17.04.2023

Erste Operation mit einem DaVinci OP-Roboter – Trennung einer Hufeisenniere geglückt

Das Team der Abteilung für Urologie im Landesklinikum Wiener Neustadt führte, eigenen Worten nach, weltweit erstmals die Trennung einer Hufeisen-Niere mit einem DaVinci OP-Roboter durch. Die Operation wurde auf einem großen internationalen Kongress für Roboter-Chirurgie in den USA vorgestellt und für den Best Video Award nominiert.
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DaVici Op-Roboter, XI, Landesklinikum Wr. Neustadt
(c) Intuitive - Der Davinci OP-Roboter XI kam im Landesklinkum Wr. Neustadt zum Einsatz.

Eine Hufeisenniere ist eine angeborene Fehlbildung mit teilweiser Verschmelzung der beiden normalerweise getrennt liegenden Nieren, sodass sie die namensgebende Form eines Hufeisens bilden. Es handelt sich nicht um eine Krankheit, sondern um eine anatomische Normabweichung (Anomalie). Die Trennung dieser gilt in der Medizin als äußerst komplexer Vorgang. In diesem Fall, in dem der DaVinci Op-Roboter im Landesklinikum Wr. Neustadt zum Einsatz kam, gab es noch einen zusätzlichen Faktor zu bedenken.

DaVinci OP-Roboter: Operation nominiert

„Bei der sogenannten Heminephroureterektomie, der Trennung der Hufeisenniere und Entfernung des Harnleiters unter Mitnahme eines Blasenanteils, gibt es schon unter normalen Umständen nicht kalkulierbare Situationen“, erklärt Bojidar Kassabov, Coach für robotische Chirurgie. „Dieser sehr seltene und speziell gelagerte Fall einer Hufeisenniere mit einer Krebserkrankung des Nierenbeckens war für das gesamte Team eine große Herausforderung. Wir wollten nicht nur das Leben der Patientin retten, sondern auch ihre Lebensqualität erhalten. Unsere chirurgische Leistung wurde für einen großen internationalen Kongress für robotische Chirurgie in den USA nominiert und ich hatte die Möglichkeit, die Operation mit einem Video der OP und einem wissenschaftlichen Fachartikel dort vorzustellen.“

Zur Erklärung: Der „DaVinci Op-Roboter XI“ kombiniert laut Chirurgen-Team die Vorteile einer minimal-invasiven Chirurgie mit 3D-Visualisierungstechniken. Das Operationssystem führt dabei keinen Operationsschritt selbstständig aus, sondern dient als „verlängerter Arm“ der Chirurg:innen. Nervenfasern, Gewebe und Gefäße werden hierbei geschont, indem das Operationsgebiet dreidimensional und hochauflösend auf dem Bildschirm dargestellt wird. Die Steuerbefehle der Ärzt:innen werden an „hochpräzise Instrumente“ weitergeleitet.

„Ein Meilenstein“

„Das Landesklinikum Wiener Neustadt war das erste Klinikum in Niederösterreich, das – auch dank Primar Johann Hofbauer – einen hochmodernen DaVinci Xi Operationsroboter in den Patientenbetrieb nehmen konnte. Dieser steht heute in unserem Haus mehreren chirurgischen Abteilungen zur Verfügung. Neben der Bereitstellung hochmoderner Technologien ist hierbei das hohe fachliche Können unserer Chirurginnen und Chirurgen entscheidend, hervorragende Ergebnisse im chirurgischen Grenzbereich zu erzielen. Die von Oberarzt Bojidar Kassabov durchgeführte, wegbereitende Operation einer komplexen Hufeisenniere ist ein herausragender Meilenstein in der klinischen Behandlung schwieriger onkologischer Patientenfälle, die an unserem Klinikum geleistet wird“, erklärt der ärztliche Direktor Ojan Assadian diesen fachlichen Erfolg der robotergestützten Chirurgie.

Bei der betroffenen Patientin war die Fehlbildung, bei der die Nieren im unteren Polbereich zu einer verschmolzen sind, angeboren. Hierbei sind laut Abteilungsvorstand Martin Haydter anatomischen Strukturen wie etwa der Harnleiter stark verändert, was die operative Situation extrem schwierig mache.

DaVinci OP-Roboter: Das Problem in diesem Fall

„Bei einem Krebs des Nierenbeckens wird normalerweise eine Niere entfernt, was in diesem Fall nicht möglich war“ präzisiert Haydter abschließend. „Die ganze Niere zu entfernen, hätte für die Patientin eine enorme Einschränkung der Lebensqualität bedeutet, da sie lebenslang dialysepflichtig geworden wäre. Daher haben wir uns entschieden, die Niere am Unterpol zu trennen und dann die tumortragende Seite komplett zu entfernen, und zwar minimal invasiv mittels Roboter-Chirurgie. Es sind weltweit weniger als zehn Fälle dokumentiert, wo eine ähnliche OP durchgeführt wurde, jedoch nur zwei mit einem schonenden OP-Roboter. Die an der Abteilung für Urologie in Wiener Neustadt durchgeführte Operation war in ihrer Art einzigartig und wurde so noch nie gemacht.“

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Wind und Sonne liefern Strom, wann sie wollen, nicht wann ihn jemand braucht. Diese Lücke schließen Batteriespeicher. Sie werden damit zur Schlüsseltechnologie der Energiewende. Genau hier setzt Phoenics an: Ein steirisches Konsortium entwickelt die nächste Generation von Lithium-Ionen-Zellen für stationäre Speicher.

Koordiniert wird das Projekt von der Virtual Vehicle Research GmbH in Graz. Partner sind Varta Innovation, die Materials Center Leoben Forschung GmbH (MCL) und AVL List. Phoenics läuft 36 Monate und kostet 2,9 Millionen Euro. Knapp zwei Millionen davon kommen von der FFG, aus der Ausschreibung „Energieforschung 2024″.

Ein Material, zwei Ziele

Im Zentrum steht ein Kathodenmaterial: Lithium-Mangan-Eisenphosphat, kurz LMFP. Es ist eine Weiterentwicklung des etablierten Lithium-Eisenphosphats (LFP). LFP-Zellen gelten als sicher und robust, und sie kommen ohne kritische Rohstoffe wie Kobalt oder Nickel aus. LMFP soll zusätzlich bis zu 20 Prozent mehr spezifische Energiedichte liefern. Auf gleichem Bauraum ließe sich damit mehr Energie speichern.

Diesen Materialvorteil will das Konsortium in die fertige Zelle bringen. Die Zielmarken: 20 Prozent mehr Energiedichte, 40 Prozent längere Lebensdauer.

Was noch offen ist

Bis dahin bleiben Fragen. Wie verhält sich das Material über die Lebensdauer, wie altert es, und lässt es sich industriell verarbeiten und skalieren?

Das Konsortium kombiniert deshalb Experiment und Simulation. Die Partner untersuchen das Kathodenmaterial über den gesamten Lebenszyklus, mit Materialcharakterisierung, hochauflösender Bildgebung und KI-gestützter Auswertung. Parallel entstehen physikbasierte und datengetriebene Modelle. Sie bilden das Verhalten der Zelle von der Mikrostruktur bis zum kompletten Speichermodul ab und sollen Entwicklungszyklen verkürzen.

„Die Mikrostruktur von Elektrodenmaterialien beeinflusst maßgeblich Leistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Batteriezellen“, sagt Roland Brunner, Gruppenleiter am MCL.

Ein eigener Schwerpunkt gilt der Sicherheit. Spezielle Testverfahren sollen zeigen, ob LMFP-Zellen den Anforderungen an Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit genügen. AVL bringt dafür seine Erfahrung in der elektrochemischen Modellierung ein. Verbinde man physikalische Modelle mit Methoden des maschinellen Lernens, ließen sich kritische Betriebszustände und Sicherheitsaspekte frühzeitig vorhersagen, sagt Roland Wanker, Geschäftsbereichsleiter Advanced Simulation Technologies bei AVL.

Aufbauen statt neu anfangen

Phoenics setzt die Zusammenarbeit aus dem Vorgängerprojekt OpMoSi fort. „Unsere Stärke liegt darin, modernste Simulations- und Analysemethoden mit industrieller Entwicklungskompetenz zu verbinden“, sagt Projektleiter Philip Kargl von Virtual Vehicle.

Varta Innovation steuert die Fertigungsseite bei, von der Materialentwicklung über die Elektrodenfertigung bis zur Zellintegration. Großes Potenzial sehen die Partner vorerst bei stationären Speichern. Langfristig könnten die Ergebnisse auch der Elektromobilität nützen.

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