Minimalinvasive Verfahren in der onkologischen Neurochirugie

Neuroendoskopische Techniken lassen sich in

einteilen (Hopf und Perneczky 1998).

Bei den rein endoskopischen neurochirurgischen Prozeduren passieren die Instrumente Arbeitskanäle des Endoskops, wobei bei den meisten Arbeitskanälen neben den 1–2 reinen Arbeitskanälen in der Regel noch ein dritter Kanal für die Spülung vorhanden ist. Klassische Indikationen für die Anwendung des rein-endoskopische Ansatzes sind

Im Rahmen endoskopisch-assistierter Prozeduren werden sowohl das Neuroendoskop als auch das Operationsmikroskop während desselben Eingriffes eingesetzt, wobei das Endoskop in erster Linie der besseren Illumination und Visualisierung mittels gewinkelter Optiken dient. Bei diesen Verfahren werden die Operationsinstrumente parallel zum Endoskop eingeführt. Ein typisches Beispiel für ein endoskopisch-kontrolliertes Verfahren ist die trans-/endonasale endoskopische Schädelbasischirurgie, bei der alleinig das Neuroendoskop zum Einsatz kommt, jedoch die Instrumente ebenfalls außerhalb des Endoskops in das Operationsfeld eingeführt werden.

Ein Nachteil der größtenteils zum Einsatz kommenden Neuroendoskope ist der Monookularität geschuldet, die zum Verlust der Tiefeninformation führt. Für den Operateur können diese Informationen lediglich durch visuelle Landmarken und Orientierungspunkte sowie durch die bimanuelle Interaktion mit den chirurgischen Instrumenten in Teilen akquiriert werden. Aktuelle Weiterentwicklungen zielen daher auf stereoskopische Endoskope ab (Fraser et al. 2009; Tabaee et al. 2009). In einer „Matched-pair“-Analyse konnten weder Unterschiede in der OP-Zeit noch im Resektionsausmaß im Vergleich zwischen monookularen und stereoskopischen Neuroendoskopen nachgewiesen werden (Tabaee et al. 2009). Ein klarer Nachteil der stereoskopischen Systeme ist jedoch weiterhin die fehlende Rotation angulierter Optiken unabhängig vom Bildsensor.

Eine multimodale, hochauflösende und äußerst exakte präoperative Bildgebung ist essenziell in allen Aspekten und insbesondere der minimalinvasiven onkologischen Neurochirurgie. Sie umfasst standardmäßig

Zusätzlich bieten sowohl die CT- als auch die MR-Angiografie (CTA, MRA) hilfreiche Informationen für die Zugangsplanung und die Tumorvaskularisation. Ergänzt werden können diese Untersuchungen insbesondere in der präoperativen Planung durch nuklearmedizinische Verfahren, wie beispielsweise die Aminosäure-Positronen-Emission-Tomografie (FET-PET) sowie die MRT-basierte Spektroskopie (MRS) zur Spektralanalyse der Hirntumormetabolite. Funktionelle Informationen über die Lokalisation eloquenter Hirnareale und Faserbahnverläufe werden mithilfe des Fiber Tracking (DTI, „diffusion tensor imaging“) im MRT sowie dem funktionellen MRT (fMRT) gewonnen und in den weiteren OP-Ablauf einfließen gelassen.

All diese multimodalen Bildinformationen können in neuronavigatorische Systeme einfließen gelassen werden, um auf sie sowohl zur Planung des zielgerichteten Zugangs als auch während der eigentlichen Operation im Rahmen des Konzepts der bildgeführten Chirurgie („image-guided surgery“) abzurufen. Die häufigsten heutzutage zum Einsatz kommenden Navigationssysteme nutzen dabei die Infrarottechnologie und bedingen zwingend eine statische Verbindung des Referenzpunkts zum OP-Gebiet. Entscheidender Nachteil aller Navigationssysteme ist, dass sie zwangsläufig lediglich präoperative CT- oder MRT-Daten zur Grundlage haben und intraoperative Veränderungen, wie beispielsweise des Tumorvolumens oder der Hirnschwellung, im Sinne eines sog. Brain Shifts nicht abbilden können. Lösungen dieses Offline-Problems bestehen in der Navigationskorrektur durch navigierten Neuroultraschall bzw. durch eine erneute intraoperative CT- oder MRT-Bildgebung (Abb. 1).

Eine intraoperative Bildgebung soll die Effektivität sowohl von mikroneurochirurgisch als auch neuroendoskopisch geführten Eingriffen erhöhen und die Morbidität senken (Batra et al. 2008; Isaacs et al. 2009). Auch hier konkurrieren die beiden Schnittbildgebungsmodalitäten CT und MRT miteinander. In der Hypophysenchirurgie konnte durch die intraoperative MRT (ioMRT) in 58–83 % der Fälle noch Resttumorgewebe nachgewiesen werden, obwohl der Operateur der Meinung gewesen war, die Tumorresektion sei bereits komplett gewesen (Gerlach et al. 2008; Lewin et al. 2007; Wu et al. 2009). Ein weiteres exemplarisches Einsatzgebiet der ioMRT ist die mikrochirurgische Gliomchirurgie. In einer randomisierten, kontrollierten Studie konnte der signifikante Resektionsvorteil bei glialen Tumoren durch die Anwendung des ioMRT eindeutig nachgewiesen werden (Senft et al. 2011). Auch die multizentrische retrospektive Analyse der Deutschen Studiengruppe für Intraoperative MRT-Bildgebung konnte nachweisen, dass die mit einem längeren progressionsfreien Überleben (PFS, „progression free survival“) assoziierte vollständige Hirntumorresektion (GTR, „gross total resection“) signifikant häufiger in der ioMRT-Gruppe erreicht wurde (Coburger et al. 2016). Trotz alledem geht die ioMRT-Anwendung mit einer deutlichen Verlängerung der Operationszeit einher.

Bei der Stereotaxie handelt es sich um eine minimalinvasive operative Behandlungsmethode, die es dem Neurochirurgen erlaubt, nach bildgesteuerter und computerassistierter Berechnung mithilfe eines Zielgeräts jeden beliebigen Punkt innerhalb des Gehirns mit einer Präzision im Submillimeterbereich zu erreichen. Kernelement der onkologischen Stereotaxie ist dabei der entsprechende stereotaktische Rahmen, wie beispielsweise der Leksell-Rahmen oder auch Riechert-Mundinger-Rahmen, verbunden mit einem Zielgerät (Abb. 2). Die stereotaktische Neurochirurgie dient dabei sowohl der Diagnostik tief gelegener Läsionen (stereotaktische Biopsie) als auch der unmittelbaren Behandlung von Hirntumoren und Gefäßmissbildungen (Brachytherapie, stereotaktische Bestrahlung).

Die wichtigsten Verfahren zur stereotaktischen Behandlung von Hirntumoren (onkologische Stereotaxie) sind

Ultraschallaspiratoren wurden ursprünglich in der Dentalindustrie entwickelt, um Plaquebeläge zu entfernen (Jallo 2001; Kim et al. 2008). Nachdem ähnliche Aspiratoren seit 1967 durch Ophthalmologen eingesetzt wurden, um die Augenlinse während einer Kataraktoperation zu zerkleinern, wurden Ultraschallaspiratoren schließlich seit den späten 1970er-Jahren zur Exstirpation intra- und extraaxialer Hirntumoren eingesetzt (Flamm et al. 1978). Diese Technologie bietet sich insbesondere für festere Tumoren an, die sich nicht leicht absaugen lassen, und hat den entscheidenden Vorteil, Hirngefäße während der Resektion zu schonen.

Weiterentwicklungen der Ultraschalltechnologie brachten neben der weiteren Miniaturisierung Systeme auf den Markt, mit denen es sogar möglich ist, Knochen und Knochentumoren zu zerteilen oder zu verkleinern und gleichzeitig das Weichteilgewebe zu schonen (Abe 2002; Bolger 2009; Cappabianca et al. 2010; Ito et al. 2009; Pagella et al. 2008; Samy et al. 2007; Yamasaki et al. 2003).

Eine suffiziente Blutstillung ist einer der entscheidendsten Aspekte während mikrochirurgischer und endoskopischer Eingriffe. Die meisten venösen Blutungen können i. d. R. durch Spülung und Geduld gestillt werden. Bei sichtbarer Blutungsquelle stellen mono- und bipolare Koagulationstechniken das Verfahren der Wahl dar.

Sollte bei endoskopischen Eingriffen die Blutung nicht beherrscht und gestillt werden können, muss eine Konversion hin zu einem offenen, mikrochirurgischen Zugang in Erwägung gezogen werden. Darüber hinaus stehen zahlreiche lokale Hämostyptika zur Verfügung:

Die allgemeingültigen Indikationen für einen minimalinvasiven Zugang sind dieselben wie die für jeden anderen Zugang zu einem Tumor. Häufig hängt die Entscheidung zu einem solch kleinen Zugang (sog. Keyhole Approach) von der spezifischen Pathologie, aber auch der Erfahrung und Expertise des Operateurs ab. Ein deutlich besser zu objektivierendes Kriterium für einen erfolgreichen minimalinvasiven Tumorzugang ist die den neuroanatomischen Gegebenheiten angepasste Trajektorie. Darüber hinaus müssen weitere entscheidende Faktoren Berücksichtigung finden:

Für die Wahl der besten Trajektorie hat sich hierfür die sog. 2-Punkt-Technik bewährt (Brown et al. 1996), bei der sich ein Punkt im Tumorzentrum befindet und ein weiterer Punkt an die Stelle des Tumors gelegt wird, die am oberflächlichsten liegt. Die Linie, die nun diese beiden Punkte in Richtung der Hirnoberfläche verbindet, stellt dann die bestmögliche Trajektorie dar, die entsprechend der zuvor genannten Kriterien modifiziert werden muss.

Die kleinstmögliche Größe der Kraniotomie wird selbstredend von der Größe der zum Einsatz kommenden Instrumente bestimmt und ist typischerweise nicht kleiner als die Öffnungsstrecke einer bipolaren Koagulationspinzette.

Der Entscheidung für den Einsatz der Neuroendoskopie bei einer geplanten Tumoroperation geht eine grundsätzliche Abwägung voraus:

Die Domäne der endoskopisch kontrollierten Eingriffe stellen transsphenoidale Tumorresektionen dar (Cavallo et al. 2009; Gondim et al. 2010; Jho und Alfieri 2001; Nejadkazem et al. 2008; Yano et al. 2009), wobei das OP-Mikroskop überhaupt nicht zum Einsatz kommt. Bei transkraniellen Tumorexstirpationen ist ein rein endoskopischer Zugang und Eingriff die Seltenheit. Dies liegt u. a. an dem den Zugang umgebenden Hirngewebe und neurovaskulären Strukturen, die häufig Endoskop- und Instrumentenwechsel nicht tolerieren würden. Gleichzeit bietet das OP-Mikroskop eine exzellente uniaxiale Visualisierung und ermöglicht eine fortwährende bimanuelle Präparation. Im Gegensatz hierzu nimmt das Neuroendoskop mindestens den Raum eines Instruments ein und muss meist durch den Operateur geführt bzw. gehalten werden. Daher eröffnen sich die unterstützenden Vorteile des endoskopischen Arbeitens erst nach dem mikroneurochirurgisch erzielten Zugang. Nichtsdestotrotz ermöglichen starre Endoskophaltesysteme und ein eingespieltes Team aus 2 Operateuren auch endoskopisch-kontrollierte Eingriffe mit dem gewohnten bimanuellen Arbeiten. Bei dieser Technik werden die Operationsinstrumente nicht durch eigene Arbeitskanäle des Neuroendoskops (rein-endoskopisch), sondern außerhalb des Endoskops, jedoch in derselben Arbeitsrichtung geführt und so positioniert, dass die Instrumentenspitze jederzeit vor der Endoskopoptik sichtbar bleibt. Die endoskopisch-assistierte Technik bleibt in der Regel einer besseren Visualisierung während verschiedener Stadien einer mikroneurochirurgischen Operation vorbehalten. Sie wird genutzt, um

Die Vorteile des Neuroendoskops liegen somit insbesondere in der Kombination mit minimalinvasiven Zugängen, miniaturisierten Kraniotomien und dem Streben nach dem bestmöglichen Schutz umgebender neuronaler Strukturen sowie beim Arbeiten in anatomisch bedingt engen Räumen und der Möglichkeit einer Visualisierung außerhalb der geraden Sichtachse des OP-Mikroskops. Mit dieser kombinierten mikrochirurgisch-minimalinvasiven Technik lassen sich nahezu alle intrakraniellen intra- und extraaxialen Tumoren mit einem größtmöglichen Resektionsausmaß und einem Maximum an Sicherheit exstirpieren.

Zahlreiche Kraniotomien werden als minimalinvasive Zugänge, sog. Keyhole Approaches, klassifiziert, wobei sich deren Definition aus dem Vergleich mit alternativen konventionellen Kraniotomien ergibt. Somit ist beispielsweise die supraorbitale Kraniotomie über einen Augenbrauenschnitt (Abb. 3) eine minimalinvasive Variation des orbitozygomatischen bzw. gar des pterionalen Zugangs, und der temporale Keyhole-Zugang hat seinen Ursprung in der traditionellen temporalen Kraniotomie.

Der entscheidende Unterschied zwischen beiden Kraniotomiekonzepten liegt darin, dass bei den traditionellen großen Zugängen die Kraniotomie in der Regel größer ist als die Zielstruktur und der Umfang der Kraniotomie mit zunehmender Tumortiefe abnimmt. Bei minimalinvasiven Keyhole-Zugängen ist die Kraniotomie meist kleiner als das Resektionsziel, das dann durch unterschiedliche Trajektorienwinkel vollständig exponiert werden kann. Ein sehr illustratives Beispiel, das dieses Konzept verdeutlicht, ist der klassische retrosigmoidale Zugang zum Kleinhirn-Brücken-Winkel. Aufgrund lokaler anatomischer Gegebenheiten ist die Kraniotomie mit wenigen Zentimetern Durchmesser meist sehr klein und das Operationsziel oft relativ tief lokalisiert. Trotz des sehr kleinen Zugangs können die Hirnnerven in ihrer kraniokaudalen Abfolge vom N. trochlearis bis zum N. accessorius alleinig durch Ändern der Sicht- und Arbeitstrajektorie entlang der Ränder der Kraniotomie problemlos dargestellt werden (Abb. 4).