Ein neuartiges Augmented-Reality-System (ARssist) für den Assistenzchirurgen in der roboterassistierten Chirurgie

Das da Vinci-Roboterchirurgiesystem bietet dem Chefchirurgen Vorteile wie eine immersive dreidimensionale Visualisierung, intuitive Steuerung und ein hohes Maß an Bewegungsfreiheit. Allerdings bleibt eine größere Operation eine Teamarbeit. Der Erfolg roboterassistierter chirurgischer Eingriffe hängt neben dem Chefchirurgen, der das Da-Vinci-System an der Konsole fernsteuert, auch vom Assistenzchirurgen an der Seite des Patienten ab, der ihn laparoskopisch unterstützt. Während einer robotergestützten Operation ist der patientenseitige Chirurg für Aufgaben wie den Austausch von Instrumenten, das Zurückziehen von Gewebe zur Vergrößerung des Operationsfeldes, die Manipulation von Instrumenten usw. verantwortlich. Die Literatur hat gezeigt, dass die Leistung des Assistenzchirurgen einen Einfluss auf die Operation hat Ergebnisse der Roboterchirurgie wie etwa die Operationszeit.

Traditionell verlässt sich der Chirurg auf der Seite des Patienten zur Steuerung seiner Bewegungen auf den am Sehwagen montierten Monitor. Der Monitor ermöglicht eine Echtzeitübertragung des vom Endoskop erfassten Bildes, bietet jedoch nicht die vollständige dreidimensionale Stereo-Endoskopieansicht, sofern er nicht mit einer speziellen Stereo-Vision-Ausrüstung ausgestattet ist. Auch die Position des Monitors ist häufig ungünstig, was zu Problemen wie eingeschränkter Sicht und einer nicht ergonomischen Positionierung des Chirurgen auf der Seite des Patienten führt, um die Sichtbehinderung zu überwinden. Der komplexe dreidimensionale Aufbau von Endoskopen, Roboterinstrumenten und Handinstrumenten im Körper des Patienten könnte sich aus Sicht des patientenseitigen Chirurgen als schwer vorstellbar erweisen, und bei der Übertragung von Instrumenten/Gegenständen in das Operationsfeld könnten Rätselraten erforderlich sein da sich die Handinstrumente häufig außerhalb des Sichtfeldes des Endoskops befinden.

Augmented Reality (AR)-Technologie, die über ein optisches durchsichtiges Head-Mounted Display (OST-HMD) bereitgestellt wird, könnte möglicherweise die Lösung für die oben genannten Probleme sein. OST-HMD, wie z. B. Microsoft HoloLens, können durch optische Kombinierer Computergrafiken über die reale Ansicht legen. Die klinische Anwendung einer solchen Technologie hat in der chirurgischen Gemeinschaft zunehmendes Interesse geweckt, wobei eine vorläufige Studie die Machbarkeit der AR-Technologie bei ureteroskopischen Eingriffen demonstriert.

Das ARssist-System ist ein neuartiges AR-System, das für den patientenseitigen Chirurgen bei robotergestützten Operationen entwickelt wurde. Es integriert das da Vinci-Chirurgiesystem und Microsoft HoloLens und stellt dem patientenseitigen Chirurgen wertvolle AR-Informationen bereit, einschließlich (i) dreidimensionaler Echtzeitdarstellung des Endoskops, der Roboterinstrumente und der Handinstrumente im Körper des Patienten (ii) Echtzeit-Stereoendoskopie, die für die vom Assistenzchirurgen bevorzugte Hand-Auge-Koordination konfigurierbar ist. Theoretisch würde das ARssist-System dem patientenseitigen Chirurgen eine verbesserte Orientierung und Navigation handgeführter laparoskopischer Instrumente ermöglichen und so deren laparoskopische Leistung und die Leistung der Operation insgesamt verbessern.

Basierend auf der Methodik der Kollaborationsgruppe „Innovation, Entwicklung, Exploration, Bewertung, Langzeitstudie“ (IDEAL) zur Förderung chirurgischer Innovation und Forschung durch geplante prospektive Studien innerhalb eines etablierten Stufenprozesses schlagen wir eine Studie der Stufe 1 (Innovation) vor, um die Machbarkeit zu bewerten und Sicherheit des ARssist-Systems.