Minimal-invasive Herzchirurgie
H.-G. Wollen, L. Eckel
Das intrakardiale Pumpsystem – Hightech-Produkt und Technologie-Plattform
P. Kirsten-Treptow, T. Sieß
ISSN 0941-2670
Master Studio (www.inastersiudio.ix
Nach 650.000 Operationen
ist es uns gelungen,
dem Monolyth einen
I.
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MONOLYTH P/Xh-
^EGRATED MEMBRANE
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1
MONOLYTH
DDA Die Weiterentwicklung des Monolyth
r l>w für die Extrakorporale Perfusion
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IZnrrlirr+nnkir»ilznro —i
M
Das umfassend
getestete Monolyth
Gas- und
Wärmetauscher Modul
(bereits über 650.000
Stück weltweit verkauft)
wurde mit einem neuen
Reservoir ausgestattet,
um die neuesten
Anforderungen des
Kardiotechnikers zu
erfüllen. Monolyth
PRO: erweitert den
Monolyth Club mit
Zuverlässigkeit,
Kompetenz und
Anwenderfreundlichkeit.
SORIN
BIOMEDICA
We Take Research To Heart
KARDIOTECHNIK
German Journal of Perfusion
Offizielles Organ der Deutschen Gesellschaft für Kardiotechnik e.V.
The Official Publication Organ of the German Society for Cardiovascular Engineering
Heft 3/2000
9. Jahrgang
Herausgeber, Verlag/Editor, Publisher
Kardiotechnik Verwaltungsgesellschaft mbH, D. Lorenz, M. Erber, Bad Nauheim
Mitherausgeber und Redaktion/Co-Editors and Editorial Staff
M. Foltan, Regensburg; S. Meyer, Köln (Schriftleiter); G. Morche, Hamburg; A. Schulte, Siegburg; D. Sindhu, Köln; U. Wolfhard, Essen
Wissenschaftlicher Beirat/Editorial Board
M. Beyer, Nürnberg; F. Beyersdorf, Freiburg; D. E. Birnbaum, Regensburg; N. Doetsch, Köln;
M. Günnicker, Essen; G. Haimerl, Villingen-Schwenningen; H. Keller, Frankfurt; K. Klak, Bochum; R. Körfer, Bad Oeynhausen;
A. Laczkovics, Bochum; H. Reul, Aachen; D. Olthoff, Leipzig; H. Sebold, Tübingen
Die Zeitschrift KARDIOTECHNIK veröffentlicht im „Peer-review“-Verfahren Originalartikel, klinische und experimentelle Arbeiten, Fallberichte, Übersichtsreferate,
Leserbriefe und Buchbesprechungen aus dem Bereich Perfusion, Monitoring, Organprotektion, Medizinische Informatik und Elektrostimulation.
The German Journal of Perfusion KARDIOTECHNIK is a peer-reviewed journal. It publishes original articles, clinical and experimental papers, case reports, review
articles, letters to the editors and book reviews in the field of perfusion, monitoring, organ protection, computer science in medicine and electric stimulation.
Titelbild
TERUMO CARDIOVASCULAR
SYSTEMS EUROPE GmbH
Illustration: Service mit Herz.
Inhalt
Seite
Heft 4/2000
Erscheinungstermin
4.12.2000
Einsendeschluss für
• redakt. Beiträge
4. 9. 2000
• Anzeigenaufträge
3. 11.2000
Editorial…………………………………………………………………………………………………………………………….. 66
Die Einführung von Robotern in der minimal-invasiven Herzchirurgie
M. Cornelius, U. Kappert, R. Cichon……………………………………………………………………………………………………………….. 67
Journal-Club……………………………………………………………………………………………………………………… 70
Minimal-invasive Herzchirurgie
H.-G. Wollen, L. Eckel……………………………………………………………………………………………………………………………………. 71
Das intrakardiale Pumpsystem – Hightech-Produkt und Technologie-Plattform
P. Kirsten-Treptow, T. Sieß………………………………………………………………………………………………………………………………… 77
Diagnostische Verfahren in der Herzchirurgie
K. Hekmat…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 81
Stellenanzeigen…………………………………………………………………………………………………………… 87, IX
Neues aus der Industrie ……………………………………………………………………………………………………. 88
Kongressnotizen………………………………………………………………………………………………………………… 90
Das Portrait
Medos ………………………………………………………………………………………………………………………………… 91
Mitteilungen der DGfK……………………………………………………………………………………………………… 93
Kongresstermine………………………………………………………………………………………………………………… 98
Impressum…………………………………………………………………………………………………………………………. 98
Heft 1/2001
Erscheinungstermin
17.2.2001
Einsendeschluss für
• redakt. Beiträge
1. 12.2000
• Anzeigenaufträge
19. 1.2001
Gelistet in der Datenbank
EMBASE – Excerpta Medica
http://www.elsevier.nl
Redaktion KARDIOTECHNIK im Internet:
http://www.uni-regensburg.de/Fakultaeten/Medizin/HTGCH/KT/DGFK.html
KARDIOTECHNIK 3/2000
65
Editorial
seit Jahren wird über die Eingruppierung
für Kardiotechniker und Bioingenieure in
der Kardiotechnik diskutiert. Getan hat
sich für den Großteil von uns leider bis jetzt
nur sehr wenig oder gar nichts (mit Ausnah
me von einigen wenigen Zentren). 1988
entstand in Berlin die erste Ausbildungs
stätte für Kardiotechniker. Weitere Ausbil
dungseinrichtungen mit unterschiedlichen
Schwerpunkten folgten in Jülich, Villin
gen-Schwenningen und Dresden. Damit
wurde der Berufsstand der Kardiotechniker
durch eine anerkannte Ausbildung
manifestiert. Trotz dieser verschiedenen
Möglichkeiten der Berufsausbildung zum
Kardiotechniker oder zum Bioingenieur
für Kardiotechnik änderte sich nichts an
der Vergütung. Eine einheitliche, entspre
chende Eingruppierung gibt es deswegen
noch lange nicht. Die Vergütungen für Kar
diotechniker bewegen sich meines Wissens
in dem Bereich von BAT 5c bis BAT 4a;
und dies bei überwiegend gleicher Tätig
keit und Qualifikation. Dies nur mal als Ge
dankenanstoß.
Die Anforderungen an uns werden, wie
auch die 29. Jahrestagung der Deutschen
Gesellschaft für Kardiotechnik e. V. in
Würzburg gezeigt hat, immer größer. Die
Arbeit der Kardiotechniker beschränkt sich
schon lange nicht mehr nur auf das Bedie
nen und Warten der Herz-Lungen-Maschi
ne. Es wird immer mehr ein selbständiges
Arbeiten und ein selbständiges Bewältigen
von komplexen Aufgaben erwartet. Heute
leistet der Kardiotechniker Spezialistenar
beit in der Herzchirurgie. Die eigenständi
ge Arbeit an der Herz-Lungen-Maschine,
wozu deren Vorbereitung sowie die Durch
führung der extrakorporalen Zirkulation
gehören, überträgt ihm ein Höchstmaß an
Verantwortung. Er fungiert während der
Operationszeit als Bindeglied zwischen der
komplizierten Hightech-Maschine und
dem menschlichen Organismus. Er erhält
für eine bestimmte Zeit die Herz- und Lun
genfunktion des Patienten aufrecht, ohne
die Leben nicht erhalten werden kann.
Die Optimierung der HLM-Sets, sei es
durch neue Beschichtungen oder Minimie
rung der Fremdoberflächen, ist noch lange
nicht abgeschlossen. Die Wahl des richti
gen Systems wird durch ein immer breite
res Angebot neuer Produkte auf dem Markt
immer schwieriger.
Auch die Entwicklung der anderen Bereiche
-wiez. B. der unterschiedlichsten Verfahren
der Kreislaufunterstützungssysteme bis hin
zum Kunstherzen, der Labortechniken, in
tensivmedizinischen Überwachungsverfah
ren, der Herz-Lungen-Maschinentechnik
für Säuglinge, der Technik verschiedener
Myokardprotektionsverfahren, Logistik, der
elektronischen Datenverarbeitung (die ei
nen immer höheren Stellenwert in der Qua
litätssicherung hat), des Technikerservices,
von Forschung und Entwicklung, Elektrosti
mulation, Ausbildung des Nachwuchses so
wie der eigenen Fort- und Weiterbildung –
ist noch lange nicht abgeschlossen.
Erwähnenswert finde ich zudem die rasante
Weiterentwicklung der Robotertechnolo
gie auch in unserem Bereich. Gerade dies
macht doch deutlich, wie schnell die Ent
wicklung auch im Bereich der Kardiotech
nik voranschreitet. Die ersten Vorträge dar
über wurden bei der diesjährigen Tagung in
Würzburg gehalten. Ich denke es waren
nicht die letzten.
Insgesamt betrachtet, kann man auch die
ses Mal sagen, dass die diesjährige Tagung
der DGfK in Würzburg ein voller Erfolg
war. Veranstaltungen wie diese sind nicht
nur ein wertvoller Beitrag in Bezug auf die
Fort- und Weiterbildung, sondern bieten
auch immer die Möglichkeit, mit anderen
Kollegen in einen Meinungsaustausch zu
treten und Anregungen für den eigenen Ar
beitsbereich mitzunehmen.
Zum Schluss möchte ich Sie noch auf die
Fachbeiträge dieser aktuellen Ausgabe der
KARDIOTECHNIK aufmerksam machen.
Einen thematischen Schwerpunkt bildet die
minimal-invasive Herzchirurgie (MIH): M.
Cornelius, Dresden, beschreibt die Ein
führung von Robotern in der MIH und H.-G.
Wollert, Karlsburg, schildert Prinzipien,
Standards und Trends in der MIH. Weiter
stellt P. Kirsten-Treptow, Hamburg, ein neu
es intrakardiales Pumpsystem vor. Last but
not least folgt ein Beitrag aus unserem Hause
von K. Hekmat, der ausführlich diagnosti
sche Verfahren der Herzchirurgie behandelt.
Dirk Sindhu, Köln
66
KARDIOTECHNIK 3/2000
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Freigabe
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nun schnell Standardtherapie bei der Behandlung von
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Other locations in Europe: +33 (0) 145.139.153
Datascope8
M. Cornelius, U. Kappert, R. Cichon
Klinikfür Herz- und Thorakale Gefäßchirurgie
des Herz- und Kreislaufzentrums Dresden
(Direktor: Prof Dr. med. S. Schüler)
Die Einführung von
Robotern in der minimal
invasiven Herzchirurgie
Zusammenfassung
Unter roboterassistierter Herzchirurgie
verstehen wir heute die hochtechnisierte
Form minimal-invasiver Operationsverfah
ren. Richtigerweise handelt es sich dabei
um einen Telemanipulator, der vom Chirur
gen vorgegebene mechanische Arbeiten am
Herz ausfuhrt. Im Unterschied zu Robo
tern, wie wir sie aus der Automatisierungs
technik, im Speziellen beim Fahrzeugbau,
kennen, werden keine vorprogrammierten
Arbeitsschritte ausgeführt. Ursprung für
unsere heutigen Telemanipulatoren in der
Chirurgie sind vielmehr Systeme in der
Raumfahrt, der Nukleartechnik oder der
Tiefseeforschung, die in für Menschen un
zugänglichen Bereichen Arbeiten aus
führen.
Mit fortschreitender Minimalisierung un
serer Zugangswege zum Herzen werden
der chirurgischen Hand zunehmend Gren
zen gesetzt. Seit 1998 sind Telemanipula
torsysteme für die Herzchirurgie verfügbar.
Die Computerunterstützung kompensiert
die Nachteile handgeführter endoskopi
scher Instrumentation durch eine Erhöhung
der intrathorakalen Freiheitsgrade, die me
chanische Entkopplung von Hand und In
strument und die Untersetzung für Mikro
bewegungen.
Die Einführung der Telemanipulatoren er
fordert eine umfassende technische und lo
gistische Vorbereitung. Diese Maßnahmen
müssen primär ein optimales Teamzusam
menspiel gewährleisten. Die guten Resul
tate einer ersten koronarchirurgischen Pati
entenserie bestätigten die Realisierbarkeit
der total-endoskopischen Bypasschirurgie
unter Verwendung des Telemanipulatorsys
tems DA VINCI der Fa. Intuitive Surgical.
Schlüsselwörter
Telemanipulator, minimal-invasive Chirur
gie, total-endoskopische Bypasschirurgie.
Summary
Robotic enhanced cardiac surgery is the
highly technical developed kind of mini
mally invasive surgical procedures. Actual
ly this is a telemanipulator carrying out me
chanical operations at the heart which were
completely set by the surgeon. In contrast
to real robots as we know them from auto
mation, especially in the automotive indus
try, the telemanipulators don’t work as pre
programmed systems. The telemanipula
tors have their origin in astronautics, nucle
ar techniques and subsea research, where
human beings couldn’t work easily in inac
cessible or hazardous areas.
The progressive minimization of surgical
access to the heart also set limits to the sur
geon’s hand. Since 1998 telemanipulator
systems have been available for heart sur
gery. The computer-aided device compen
sates the disadvantages of manual endo
scopic instrumentation by more than 4 de
grees of freedom, mechanical decoupling
of hand and instrument as well as motion
scaling for micro-movements inside the
thorax.
The introduction of telemanipulators needs
a comprehensive technical and logistical
preparation. Primarily these measures have
to guarantee an excellent teamwork. The
fair results applied from our initial series
encourage totally endoscopic coronary ar
tery bypass grafting using the telemanipu
lator system DA VINCI manufactured by
Intuitive Surgical Inc.
Key Words
Telemanipulator, minimally invasive car
diac surgery, totally endoscopic coronary
artery bypass.
Entwicklungsweg minimal
invasiver Techniken
Mit der Vorstellung einer speziellen Tech
nik mit Vermeidung von EKZ und media
ner Sternotomie durch Benetti begann An
fang der 1990er Jahre der Entwicklungs
weg minimal-invasiver Verfahren [1]. Der
Ansporn, konventionelle Verfahren durch
minimal-invasive Verfahren abzulösen, hat
vielschichtige Ursachen:
• Zuwachs kardiologisch ausgeführter
PTCA-Eingriffe
• besseres kosmetisches Ergebnis
• Verringerung des chirurgischen Traumas
• eventuell damit verbundene schnellere
postoperative Rekonvaleszenz
Weiterhin wird
• eine Vermeidung der EKZ für Hochrisi
kopatienten (Alter, Ejektionsfraktion,
Aortensklerose etc.) ermöglicht.
Deshalb existiert nicht die minimal-invasi
ve Technik als solche, sondern eine Viel
zahl an Ausprägungen.
Zwei wesentliche Säulen bildenjedoch fol
gende Gruppen:
– ohne EKZ
Für diese Verfahren wurden Stabilisatoren
entwickelt, die durch eine orthogonal zum
Herz ausgeübte Kraft bzw. eine Kombinati
on mit Vakuumsaugung (Octopus™) die
Anastomosestelle ruhig positionieren. Ver
bunden mit einer temporären Okklusion
des Gefäßes ist die Ausführung einer By
passanastomose am schlagenden Herzen
möglich.
– mit EKZ
Hierbei stand im bisherigen Entwicklungs
weg die Minimierung des chirurgischen
Zuganges im Vordergrund. Mit konventio
neller Instrumentation sind der weiteren
Verringerung Grenzen gesetzt. Dabei sind
Miniinzisionen von ca. 9 cm üblich (Port-
Access™ [2], Dresdener Technik [3]).
Ergänzend zu dem im März 1996 weltweit
erstmals in Dresden erprobten Port-Access-
Verfahren wurde die so genannte Dresdener
Technik etabliert, die ebenfalls einen Zu
gang über eine 6 bis 9 cm lange links-para-
sternale Thoraxinzision im 3. oder 2. ICR
(Intercostalraum) nutzt. Die Arteria mam-
maria kann über diesen Zugang bei Lösen
der beiden Rippen vom Sternum präpariert
werden. Die immer wieder auftretenden Ge-
faßkomplikationen beim Port-Access-Ver
fahren in Zusammenhang mit dem unphy
siologischen retrograden arteriellen Fluss
und der Platzierung des endoaortalen Bal
lonkatheters werden dabei umgangen, denn
die Aorta ascendens wird konventionell über
die Miniinzision kanüliert und geklemmt.
Trotz alledem stellten alle genannten Ver
fahren 1999 weltweit lediglich ca. 15 %
herzchirurgischer Bypassoperationen [4],
Vor Einführung der beiden heute kommer
ziell verfügbaren Telemanipulatorsysteme
KARDIOTECHNIK 3/2000
67
ZEUS™ (siehe Abb. 1) von Computer Mo
tion und DA VINCI™ (siehe Abb. 2) der
Firma Intuitive Surgical konnten im Hin
blick auf die weitere Minimierung der chir
urgischen Zugänge zum Herzen keine
ernsthaften Fortschritte gemacht werden.
Minimal-invasive herzchirurgische Techni
ken, basierend auf so genannten Knopf
loch-Zugängen für endoskopische Handin
strumentation und Videoassistenz, blieben
Außenseiter in ihrer Anwendung.
Abb. 2: DA VINCI – Gesamtanordnung und
Funktionsschema
Technische Konzeption
Grundlegend neu gegenüber den video
assistierten endoskopischen Eingriffen bie
tet das Telemanipulatorsystem eine