Intraoperativer Ultraschall, PiP, Firefly

Die Anwendung des Fluoreszenzfarbstoffs Indozyaningrün (ICG) wurde erstmals 1957 von Fox et al. zur Bestimmung des Herzzeitvolumens beschreiben (Fox et al. 1957). Seitdem findet ICG in unterschiedlichen diagnostischen Bereichen hauptsächlich zur Beurteilung von Perfusion seine Anwendung und neuerdings auch in der Lymphknotendetektion (Kogure et al. 1970; Marano et al. 2013; van der Poel et al. 2011). ICG hat eine geringe Toxizitätsrate und bindet sich nach Injektion als wasserlösliches, relativ instabiles Agens an Serumproteine mit einer Halbwertszeit von 150–180 Sekunden. Zur Aktivierung der Nahinfrarotfluoreszenz ist eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge im Nahinfrarotbereich von 780 nm nötig, das entstehende Fluoreszenzsignal kann mit einer Wellenlänge von 805 nm erfasst werden (Marano et al. 2013; Obana et al. 1994). Intravaskuläre Fluoreszenz kann im Fluoreszenzmodus etwa fünf bis 60 Sekunden nach Injektion detektiert werden und hält sich z. B. im Nierengewebe an die 15 Minuten (Tobis et al. 2011). Die „Firefly“-Technik ist seit 2010 Bestandteil des da Vinci Systems und ermöglicht den Wechsel der unterschiedlichen Belichtungen (Fluoreszenz und Weißlicht) über die Chirurgenkonsole im 3D-Modus ohne Unterbrechung der Operation. Das Operationsfeld erscheint nach dem Umschalten zur Fluoreszenz gräulich bis schwarz, während die Fluoreszenz hellgrün überlagert wird.

Eine off-label Indikation findet ICG in der Auffindung von Lymphknoten. Die Technik der Sentinel-Lymphadenektomie wurde 1977 für das Peniskarzinom veröffentlicht (Cabanas 1977); das Konzept, zunächst den ersten Wächterlymphknoten des Abflussgebietes zu analysieren, wird seitdem routinemäßig bei anderen Tumorentitäten wie dem Mammakarzinom angewandt. Bei der Behandlung des Prostatakarzinoms wurde das 1999 von Wawroschek publizierte Prinzip der pelvinen Sentinel-Lymphadenektomie durch van der Poel et al. um den Einsatz von ICG erweitert (van der Poel et al. 2011; Wawroschek et al. 1999). Die nachfolgenden Studien mit intraprostatischer ICG Injektion ergaben mitunter sehr unterschiedliche Ergebnisse in Bezug auf Anzahl der entfernten Lymphknoten und Sensitivität (Harke et al. 2018; KleinJan et al. 2014; Manny et al. 2014; Nguyen et al. 2016; Ramirez-Backhaus et al. 2016; Wit et al. 2017; Yuen et al. 2015).

Zu einer weiteren Einsatzmöglichkeit von ICG zählt die Tumoridentifikation im Rahmen der Nierenchirurgie. Insbesondere bei kortikalen Tumoren kann die Fluoreszenz normales von verändertem Gewebe unterscheiden, da sich im Tumorgewebe eine reduzierte bzw. fehlende Expression des ICG-Trägerproteins Bilitranslocase findet, was zu einem eingeschränkten Fluoreszenzsignal führen kann (Tobis et al. 2011). Obgleich die Spezifität hinsichtlich der Unterscheidung maligner und benigner Läsionen gering erscheint, kann die Anwendung das Erzielen eines negativen Schnittrandes erleichtern (Sentell et al. 2020). Wichtig ist jedoch die Beachtung einer adäquaten Dosierung, z. B. mit einer Testdosis von 1,25 mg ICG, da die Überdosierung zu einer Hyperfluoreszenz des Tumors und des Nierenparenchyms führen kann. Hierbei sollte allerdings die renale Verweildauer des Fluoreszenzsignals bedacht werden:

Die warme Ischämiezeit (WIT) stellt ein Gütekriterium bei der Nierenteilresektion dar. Obwohl die Dauer des unterbrochenen renalen Blutflusses auf die spätere Nierenfunktion in einigen Publikationen einen eher vernachlässigbaren Anteil hat (Ginzburg et al. 2015; Simmons et al. 2012), zeigten viele Veröffentlichungen einen Vorteil für eine minimale Ischämiezeit. 2011 hat die Arbeitsgruppe um Gill das Prinzip der „Zero ischemia“ in der roboterassistierten partiellen Nephrektomie beschrieben (Gill et al. 2011). Nach Präparation der Hilusgefäße teils mit Mikrodissektion bis an das Nierenparenchym kann die tumorversorgende Arterie (super)selektiv abgeklemmt werden, um den Tumor blutungsarm zu entfernen, während die Perfusion der restlichen Niere ungestört bleibt. Für dieses Vorgehen ist die genaue Kenntnis der renalen Blutversorgung in der präoperativen Schnittbildgebung unumgänglich. Intraoperativ erfolgt nach Präparation der einzelnen versorgenden Arterien die Inzision der Nierenoberfläche tumornah mit einem Abstand von 3–5 mm. Eine Bulldog-Klemme kann präzise auf den potenziellen Arterienast gesetzt werden, im Falle multipler tumorversorgender Arterien oder Unsicherheiten hinsichtlich der genauen Blutversorgung ist die Verwendung mehrerer Klemmen möglich.

Hiernach kann der Belichtungsmodus zwischen Weiß- und Nahinfrarotlicht durch den Konsolenchirurgen gewechselt werden. Es zeigt sich dann die Verteilung von ICG über die A. renalis in den durchbluteten Nierenanteil sowie der Rückfluss über die V. renalis (Abb. 1). Während die Niere gut perfundiert ist, zeigt sich der Tumor im Beispiel ischämisch. Nach Tumorexzision und Freigabe der kompletten arteriellen Durchblutung ist die Bestätigung der störungsfreien Perfusion durch eine erneute Gabe von ICG möglich.

Eine Alternative zur Fluoreszenz zur Überprüfung der Nierendurchblutung ist der Einsatz der Dopplersonografie. Durch das fehlende haptische Feedback in der Roboterchirurgie hat eine sichere Handhabung des laparoskopischen Ultraschalls zudem Vorteile in Bezug auf die zügige Nierentumoridentifikation insbesondere bei endophytisch gelegenen Raumforderungen sowie hinsichtlich der genaueren Definition der Resektionsgrenzen (Hekman et al. 2018). Neben der konventionellen laparoskopischen Ultraschallsonde, die vom Tischassistenten gesteuert wird, haben sich über die letzten Jahre zunehmend unterschiedliche Drop-In-Sonden etabliert, die direkt durch den Konsolenchirurgen bewegt werden können. Diese ermöglichen die Platzierung auch in schwierigen Winkeln ohne die obligate parallele und bündige Sondenauflage auf der Oberfläche zu beinträchtigen (Kaczmarek et al. 2013). Mit einer Frequenz von 7,5 bis 10 MHz lässt sich mit den linearen oder alternativ konvexen Sonden eine Eindringtiefe von etwa vier Zentimetern erreichen.

Mit Weiterentwicklung der Chirurgenkonsole steht seit der Einführung des da Vinci S Systems die TilePro Funktion zur Verfügung. Diese Picture-in-Picture-Erweiterung lässt das Zuschalten weiterer Bildquellen auf das visuelle Arbeitsfeld innerhalb der Konsole wie auch auf den externen Monitor zu (Rogers et al. 2009). So ist es dem Chirurgen möglich, gleichzeitig das Operationsfeld zu sehen, die Ultraschallsonde zu steuern sowie das entsprechende Schallbild in der Bewegung zu sehen. Für die roboterassistierte partielle Nephrektomie ergibt sich die Möglichkeit, die Nierenperfusion mittels Dopplersonografie auch in der Tiefe des Nierenparenchyms zu beurteilen und deren Unterbrechung durch eventuellen kurzen Zug an einem Vesselloop um das versorgende Blutgefäß mit anschließend ausbleibenden Dopplersignal zu simulieren. Analog zur ICG-Gabe kann das Ischämieareal nach Injektion des CEUS-Kontrastmittels bestätigt werden: die zunächst echoarm dargestellte Niere kontrastiert sich in den perfundierten Bereichen ca. 20 Sekunden post injectionem, während der ausgeklemmte Anteil dunkel bleibt (Alenezi et al. 2017) (Abb. 2).

Die TilePro Funktion lässt auch das Einspielen von präoperativer Bildgebung oder Fortentwicklungen wie der Augmented Reality zu, ein neuer Ansatz des perioperativen anatomischen Verständnisses, der sowohl für die robotische Nieren- wie auch Prostatachirurgie Anwendung finden kann (Wake et al. 2020).

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