Hintergrund

Die operativen Fachbereiche sind einem steten Wandel unterlegen und etablierte Verfahren werden bisweilen von neuen Techniken abgelöst oder ergänzt. In verschiedenen Disziplinen, wie der Viszeralchirurgie, der Gynäkologie und der Urologie haben sich im Laufe der letzten zwei Jahrzehnte roboterassistierte Eingriffe bei ausgewählten Indikationen zunehmend bewährt. In der vaskulären Medizin wurden ebenfalls in der frühen Anfangsphase der Robotik Techniken der roboterassistierten Aortenchirurgie (RAC) entwickelt und entsprechende Eingriffe durchgeführt [1, 2]. Bisher konnten sich diese Verfahren in der Aortenchirurgie jedoch nicht etablieren, weil sich zeitgleich auch die endovaskulären Möglichkeiten deutlich weiterentwickelt haben [3, 4]. Diese Übersichtsarbeit beschreibt die bisherigen Erfahrungen mit RAC sowie Anwendungsgebiete in der Gefäßchirurgie vor dem Hintergrund des aktuellen Fortschritts.

Entwicklung der Robotik in der Aortenchirurgie

Die Versorgung des abdominellen Aortenaneurysmas (AAA) und der aortoiliakalen Verschlusskrankheit (AIOD) haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten zu standardisierten und risikoarmen Therapieverfahren in der Gefäßchirurgie weiterentwickelt [3]. Hierbei haben sich die endovaskulären Techniken zunehmend etabliert und die offene Chirurgie ergänzt oder abgelöst [3, 4]. Jedoch existieren weiterhin spezielle Indikationen, wie beispielsweise Infektionen oder angeborene Bindegewebserkrankungen, in der die offene Versorgung weiterhin einen wichtigen Stellenwert einnimmt [5].

Zeitgleich zur Einführung der minimal-invasiven Implantation von Endoprothesen in der Gefäßchirurgie erhielten robotische Operationsplattformen ihre Zulassung [6]. Durch den frühen Einsatz der Systeme in unterschiedlichen Fachdisziplinen und der kontinuierlichen technischen Weiterentwicklung konnten die Anwendungsgebiete deutlich ausgeweitet werden [7]. Für die Gefäßchirurgie wurde erstmals 2002 der Einsatz robotischer Plattformen dokumentiert durch die niederländische Arbeitsgruppe um Wisselink, die im Vorfeld bereits Erfahrungen mit der laparoskopischen Aortenchirurgie gesammelt hatte. Unter Verwendung des ZEUS-Systems wurden bei zwei Patienten erfolgreich aortobifemorale Bypässe implantiert, wobei der gesamte Eingriff bis auf die inguinalen Anastomosen roboterassistiert erfolgte. Die Eingriffszeiten betrugen 290 und 260 min mit aortalen Anastomosenzeiten von 48, bzw. 37 min [1]. Es folgten diverse roboterassistierte Gefäßeingriffe im aortoilikalen Bereich [2, 8]. Die unterschiedlichen Arbeitsgruppen dokumentierten vergleichbar lange Operationszeiten, signifikante Komplikations- und Konversionsraten sowie eine noch weitgehend unausgereifte Technologie für die kardiovaskuläre Chirurgie.

Der roboterassistierte Ansatz konnte sich in der Gefäßchirurgie nicht durchsetzen

Aus diesen Erkenntnissen konnten jedoch Grundprinzipien wie Lagerung, Pneumoperitoneum und Trokarplatzierung entwickelt werden, die bis heute Bestand haben [9, 10]. Aktuell besteht in der Gefäßchirurgie gegenüber den anderen chirurgischen Disziplinen in der Regel wenig Erfahrung mit laparoskopischen Operationstechniken. Aufgrund der anfänglichen technischen Limitationen konnte sich der roboterassistierte Ansatz in der Gefäßchirurgie nicht durchsetzen. Stattdessen setzte sich die zeitlich parallel entwickelte endovaskuläre Chirurgie als dominierendes minimal-invasives Verfahren in der Gefäßmedizin durch.

Erfahrungen in der roboterassistierten Aortenchirurgie

Eine valide Auswertung der RAC seit Einführung dieser Technik ist nur eingeschränkt möglich. Die Literatur hierzu besteht hauptsächlich aus Studien mit kleineren Fallzahlen und unklarem Indikationsspektrum sowie heterogenen Operationstechniken [11]. Es verbleiben nur wenige Studien mit verwertbaren Ergebnissen hinsichtlich ausreichender Patientenzahlen, Indikationsspektrum und komplettem roboterassistierten Vorgehen (Tab. 1). Die bisherigen Erfahrungen im Bereich der RAC zeigten eher lange Operationszeiten und hohe Konversionsraten, sodass diese Technik frühzeitig wieder verlassen wurde [12]. Allerdings konnte durch diese frühen Erfahrungen ein reproduzierbares Operationsprotokoll für roboterassistierte Eingriffe an der Aorta entwickelt werden [10].

Tab. 1 Serien roboterassistierter Aortenchirurgie
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Die Prager Arbeitsgruppe um Stádler et al. weist mit Abstand das größte Patientenkollektiv in der RAC auf [10, 13]. Zuletzt wurden insgesamt 285 Patienten mit AAA (n = 61) und AIOD (n = 224) ausgewertet. Im Kollektiv der AAA-Patienten betrug die Operationszeit 253 min bei einer Klemmzeit von 93 min. Die Konversionsrate zum offenen Vorgehen betrug 13,1 % bei einer Krankenhausletalität von 1,6 % und einer Verweildauer von 7 Tagen.

Die Konversionsrate zum offenen Vorgehen betrug 13,1 %

Bei AIOD betrug die Operationszeit 194 min bei einer Klemmzeit von 37 min; bei zwei Patienten (0,8 %) wurde der Eingriff konvertiert, bzw. abgebrochen aufgrund einer Uretherverletzung, bzw. bei ausgedehnten Verwachsungen. Insgesamt traten keine perioperativen Todesfälle auf bei einer mittleren Verweildauer von 5 Tagen. Über die Jahre hat die Prager Arbeitsgruppe kontinuierlich die Behandlungsergebnisse publiziert und konnte eine signifikante Verkürzung der Operationszeiten im Verlauf dokumentieren [10].

Technik der roboterassistierten Aortenchirurgie: das Prager Protokoll

Das von Stádler et al. etablierte Operationsprotokoll basiert auf der Anwendung der Da-Vinci-Xi®-Konsole (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA, USA). Basierend auf den laparoskopischen und robotischen Erfahrungen wurde ein reproduzierbares Protokoll hinsichtlich der Gerätepositionierung, Trokarplatzierung und des transperitonealen Zugangs zur Aorta abdominalis und der Iliakalarterien entwickelt [10]. Der Eingriff erfolgt in 30° Rechtslagerung und 15° Trendelenburg-Lagerung mit Positionierung der Roboterplattform auf der rechten Patientenseite. Nach Etablierung eines Pneumoperitoneum werden 6 Trokare in zwei Dreierreihen in der Medioklavikular- und der hinteren Axillarlinie platziert. Über die innere Reihe werden die robotischen Instrumente und die Kamera (0 - oder 30 -Optik) eingeführt, während über die äußere Trokarreihe die endoskopischen Gefäßklemmen und etwaige Zusatzinstrumente (Sauger, Retraktoren) positioniert werden (Abb. 1; [14]). Aus den eigenen Erfahrungen ergibt sich die finale Trokarpositionierung aus der individuellen Patientenanatomie, bzw. den geplanten Klemmebenen [14, 15].

Abb. 1
figure 1

Portplatzierung. A, C Ports für Roboterarme, B Kameraport, D–F Assistenzports für endoskopische Klemmen und Sauger. (Mit freundl. Genehmigung, © R. Rusch, alle Rechte vorbehalten.)

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Der Zugang zum Retroperitoneum erfolgt über einen transperitonealen Zugang mit Verschiebung der Bauchorgane nach kranial, wobei das Einbringen von transabdominellen Haltenähten eine verbesserte Exposition der Aorta ermöglicht. Das proximale Ausklemmen erfolgt mithilfe einer endoskopischen Aortenklemme (Karl Storz, Tuttlingen, Deutschland). Das distale Ausklemmen kann entweder mit endoskopischen Gefäßklemmen oder Blocker-Ballons durchgeführt werden (Abb. 2). Als Gefäßersatz kommen herkömmliche, vaskuläre Polyesterprothesen zum Einsatz, (Abb. 2). Als Nahtmaterial empfehlen sich PTFE-Fäden zur besseren Versiegelung der Stichkanäle. Bei der Anlage von aortofemoralen Bypässen werden die Leistengefäße zu Beginn konventionell freigelegt und auch die Anlage der distalen Anastomosen erfolgt offen-konventionell [10, 11].

Abb. 2
figure 2

Roboterassistierter Ersatz bei Aneurysma der A. iliaca communis. a Präparation des Aneurysmas (Asterisk) mit angeschlungener Iliakalbifurkation. b Eröffnen des Aneurysmas. c Proximale Anastomose. d Implantierte Prothese. (Mit freundl. Genehmigung, © R. Rusch, alle Rechte vorbehalten.)

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Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung roboterassistierter Aortenchirurgie

Damit die roboterassistierte Chirurgie im Bereich der Aortenchirurgie etabliert werden kann, gilt es allerdings einiges an Voraussetzungen zu erfüllen und bestehende Hürden zu überwinden. Hierbei kann sich die Gefäßchirurgie an anderen chirurgischen Fachdisziplinen orientieren, die bereits erfolgreich die roboterassistierte Chirurgie integrieren konnten [16, 17].

Grundvoraussetzung ist eine umfassende Ausbildung mit integrierten Trainingsinhalten an den robotischen Systemen. Durch die intuitiven Bedienungselemente lassen sich natürliche Steuerungsbewegungen und Freiheitsachsen gestalten, die durch die dreidimensionale Ansicht und die lineare Blickachse auf das endoskopische Instrumentarium das Operieren auch für den laparoskopisch unerfahrenen Gefäßchirurgen erleichtert [18, 19]. Dennoch gilt es Besonderheiten der RAC zu berücksichtigen, bzw. zu erlernen, wie das fehlende haptische Feedback beim Umgang mit Nahtmaterial.

Unter diesen Aspekten sind curriculare Trainingsprogramme an Simulatoren obligat, mit gut belegter Effizienz [20]. Darüber hinaus empfiehlt sich der Besuch eines robotischen Schulungszentrum wie dem IRCAD (Institut de Recherche contre les Cancers de l’Appareil Digestif), bzw. die Hospitation an robotisch versierten Zentren, idealerweise gefolgt von Durchführung von Kadaver-Versuchen für den geplanten Eingriff [15].

Das Absolvieren von Trainingsprogrammen an Simulatoren ist obligat

Die ersten roboterassistierten Gefäßeingriffe sollten mit einem umfassend geschulten Team in interdisziplinärer Zusammenarbeit sowie erfahrenen klinischen Trainern durchgeführt werden. In der eigenen Arbeitsgruppe konnte so in Zusammenarbeit mit dem Kurt-Semm-Zentrum für laparoskopische und roboterassistierte Chirurgie die erfolgreiche roboterassistierte Anlage eines Iliakalarterien-Interponats bei aneurysmatischer Erweiterung realisiert werden (Abb. 2; [14]).

Neben den technischen Herausforderungen sind auch die wirtschaftlichen Aspekte zu berücksichtigen. Bisher sind roboterassistierte Verfahren in der Gefäßchirurgie nicht in dem DRG-Erstattungssystem abgebildet, sodass die klinische Anwendung nicht kosteneffizient durchgeführt werden kann. Zum jetzigen Zeitpunkt sind die hohen Anschaffungs- und Unterhaltskosten nur bei multidisziplinärer Nutzung in einem Zentrumsgebilde mit Fachdisziplinen tragbar, die das System täglich nutzen. Perspektivisch sollte jedoch durch neue Anwendungsgebiete die Möglichkeit bestehen, den Einsatz roboterassistierter Verfahren auch in der Gefäßchirurgie selektiv im DRG-System abzubilden.

Robotische Plattformen haben keine Zulassung für den vaskulären Bereich

Die Anwendungen in Bezug auf gefäßchirurgische Eingriffe unter Verwendung einer robotischen Plattform bewegen sich in einer Grauzone. Daher sind rechtliche und ethische Aspekte zu beachten. Aktuell besteht für keine robotische Plattform eine Zulassung für den vaskulären Bereich. Insofern können entsprechende Eingriffe nur in Einzelfällen unter strengen regulatorischen Bedingungen durchgeführt werden, z. B. als alternativer Heilversuch mit positivem Ethikvotum. Somit sind hinsichtlich einer Zulassung für den Gefäßsektor die Durchführung entsprechender Studien mit ausreichender Fallzahl unabdingbar.

Trotz der beschriebenen Einschränkungen bestehen aktuell aus struktureller Sicht beste Voraussetzungen für eine Weiterentwicklung und mögliche Etablierung roboterassistierter Eingriffe in der vaskulären Chirurgie. Angesichts der ausgelaufenen Monopolstellung des Da-Vinci-Operationssystems® und der Zulassung einer Reihe von neuen Roboterplattformen erscheint eine künftige Veränderung der herstellerseitigen Kostenstruktur realistisch. Im Zusammenspiel mit einer verkürzten Verweildauer im Krankenhaus könnten idealerweise die Mehrkosten einer RAC entsprechend dem Vorbild der Kosteneffizienz endovaskulärer Verfahren im Vergleich zur offenen Chirurgie langfristig kompensiert werden [21]. Perspektivisch werden spezialisierte Zentren benötigt, die roboterassistierte Systeme in einem multidisziplinären Umfeld mit hoher Auslastung einsetzen. Auf dieser Grundlage können sowohl die wirtschaftlichen Kosten abgedeckt und die klinischen Anwendungsmöglichkeiten im interdisziplinären Ansatz deutlich ausgebaut werden.

Perspektiven der roboterassistierten Gefäßchirurgie

Die Anwendung der roboterassistierten Chirurgie in den Nachbardisziplinen zeigt eine stetige Weiterentwicklung und Ausweitung der Einsatzmöglichkeiten. Diese Erfahrungen können in die Gefäßchirurgie übertragen werden und als Grundlage zur Etablierung weiterer Anwendungsmöglichkeiten dienen. Als Beispiel sei hier die Exposition der arteriellen Beckenachse genannt, wie sie bei der roboterassistierten Lymphadenektomie in der Urologie und Gynäkologie durchgeführt wird [22, 23]. Durch Einführung der Single-Port-Technik und von Mikroinstrumenten wurde das Indikationsspektrum erweitert und neuen Disziplinen der Zugang zur Robotik ermöglicht. Beispielhaft seien hier die Mund‑, Kiefer- und Gesichtschirurgie und Kinderchirurgie zu nennen [24, 25]. Diese aktuellen Entwicklungen bieten perspektivisch der Gefäßchirurgie alternative Therapieoptionen und damit die Möglichkeit, spezielle Einsatzbereiche in der Aortenchirurgie neu zu definieren.

Bislang konnten kleinere Arbeitsgruppen die mögliche Anwendbarkeit der roboterassistierten Chirurgie bei Aortenpathologien für das AAA und die AIOD nachweisen [10, 18]. Es erschließen sich jedoch im Zuge der Weiterentwicklung endovaskulärer und chirurgischer Verfahren neue potenzielle Anwendungsgebiete. So ist seit mehreren Jahren ein wachsendes Patientenkollektiv mit versorgungspflichtigen Typ-II-Endoleckagen nach EVAR-Versorgung zu beobachten. Die Inzidenz wird dabei mit bis zu 25 % beziffert [26]. Bis dato liegen einzelne Fallberichte über die erfolgreiche roboterassistierte Ausschaltung von Typ-II-Endoleckagen vor [8, 27]. Insbesondere diese komplexen Patientenkollektive, welche aufgrund der zunehmenden endovaskulären Versorgungen auftreten, benötigen speziell angepasste Behandlungsstrategien.

Trotz aller endovaskulären Fortschritte werden chirurgische Verfahren weiterhin ihre Daseinsberechtigung bei der Versorgung des AAA haben, insbesondere vor dem Hintergrund von Endoleckagen und Infektionen. Hierbei bietet die RAC durch neue Zugangsmöglichkeiten einen alternativen Therapieansatz für spezielle Aortenpathologien. Die ambitionierten Ziele sollten hierbei ein reduziertes Zugangstrauma bei kurzen Operationszeiten und Verweildauern mit zufriedenstellenden Langzeitergebnissen sein. Hiervon würden sowohl junge Patienten mit langer Lebenserwartung als auch ältere Patienten mit einem nennenswerten perioperativen Risikoprofil profitieren [16]. Weiterhin kann die Kombination mit endovaskulären Verfahren robotische Techniken vereinfachen, beispielsweise durch die Verwendung von selbstverankernden Gefäßprothesen bei aortoiliakalen Bypassanlagen [28].

Endovaskulären Verfahren können robotische Techniken vereinfachen

Ein weiteres interessantes Anwendungsgebiet stellen Pathologien der Aorta descendens dar, die sich nicht für eine endovaskuläre Versorgung eignen (z. B. TEVAR-Infekt), da diese der robotischen Exposition gut zugänglich sind (Abb. 3; [15]). Hierbei konnten am Kadaver-Modell bereits die Anwendbarkeit nachgewiesen werden, sowohl in Bezug auf Lagerung und Platzierung der Systeme als auch in der Durchführung der Prozeduren. Vor der klinischen Translation gilt es allerdings noch eine Reihe von Fragestellungen zu bearbeiten, insbesondere hinsichtlich des Komplikationsmanagements.

Abb. 3
figure 3

Roboterassistierter Ersatz der Aorta descendens am humanen Kadaver. a Präparation der proximalen Aorta descendens (Asterisk) und linken A. subclavia (Plus). b Inzision der proximal ausgeklemmten Aorta descendens. c Anlegen der proximalen Anastomose. d Fertige proximale Anastomose. (Mit freundl. Genehmigung, © R. Rusch, alle Rechte vorbehalten.)

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Es mangelt weiterhin an randomisierten Studien, die einen Vergleich zwischen der offenen mit der roboterassistierten Chirurgie aufstellen [10]. Für spezielle Indikationsstellungen wie beispielsweise die Anlage aortoiliakaler Bypässe hat die RAC das Potenzial, bei reduziertem chirurgischem Trauma und konsekutiv rascher Rekonvaleszenz eine vergleichbare Qualität wie konventionelle operative Verfahren zu erreichen.

Letztendlich sind die Möglichkeiten der Digitalisierung in der Gefäßmedizin bislang noch nicht annähernd ausgeschöpft. Augmented Reality, Artificial Intelligence, Fusion Imaging und Deep Machine Learning sind prädestiniert für die vaskuläre Navigation oder Automation von Operationsschritten und sollten sich sehr gut synergistisch mit robotischen Plattformen nutzen lassen. Stetig weiterentwickelnde Technologien und neue Therapieoptionen bieten schlussendlich eine Vielzahl von Möglichkeiten, roboterassistierte Systeme in der Gefäßchirurgie anzuwenden und daher sollte dieser Ansatz weiterhin sowohl experimentell als auch in der klinischen Umsetzung verfolgt werden.

Fazit für die Praxis

  • Die roboterassistierte Aortenchirurgie (RAC) ist auf Basis der aktuellen Datenlage keine Alternative zu etablierten endovaskulären und operativen Verfahren.

  • Vor dem Einsatz in der Gefäßchirurgie müssen noch ungeklärte rechtliche, ethische und finanzielle Fragen geklärt werden.

  • Mögliche künftige Anwendungsoptionen für die RAC sind die aortoiliakale Verschlusskrankheit, die Versorgung von Aortenaneurysmen und die Ausschaltung von Endoleckagen.

  • Hybrideingriffe, die endovaskuläre und roboterassistierte Techniken kombinieren, können potenziell die Eingriffssicherheit und -dauer positiv beeinflussen.

  • Die Voraussetzungen für die RAC haben sich in den vergangenen Jahren durch die Erfahrungen in den chirurgischen Nachbardisziplinen, den technischen Fortschritt und die zunehmende Digitalisierung erheblich verbessert.

  • Mit der Einführung neuer Robotersysteme ist auch ein neues Preisgefüge zu erwarten.