wahl. Dabei wird der Bypass um den verengten Gefäßbereich gelegt. „Bei der Bypass-Operation gibt es große Fortschritte durch hochmoderne Verfahren, die den Eingriff weniger invasiv machen, den Patienten eine Eröffnung des Brustbeins ersparen und sie so weniger belasten“, erklärt Dr. Julius Kaemmel, angehender Herzchirurg von der Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie am Deutschen Herzzentrum der Charité (DHZC) in Berlin. In spezialisierten Zentren wie dem DHZC erfolgen diese minimal-invasiven Prozeduren zunehmend mit Unterstützung komplexer mehrarmiger Operationsroboter. Doch auch der Umgang mit diesen neuen Techniken will von den angehenden Herzchirurgen erst einmal gelernt sein.
Dr. Kaemmel setzt genau hier an. Er entwickelt in seinem Forschungsprojekt „LIM-AR“ ein intelligentes Assistenzsystem für robotergestützte, minimal-invasive Bypass-Operationen. Die Deutsche Stiftung für Herzforschung (DSHF) zeichnete ihn dafür in diesem Jahr mit der Dr. Rusche-Projektförderung aus und unterstützt sein Projekt mit knapp 60.000 Euro.
Intelligentes System warnt bei drohender Verletzung des Bypass-Gefäßes
Im Detail bedeutet dies: Während der robotergestützten Bypass-OP steuert der Operateur die am OP-Tisch platzierten feinbeweglichen Arme des Robotik-Systems von einem Cockpit aus. Er orientiert sich dabei über eine hochauflösende dreidimensionale Kamera, die Bilder aus dem Körperinneren macht und die Lage der Arterie präzise darstellt.
Im Rahmen des „LIM-AR“-Projektes wird dieses Kamerabild aus dem Operationsgebiet mit einer virtuellen Benutzeroberfläche fusioniert (Augmented Reality, AR). Das System überwacht die Interaktion zwischen den Instrumenten der Roboterarme und der inneren Brustwandarterie basierend auf 3-D-Echtzeitdaten. Erkennt es eine drohende Verletzung des Bypass-Gefäßes oder ist die Funktion zum Beispiel durch eine verschmutzte Kameralinse beeinträchtigt, warnt es akustisch und visuell.
Das auf KI basierende Feedback-System wird anhand von endoskopischen Bilddaten trainiert und validiert. Die Entwicklung und das Training der Bilderkennungssoftware sowie deren Validierung erfolgt gemeinsam mit Forschenden des Instituts für kardiovaskuläre Computer-assistierte Medizin an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und soll in etwa zwei Jahren abgeschlossen sein.
Roboter-assistierte Bypass-OP für schnellere Genesung
„Schlussendlich ist es das Ziel, die prozeduralen Erfolgsraten von roboter-assistierten Bypassoperationen und damit das Behandlungsergebnis und die Prognose der so behandelten Patienten weiter zu verbessern“, erläutert Prof. Dr. Jörg Kempfert, der das herzchirurgische Team am DHZC leitet, zu dem Kaemmel gehört. Das DHZC führt derzeit ca. 100 roboterassistierte Bypass-Operationen pro Jahr durch. „Die Patientinnen und Patienten profitieren dabei von einem schmerzarmen Verfahren, das eine schnelle Genesung und kürzere Klinikaufenthalte erlaubt“, betont Kempfert.
Zahlen zu PCI und Bypass-Operationen
Nach Expertenschätzungen wurden 2023 mehr als 353.000 PCI und rund 37.000 Bypass-Operationen (kombiniert) durchgeführt (PCI-Zahlen: InEK-Daten, Bypass-OP-Zahlen: DGTHG-Daten/Deutscher Herzbericht – Update 2025).
