Neurochirurgie Karlsruhe
Neurochirurgie Karlsruhe

Einleitung zur Mikrochirurgie

Zwar wurden erste chirurgische Eingriffe mittels eines monokularen Mikroskops bereits im 19. Jahrhundert vorgenommen, die erste Nutzung eines binokulären Mikroskops erfolgte durch den schwedischen HNO-Arzt Holmgren 1922. Der Amerikaner House, ebenfalls HNO-Chirurg, entwickelte diese OP-Technik wesentlich weiter. Operationstechnisches Einsatzgebiet war anfangs die Mittelohrchirurgie (Tympanoplastik), die durch die mikrochirurgische OP-Technik quasi revolutioniert wurde. In Deutschland war es der HNO-Chirurg Wullstein (Würzburg), der ab 1949 die mikrochirurgische Technik in der Mittelohrchirurgie einsetzte. Der Urtyp des damals revolutionären OP-Mikroskops OPMI-1 wurde vom Physiker Hans Littmann bei Zeiss in Oberkochen entwickelt. Das OPMI-1 war für über 40 Jahre der "Goldstandard" der Mikroskopkopftechnik der entsprechenden operativen Fächer (im Wesentlichen HNO- und Neurochirurgie).

In der Neurochirurgie wurde ein OP-Mikroskop erstmals in den USA von dem Neurochirurgen Theodore Kurze 1957 genutzt. Der deutsche Neurochirurg Friedrich Loew (Homburg/Saar) setzte ein OP-Mikroskop erstmals 1963 in der Bandscheibenchirurgie ein.

Die moderne Neurochirurgie ist ohne mikrochirurgische Operationstechnik, kurz „Mikrochirurgie“, heute nicht mehr denkbar. Der Begriff ist etwas unscharf, da man zwar unter Nutzung eines OP-Mikroskops operiert, dieses hat jedoch eine deutlich geringere Vergrößerung als das Mikroskop, mit dem man z.B. histologische Untersuchungen vornimmt. Diese Mikroskope haben eine bis zu mehrhundertfache Vergrößerung. Moderne OP-Mikroskope in der heutigen Neurochirurgie ermöglichen eine etwa bis zu 17-fache Vergrösserung.

Eigentlich operiert man also unter einem OP-Mikroskop eher „mesoskopisch“, d.h., daß das OP-Mikroskop eine Vergrößerung zwischen der „Makroskopie“ (also normaler Visus ohne Hilfsmittel) und der klassische Licht-Mikroskopie mit bis zu mehrhundertfachen Vergrößerungen bietet.


Mikrochirurgische OP-Technik

Ein Grundproblem aller chirurgischer Disziplinen, also nicht nur der Neurochirurgie, besteht darin, daß man an nicht direkt unter der Oberfläche gelegenen pathologischen Gewebsstrukturen nur dadurch gelangen kann, daß man durch „gesundes“ Gewebe hindurch, oder an diesem vorbei präparieren muß. Mikrochirurgische OP-Technik ermöglicht es also, daß auf dem Weg zum operativen „Zielgebiet“ wesentlich atraumatischer und auch exakter gearbeitet werden kann, also dies mit dem bloßen Auge, also makroskopisch, möglich ist. Das Risiko potentieller Gewebsschäden im gesunden Gewebe kann also durch mikrochirurgisches Operieren deutlich minimiert werden.

Es erstaunt aus heutiger Sicht, daß es in Deutschland in der Neurochirurgie zunächst die Bandscheibenchirurgie war, bei der ein OP-Mikroskop eingesetzt wurde und nicht etwa bei intrakraniellen Eingriffen.

Die konsequente Entwicklung der mikroskopischen OP-Technik in Europa erfolgte durch den türkischen Neurochirurgen M. Gazi Yasargil, Schüler des Schweizer Neurochirurgen Krayenbühl, der diese Technik in den USA Mitte der 1960er Jahre bei R.M.P. Donaghy in Burlington (VT) erlernte und sie danach in Zürich einführte und weiterentwickelte. Yasargil entwarf auch mikrochirurgische Instrumente, vor allem aber initiierte er die technische Entwicklung moderner neurochirurgischer Mikroskoptechnik (s.u.).


Operationsmikroskop

Ein Operationsmikroskop setzt sich im Wesentlichen aus zwei Baukomponenten zusammen:

•             dem Stativ sowie

•             dem eigentlichen Mikroskop(kopf), die das gesamte optische System, die Lichtleitung und die Griffmechanik umfasst.

Die ersten Mikroskopköpfe wurden auf ein Stativ montiert, bei der die Bewegungen des Mikroskopkopfes über Kardanscharniere umgelenkt wurden. Derartige Mikroskope finden sich heute gelegentlich noch in der Handchirurgie. In der modernen Neurochirurgie finden sie keine Anwendung mehr, da das freie Schwenken des Mikroskopkopfes nicht möglich ist, wodurch das Operieren erheblich erschwert wird. In der Neurochirurgie werden derartige Mikroskop-Typen heute allenfalls noch bei den experimentellen mikrochirurgischen Übungen angewendet. Yasargil schätzte, daß die jeweils notwendige Anpassung des Mikroskopkopfes an die jeweiligen Operationssituationen bis zu 40% der gesamten OP-Zeit benötigt.



Abb. 1 und 2: Modernisiertes NC1 (links) sowie Mundschalter ("Schnabel") zum vertikalen Steuern in Funktion (rechts).

Auf Grund dieses fundamentalen Mangels entwickelte Yasargil in der Zeit von 1967-1972 gemeinsam mit der Firma Schweizer Contraves AG (Stativ) sowie Zeiss (Mikroskopkopf) ein völlig neuartiges technisches Prinzip, bei der die Aufhängung bzw. die Verbindung des Mikroskopkopfes mit dem Stativ eine bessere Beweglichkeit des Mikroskopkopfes mit bis zu sechs verschiedenen Achsen (OPMI 1) bot. Die Feststellung des Mikroskopkopfes erfolgte dabei über Magnetbremsen, die beidseits über revolgriffverartig gestaltete Handgriffe mittels Druckschalter gelöst bzw. festgestellt werden. Angelehnt ist diese Bewegungstechnik über Parallelogramme an die Waffentechnik (Bsp.: Rückstossenergieabsorptionsprinzip der  Haubitzen). Weitere wichtige Charakteristika dieses Prototyps waren ein Mundschalter, auch „Schnabel“ genannt, mit dem man das Mikroskop ohne Zuhilfenahme der Hände frei, im Wesentlichen vertikal, bewegen kann sowie Vorrichtungen zur Montage einer Foto- und/oder Filmkamera. Alle diese zusätzlichen technischen Merkmale sind bis heute unentbehrliche Bestandteile moderner neurochirurgischer OP-Mikroskope geblieben und wurden dem technischen Fortschritt angepasst.

Im Rahmen der technischen Weiterentwicklung wurde von der Firma Zeiss daraus das Stativ NC 1 mit dem Mikroskop-Träger OPMI 1 entwickelt. Die technischen Grundmerkmale des Stativs NC 1 haben sich bis heute bewährt. Dieses Stativ, ausgerüstet mit einem modernen Mikroskopkopf und besserer Lichtquelle, wird heute meist nur noch in neurochirurgischen experimentellen Labors zum Training eingesetzt. Das OPMI 1 bzw. das Stativ NC 1 stellen quasi die Urmodelle aller modernen OP-Mikroskope mit frei schwenkbaren Mikroskopköpfen dar.

In der Literatur finden sich zahlreiche Beiträge, die sich mit der Entwicklung der neurochirurgischen Mikrochirurgie befassen (Kriss 1998, Savitz 1999, Tew 1999). Ferner gab es in den 1990er Jahren sogar noch Gerätevorstellungen (Ojemann 1995) bzw. Vergleichstests (Arbit 1995), die über die Jahrzehnte zeigen, wie die Geräteentwicklung fortgeschritten ist.

 

Abb. 1-3: NC1 auf Werbeprospekt der Fa. Zeiss (links), moderneres Mikroskop NC 33 (Fa. Zeiss) (Mitte) sowie das Modell Pentero 800 (seit 2004; Fa. Zeiss).

Ein Nachteil dieser alten Mikroskope war der relativ hohe Platzbedarf im OP, da die zur Balance nötige Kontermasse relativ weit nach hinten ausladend war. Angesichts des Umstandes, daß man durchaus nicht immer hinreichend große OP-Säle vorfindet, stellt dieser Umstand einen erheblichen Nachteil dar. Auch gestaltete sich die zur Balance notwendige Austarierung zur Vermeidung unkontrollierter Mikroskopkopfbewegungen (meist nach oben) sehr umständlich dar, so daß bei den modernen OP-Mikroskopen einerseits die beweglichen Teile innerhalb eines erheblich kleineren Lichtraumes zusammengefaßt sind und heute die Balancierung elektronisch vorgenommen werden kann.

Andere Verbesserungen betrafen die Lichtquelle (Standard heute 300 Watt Xenon), leisere Magnetbremsen sowie die Integration der Neuronavigation. Durch Nutzung speziell konstruierter Stative (Firma Mitaka) ermöglichten Leica-OP-Mikroskope erstmals ein Überkopf-Operieren (s.u.).

Die Kosten für ein modernes OP-Mikroskop liegen je nach Anforderungen zwischen € 70.000,00 und 250.000,00.

Abb. 1-3: OP-Mikroskope der Fa. Leica, OHS-1 (links), OH3 (Mitte), OH4 (rechts)