Raffael Kurek
Dr.med.
Thermische Gewebepräparationsverfahren für die endoskopische und interstitielle
Anwendung - Technische Entwicklungen, experimentell-chirurgische Evaluierung und
erste klinische Anwendungen
Geboren am 31.08.1969 in Hildesheim
Reifeprüfung am 27.06.1988 in Neustadt a.d. Weinstraße
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom SS 1991 bis WS 1997
Physikum am 23.03.1993 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Miami, Chicago und Heidelberg
Staatsexamen am 16.10.1997 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Frauenheilkunde
Doktorvater: Prof.Dr.med. D.Wallwiener
Neodymium-Yttrium-Aluminium-Garnet-Laser- und Hochfrequenzchirurgie sind klinisch
etablierte Verfahren. Beim Nd:YAG-Laser kann die Applikation mit dünnsten Lichtleitern
erfolgen, bei der Hochfrequenzchirurgie mit mono- und bipolaren Elektroden. Grundprinzip
beider Verfahren ist die photo- bzw. elektrothermische Energieumwandlung im Gewebe. Zwei
Applikationsformen werden unterschieden: die thermische Gewebepräparation zur
Gewebetrennung und die thermische Gewebedestruktion umschriebener Gewebeareale mittels
interstitiell positionierter Applikatoren. Die folgenden Fragestellungen sollten untersucht
werden:
Thermische Gewebepräparation:
• Möglichkeiten zur Optimierung der thermischen Präparationseigenschaften des Nd:YAG-
Lasersystems durch neuentwickelte Lichtleiter (n=4) oder ein „intelligentes“ Lasersystem
mit automatischer Leistungskontrolle.
Thermische Gewebedestruktion:
• Eignung der Hochfrequenzchirurgie zur thermischen Gewebedestruktion und Vergleichen
photothermischen Destruktion mit dem Nd:YAG-Laser.
• Möglichkeiten zur Darstellung der Gewebedestruktion mittels Ultraschallsonographie.
Klinische Aspekte
• Übertragbarkeit der experimentell gewonnenen Ergebnisse zur thermischen
Gewebepräparation mit Lichtleitern und „intelligentem“ Lasersystem in die klinische
Routine
• Eignung der thermischen Gewebedestruktion in der palliativen Situation zur Rezidiv- bzw.
Metastasentherapie als Ergänzung des multimodalen Therapiespektrums
• Entwicklung der thermischen Gewebedestruktion als neuem alternativen Therapiekonzept
zur fetoskopischen Laserapplikation beim Feto-Fetalen Transfusionssyndrom.
Material und Methodik:
Thermische Gewebepräparation: Ausgehend von der Bestimmung der Abstrahlcharakteristika
der einzelnen Lichtleiter mittels eines physikalisch-optischen Meßaufbaus wurden mit 4
verschiedenen Lichtleitern und dem modifizierten Operationslasersystem in-vivo am
Rattenmodell (n=12) definierte Uterotomien bei unterschiedlichen Leistungen (10, 15, 20
Watt) erzeugt. Anschließend wurden die Uterushörner exstirpiert und als histologische
Schnittpräparate (n=1340) aufgearbeitet. Zur Bestimmmung des Gewebedefektes wurden die
Parameter Schnittbreite, Schnittiefe sowie die vertikale und horizontale thermische
Schädigung analysiert.
Thermische Gewebedestruktion: Vergleichende in-vitro Studie an zwei morphologisch
unterschiedlichen Gewebetypen (Leber/ Muskel) mit einer speziell für die thermische
Gewebedestruktion entwickelten Hochfrequenzeinheit und einem Nd:YAG-Lasersystem.
Erzeugen gezielter Koagulationsnekrosen (n=30) bei variabler Applikationsdauer (120s, 300,
600 Sekunden) mit makroskopischer sowie histologischer Bestimmung, sowie Berechnung
der Koagulationsvolumina. Ultrasonographische Darstellung der interstitiellen thermischen
Destruktion mit vergleichender makroskopischer und histologischer Analyse des
Gewebedefektes.
Klinische Aspekte: Einsatz der Lichtleiter und des „intelligenten“ Operationslasersystems bei
verschiedenen endoskopisch-operativen Eingriffen (n=62). Klinischen Anwendung der
thermischen Gewebedestruktion bei der Palliation gynäkologischer Malignome (n=2)..
Klinische Pilotstudie bei Patientinnen mit Feto-Fetalem-Transfusions-Syndrom (n=4);
thermische Destruktion intraplazentarer Shuntgefäße durch interstitiell in
Amniozentesetechnik positionierte Lichtleiter unter dopplersonographischer Darstellung und
Erhebung des klinischen Follow-up.
Ergebnisse:
Thermische Gewebepräparation: Die morphometrische Analyse ergab in Übereinstimmung
mit den ermittelten Abstrahlprofilen signifikant verbesserte Präparationseigenschaften für
konische Lichtleiter mit Steigerung der Inzisionstiefe um den Faktor 3-5 bei gleichzeitiger
Verminderung der thermischen Nekrose am Inzisionsrand um ein Drittel. Im Gegensatz hierzu
führt eine automatische Leistungskontrolle zu keiner signifikanten Optimierung von
Inzisionstiefe und thermischen Nekrose.
Thermische Gewebedestruktion: Das elektrothermisch koagulierte Volumen war um den
Faktor 2 größer als bei photothermischer Koagulation. Es zeigte sich, daß die
ultrasonographische Darstellung der thermischen Destruktion möglich ist. Die maximale
ultrasonographisch ermittelte Ausdehnung der thermisch induzierten Nekrose liegt bei einer
durchschnittlichen Differenz von <3mm leicht über der makroskopischen.
Klinische Aspekte: Die konischen Lichtleiter zeigten entsprechend den experimentellen
Ergebnissen optimierte Präparationseigenschaften. Die thermische Gewebedestruktion ist in
der palliativen Situation bei Beckenwandrezidiven einsetzbar. Die Koagulation von
intraplazentaren Shuntgefäßen beim Feto-Fetalen-Transfusionssyndrom durch interstitielle
photothermische Destruktion mit Unterbrechung des Shuntkreislaufs ist möglich.
Schlußfolgerungen:
Eine Optimierung der thermischen Präparationseigenschaften des Nd:YAG-
Operationslasersystems ist durch konsequente Weiterentwicklung der Lichtleitertechnologie
möglich, wobei die besten Resultate mit konisch geformten Lichtleiterspitzen zu erzielen sind.
Automatische Leistungsregulationssysteme bieten hinsichtlich der Präparationseigenschaften
keine Verbesserung.
Die Hochfrequenztechnik ist neben der photothermischen Gewebedestruktion eine
leistungsfähige Alternative. Eine präzise Darstellung der interstitiellen thermischen
Gewebedestruktion in Echtzeit ist mit der Ultraschallsonographie möglich. Die thermische
Gewebedestruktion kann bei Anwendung exakter Monitoringverfahren
(Ultraschallsonographie, Computer- und Magnetre-sonanztomographie) eine wirkungsvolle
Ergänzung des multimodalen Therapie-spektrums in der palliativen Rezidiv- und
Metastasenchirurgie sein. Hinsichtlich der Therapie des Feto-Fetalen-Transfusions-Syndroms
ist die photo-thermische Gewebedestruktion eine geeignete Alternative und sollte in einer
ausgedehnten klinischen Studie evaluiert werden.
