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05.03.2009

Christian Wirtz setzt auf „Navi“ bei Eingriffen im Gehirn

Ein Job, zwei Arbeitsplätze: Seit September 2008 pendelt Christian Rainer Wirtz regelmäßig an der Donau entlang, zwischen Günzburg in Bayern und Ulm in Württemberg. Denn der neue Ärztliche Direktor und Ordinarius für Neurochirurgie des Ulmer Uniklinikums leitet eine Klinik mit zwei Standorten: am Bezirkskrankenhaus Günzburg und am Ulmer Safranberg.

Erste OP in Günzburger Brain Suite im Oktober

In der Günzburger „Brain Suite“ hat Wirtz bereits Anfang Oktober den ersten Patienten am offenen Gehirn operiert. Der digital integrierte Operationstrakt verfügt über einen Magnetresonanz-Tomografen (MRT) für intraoperative Bildgebung. Der kombinierte Einsatz eines MRT-Scanners mit einem neurochirurgischen Navigationssystem ermöglicht schwierige Eingriffe mit großer Effizienz und Sicherheit.

Schon früh „sein Thema“ gefunden

Der Forscher und angehende Neurochirurg Wirtz fand früh (als Assistenzarzt) „sein Thema“: die Neuronavigation; daraus entwickelte sich die intraoperative Bildgebung als weiterer Schwerpunkt seines Schaffens. 2001 habilitierte er sich in Heidelberg mit dem Thema Neuronavigation und intraoperative Magnetresonanztomographie.

Von Anfang an von Navigation überzeugt

Das Bild zeigt den Ulmer Neurochirurgen Christian Wirtz bei der Betrachtung von zahlreichen Aufnahmen des Gehirns, die auf einer hinterleuchteten Platte zur Diagnose und Vorbereitung eines Eingriffs dienen.
Die technikaffine Neurochirurgie nutzt bildgebende Verfahren, um das sonst schwierig zu lokalisierende Gehirn für den Operateur leichter navigierbar zu machen.  (© UK Ulm)
Wirtz, der sich „wie alle Neurochirurgen“ als technikbegeistert beschreibt, beschäftigte sich anfangs mit neurochirurgischer Schmerztherapie, über die er an der RWTH Aachen promovierte.
In der Heidelberger Uniklinik, wohin Wirtz 1989 wechselte, baute er rasch eine Arbeitsgruppe Neuronavigation auf. Zuvor war es ihm mit einem Kollegen von der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie gelungen, ihre Chefs von der Notwendigkeit computergestützter Navigation zu überzeugen.

1993 stand das erste kommerziell erhältliche „Navi“ am Heidelberger Kopfklinikum, das Wirtz als AG-Leiter in umfangreichen Experimenten auf Genauigkeit untersuchte und mit anderen Navigationssystemen verglich. So gelang es ihm, das computergestützte Verfahren in der Klinik zu etablieren und umfassend zu bewerten.

Enge interdisziplinäre Zusammenarbeit

Ehe es so weit war, musste viel klinische Forschung betrieben werden. Anfangs wurde das „Navi“ begleitend in solchen OPs eingesetzt, wo es nicht absolut nötig war. Wie weit verlängert es den Eingriff, wie lässt es sich in die Routine einbinden, wie verhält es sich zur Ergonomie des Operateurs oder wie werden die Informationen dargestellt? Um diese Fragen zu beantworten, bedurfte und bedarf es einer engen Zusammenarbeit mit den Ingenieurwissenschaften und anderen Fachdisziplinen, wie beispielsweise dem Karlsruher Institut für Prozessrechentechnik.

Dreidimensionale Darstellung des Operationsfeldes

Das mehrfarbige Bild zeigt die dreidimensionale Seitenansicht eines menschlichen Gehirns, das für den Neurochirurgen in verschiedene farblich markierte Bereiche eingegrenzt ist.
Dreidimensionale Darstellung des menschlichen Gehirns (© Wirtz)

Dank der Neuronavigation, erklärt Prof. Wirtz, lässt sich der Ort, an dem gerade operiert wird, auf den Bildern des einzelnen Patienten dreidimensional darstellen, was Fortschritte in Informations- und Computertechnik ermöglichten, aus denen sich bildgebende Verfahren wie CT, MRT oder SPECT entwickelten.

Die OP-Instrumente werden während des Eingriffs mit einer Infrarotkamera verfolgt und in Schnittbilder oder dreidimensionale Darstellungen eingeblendet, die vor der OP mit Röntgentechnik (CT, MRT) aufgenommen worden sind.

Problem des Brain Shift gelöst

Während des Eingriffs sieht sich der Operateur aber vor ein Problem gestellt, das Christian Rainer Wirtz behob. Fachleute nennen es „brain shift“ und meinen damit die Tatsache, dass sich im Verlauf eines Eingriffs im Gehirn dessen Anatomie verändert, wenn Gewebe entfernt wird.
Je mehr Tumorgewebe entfernt wird, desto weniger kann sich der Operateur auf sein „Navi“ verlassen. Die „Karte“ des Operationsfeldes wird zunehmend ungenau, gerade zum Ende einer OP hin, wenn der Hirntumor entfernt wurde und es auf dessen kleine Reste ankommt, die sich nur schwer von normalem Gewebe unterscheiden lassen.

Aktualisiertes Navi für Neurochirurgen entwickelt

Zusammen mit der Firma Siemens startete Wirtz ein Vorhaben, das einen Kernspintomographen in den OP-Saal integrierte, um vor Ort eine so genannte intraoperative Bildgebung durchzuführen. Vor einem möglichen Ende einer Gehirn-OP wird nochmals ein Bild vom operierten Patienten angefertigt, so dass der Operateur eine neue, aktuelle Karte verwenden kann.

Diese Technik entwickelte der neue Ulmer Klinikchef maßgeblich weiter in einem interdisziplinären Team. Im Grunde, sagt Wirtz, werde diese Technik für den klinischen Einsatz fortlaufend optimiert. Eine der ersten intraoperativen MRT-Aufnahmen während eines neurochirurgischen Eingriffs an einem Gehirntumor wurde in Heidelberg gemacht.

Der Nutzen ist nicht umfassend, aber beträchtlich

Die Collage zeigt von links nach rechts einen Patienten, an dessen Kopf zur OP das Digitalisierungsgerät (Arm, Kamera oder Mikroskop) gelagert wird. Danach wird der Datensatz mit dem Kopf des Patieten korreliert und zwar indem gleiche Markierungen der Reihe nach auf dem Datensatz und am Kopf definiert werden. Solchermaßen registriert kann während der OP (intraoperativ) jederzeit die aktuelle Position der Spitze des Navigationsinstruments auf dem Datensatz lokalisiert werden (Bild ganz rechts).
Grobes Ablaufschema einer neuronavigierten Gehirn-OP (© Wirtz)
In einer neuronavigierten OP gelingt es zwar mehr Tumoren zu entfernen, längst aber nicht alle, schränkt Wirtz ein. Gehirneigene Tumoren lassen sich mit chirurgischen Mitteln nicht heilen. Denn deren Zellen streuen in umliegendes Gewebe aus und bilden dann einen neuen Tumor, auch wenn der Operateur den Tumor entfernt hat, soweit er auf den Bildern sichtbar war.

Ein erfolgreicher chirurgischer Eingriff verbessert nach Wirtz’ Worten die Ausgangslage für die Behandlung am Patienten. Vollständig entfernen lässt sich der Gehirntumor (Gliom) bei vielen Patienten nicht, weil er oft nahe an sensiblen Regionen wie dem Bewegungs- und Sprachzentrum liegt und sich daher ein Eingriff verbietet.

Mit Neuronavigation und intraoperativer Bildgebung entfernen Chirurgen 60 bis 70 Prozent der Gliome vollständig. Setzt der Neurochirurg nur auf die Neuronavigation, halbiert sich die Erfolgsrate. Gliome werden in Zentren ohne intraoperative Bildgebung auch mit Ultraschall oder zunehmend mit Anfärbung entfernt, fügt Wirtz hinzu.

Brain Suite eignet sich für Gliome und Hypophysen-Tumoren

Die aufwendige Technik einer Günzburger Brain Suite eignet sich nur für ein bestimmtes Spektrum der Neurochirurgie, in der Hauptsache für Gliome und größere Hypohysen-Tumoren. Möglich hält Wirtz auch Anwendungen in der funktionellen Neurochirurgie (Epilepsie-Chirurgie), Gefäß-OPs mittels Kernspin-Angiographie.

Forschung erstrebt „erweiterte Realität“

Pendeln zwischen UL und GZ

Prof. Christian Rainer Wirtz wird jetzt, nach seiner Antrittsvorlesung und der offiziellen Einweihung der Brain Suite, daran gehen können, aus dem Sonderstatus der zwei Arbeitsplätze das Optimum herauszuholen. Den theoretischen Nachteil zweier Standorte hat Wirtz schon umgedeutet in einen Gewinn an Gestaltungsmöglichkeit. Damit will er das Einzugsgebiet beider Kliniken zusammen erweitern und an beiden Standorten unterschiedliche Schwerpunkte bilden - in Günzburg die Operation von Hirntumoren bei Kindern wie Erwachsenen. In Ulm sei wegen der prominententen Universitätspädiatrie ein Schwerpunkt Kinderneurochirurgie denkbar.

Ein Beitrag von:
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wp - 05.03.2009
© BIOPRO Baden-Württemberg GmbH

Weitere Informationen zum Beitrag:
Professor Dr. Christian Rainer Wirtz
Direktor der Neurochirurgischen Klinik der Universität Ulm
Klinikbereich Ulm
Chirurgisches Zentrum
Klinik für Neurochirurgie
Steinhövelstraße 9
89075 Ulm
E-Mail: rainer.wirtz(at)uniklinik-ulm.de

Klinikbereich Günzburg
Bezirkskrankenhaus Günzburg
Neurochirurgische Klinik
Ludwig-Heilmeyer-Straße 2
89312 Günzburg
E-Mail: rainer.wirtz(at)bkh-guenzburg.de

 

 

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