Robotics

Endovaskuläre Robotik: Auf zu neuen Horizonten! 

Wenn robotische Systeme höhere Präzision, besseren Zugang, Standardisierung und bessere Outcomes liefern – wie sieht dann die Zukunft endovaskulärer Eingriffe aus? 

6 min
Philipp Grätzel von Grätz
Veröffentlicht am 6. Juni 2021

Wie wäre es, wenn jeder und jede Schlaganfallpatient*in sofortigen Zugang zu einer minimalinvasiven Therapie hätte? Wenn jeder Stent in den Herzkranzgefäßen so präzise platziert würde, wie das überhaupt nur möglich ist? Wenn junge Ärzt*innen ganz unkompliziert mit erfahrenen Kolleg*innen zusammenarbeiten könnten, auch wenn diese räumlich weit entfernt sind? Willkommen in der robotischen Zukunft der endovaskulären Medizin.

Interventionelle Therapien in der Kardiologie und in der Neuroradiologie gehören zu den faszinierendsten Innovationen der modernen Medizin. Hunderttausende Patient*innen mit Herzinfarkt oder chronischer koronarer Herzerkrankung werden jedes Jahr mit Kathetereingriffen behandelt – perkutanen koronaren Interventionen oder „PCI“, wie sie im Fachjargon heißen.

Auch neurochirurgische Eingriffe an Blutgefäßen werden zunehmend durch weniger invasive, endovaskuläre Eingriffe ersetzt. Und mit der mechanischen Thrombektomie ist in den letzten Jahren sogar eine komplett neue, minimalinvasive Schlaganfallbehandlung entwickelt worden, die derzeit überall auf der Welt eingeführt wird. Bei diesem Eingriff öffnen Neuroradiolog*innen verschlossene Hirnarterien, indem sie mit einem Katheterverfahren Blutgerinnsel entfernen. Gelingt dies, dann verbessert das die Heilungschancen der Schlaganfallpatient*innen deutlich.

Interventionelle Therapien haben bei vielen Erkrankungen Vorteile gegenüber offen-chirurgischen Verfahren. Aber es gibt auch einige Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt: „Nehmen wir die Neuroradiologie. Das ist eine hoch spezialisierte Disziplin, die viele Jahre Training erfordert und bei der erfahrene Expert*innen Mangelware sind. Entsprechend sind neuroradiologische Therapien längst nicht überall verfügbar“, sagt Dr. Pasquale Mordasini, Spezialist für Neurointerventionen am Universitätsinstitut für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie am Inselspital Bern in der Schweiz.

Etwas anders ist die Situation in der Kardiologie, die der Neuroradiologie um ein bis zwei Jahrzehnte voraus ist, was den Einsatz interventioneller Verfahren angeht. Zumindest in den Industrienationen sind Herzkatheter praktisch überall verfügbar. Allerdings erreicht nicht jede kardiologische Einrichtung dasselbe Niveau, betont Dr. J. Aaron Grantham, Kardiologe am St. Luke’s Mid America Heart Institute und Chief Medical Officer beim Unternehmen Corindus:


J. Aaron Grantham, MD, Cardiologist, St. Luke Mid America Heart Institute, Chief Medical Officer, Corindus, USA

Kann es gelöst werden? Hier kommen die Roboter ins Spiel. Die Einführung robotischer Systeme nimmt in den interventionellen Fächern der Medizin zunehmend Fahrt auf – und Kardiolog*innen sitzen dabei mit am Steuer. Bei der endovaskulären Robotik geht es nicht darum, dass irgendwelche Maschinen selbständig Eingriffe durchführen. Es geht um robotische Systeme, die von Spezialist*innen im jeweiligen Feld bedient und eng überwacht werden – und deren Ziel es ist, Fehler zu reduzieren, die Qualität zu steigern und den Zugang zu bestimmten hochspezialisierten Eingriffen zu verbessern.

In der Kardiologie hat diese Zukunft schon begonnen: Robotische Systeme machen Kathetereingriffe präziser und tragen zu besseren Behandlungsergebnissen bei. Das wichtigste Anwendungsgebiet ist derzeit die PCI, also der invasive Eingriff an den Herzkranzgefäßen. Hier müssen Kardiolog*innen bei jedem und jeder Patient*in individuell entscheiden, wann sie einen Stent einsetzen, und sie müssen den Stent dann so präzise wie nur irgend möglich platzieren.

Endovaskuläre robotische Systeme können dabei helfen, sagt Grantham, und er hat auch ein Beispiel parat. In der Kardiologie gibt es ein Problem namens „longitudinal geographic miss“, oder LGM. Es beschreibt eine Situation, in der der Stent nicht optimal platziert ist, weil sich der oder die Kardiolog*in auf eine rein visuelle Abschätzung verlassen. Robotische Systeme dagegen können die Anatomie exakt ausmessen und Stents mit einer Genauigkeit von nur einem Millimeter platzieren: „Wir haben gezeigt, dass wir LGM mit robotischen Systemen stark reduzieren können. Und wir konnten zeigen, dass bei robotischer Unterstützung insgesamt weniger Stents benötigt werden“, so Grantham.

Maximale Präzision ist natürlich auch bei neurovaskulären Interventionen ein Thema. Die eigentliche Herausforderung liegt hier aber in der Verfügbarkeit der Therapien. Dies gilt insbesondere für die mechanische Thrombektomie, eine extrem erfolgreiche, noch recht neue interventionelle Therapie für Patient*innen mit ischämischem Schlaganfall. Sogar in hoch industrialisierten Ländern kommt diese Behandlung nur einem Bruchteil jener Patient*innen zugute, die dafür in Frage kommen. Und in vielen weniger industrialisierten Ländern ist sie gar nicht erst verfügbar.

Dafür gibt es mehrere Gründe. Die infrastrukturellen Anforderungen an medizinische Einrichtungen sind deutlich größer als in der Kardiologie. Wichtiger noch: Es gibt einfach nicht genug Neuroradiolog*innen, die diese komplexen Interventionen beherrschen. Und genau hier sieht Mordasini künftig den Stellenwert der endovaskulären Robotik: „Eines der naheliegendsten Szenarien ist, dass wir mit einem Hub-and-Spoke-Ansatz Netzwerke aus einem spezialisierten Zentrum und kooperierenden Krankenhäusern bilden, wobei die kooperierenden Häuser mit robotischen Systemen ausgestattet sind, während sich der oder die neuroradiologische Expert*in im spezialisierten Zentrum befindet. Das würde den Zugang zur interventionellen Schlaganfallbehandlung erleichtern, und es würde die Qualität und letztlich das Outcome der Patient*innen verbessern.“

Mordasini sieht mehrere Möglichkeiten, wie solche interventionellen Schlaganfallnetzwerke in Zeiten der endovaskulären Robotik konkret organisiert werden könnten. In einem denkbaren Szenario bedient der oder die Neuroradiolog*in des spezialisierten Zentrums das robotische System direkt – führt also eine echte Intervention auf Distanz durch. Das könnte insbesondere für abgelegene Regionen attraktiv sein, in denen überhaupt keine neuroradiologische Expertise verfügbar ist.

Ein zweites denkbares Szenario ist ein Coaching-Szenario, bei dem weniger erfahrene interventionelle Expert*innen vor Ort die mechanische Thrombektomie mit einem robotischen System durchführen und dabei von erfahrenen Expert*innen des Zentrums unterstützt werden. Diese fungieren als eine Art Back-up, sie greifen aber nur dann aktiv ein, wenn eine Intervention komplizierter wird als erwartet. Ein solches Modell würde nicht nur den Zugang zu interventionellen Schlaganfalltherapien verbessern, es wäre auch sehr hilfreich bei der Ausbildung junger Kolleg*innen: „Das ist so ähnlich wie in der Fahrschule: Die Fahrlehrer*innen fahren nicht selbst, aber sie sind immer dann bereit, wenn Hilfe gebraucht wird“, so Mordasini.

Ob Coaching-Szenario oder Intervention auf Distanz: Dass das Katheterlabor oder auch der Hybrid-OP in einer robotischen Zukunft anders aussehen werden als heute, daran gibt es wenig Zweifel. In der Kardiologie sei das schon teilweise zu sehen, sagt Grantham: „Wir installieren robotische Systeme heute so, dass wir das Cockpit nicht mehr im Untersuchungsraum platzieren. Bildschirme und Konsolen befinden sich stattdessen in einem Kontrollraum hinter strahlenfestem Glas. Damit ist der oder die Kardiolog*in zumindest während Teilen des Eingriffs räumlich getrennt von den Patient*innen.“

Corindus workstation

Das hat eine Menge Vorteile. Besonders offensichtlich während einer Pandemie ist, dass der Arzt oder die Ärztin Abstand halten kann, wenn ein oder eine infizierte Patient*in einen Eingriff benötigt.

Bild: St. Luke’s Mid America Heart Institute, Kansas City, Missouri, USA

„Für die aktuelle Pandemie ist das zu spät, aber hier eröffnet sich sicher eine Möglichkeit, Menschen künftig besser zu schützen, insbesondere den oder die Operierende“, so Grantham. Tatsächlich gibt es eine Gruppe in Brasilien, die in diesem Bereich forscht: „Sie messen, wie lange die Mitarbeiter*innen weniger als zwei Meter vom Patienten oder von der Patientin entfernt sind. Am Ende werden sie allerdings zeigen müssen, dass robotische Systeme Infektionen verhindern, und das ist etwas schwieriger zu bewerkstelligen.“

Ein weiterer sicherheitsrelevanter Aspekt bei robotischen Systemen ist die Strahlenexposition. Die ist in der Kardiologie wie auch in der Neuroradiologie ein Thema, für die Patient*innen, aber mehr noch für das Personal, erläutert Mordasini: „In der Neuroradiologie können Interventionen manchmal drei, vier, fünf oder auch sechs Stunden dauern, und viele von uns machen das ihr ganzes berufliches Leben lang. Entsprechend groß ist das Potenzial robotischer Systeme, die Strahlenbelastung des Personals zu verringern.“

Erste Daten dazu gibt es aus der Kardiologie. Bei Patient*innen mit koronarer Herzerkrankung und chronischem Gefäßverschluss, einer so genannten „chronic total occlusion“ (CTO), ist das betroffene Blutgefäß üblicherweise über mehrere Zentimeter hinweg komplett verschlossen. Das Ziel der Intervention besteht darin, das Blutgefäß wieder zu öffnen: „Der erste Schritt bei solchen Eingriffen ist, über einen feinen Draht mit einem Mikrokatheter den Verschluss zu passieren. Das geht im Moment noch nicht robotisch. Deswegen mache ich das üblicherweise manuell. Danach wechsele ich auf ein Rapid-Exchange-System, um den Rest der Prozedur robotisch durchzuführen“, so Grantham.

Dieses „semi-robotische“ Vorgehen macht sich bei der Strahlenexposition bemerkbar: „Wir haben zusammen mit der Universität Washington eine retrospektive Analyse von 75 CTO-Prozeduren publiziert. Sie zeigt, dass der oder die Operierende 48 Prozent der gesamten Eingriffszeit robotisch arbeitet.[1] Im Moment läuft eine randomisierte Studie, in der wir die Strahlenexposition mit einem Dosimeter messen, damit wir eine komplett manuelle Prozedur mit einer robotisch unterstützten Prozedur direkt vergleichen können. Ich habe keinerlei Zweifel, dass wir eine spürbare Verringerung der Strahlenexposition des Personals sehen werden.“

Das vielleicht Aufregendste an endovaskulären robotischen Systemen ist, dass sie zu etwas viel Größerem werden könnten, insbesondere im Bereich der neurovaskulären Prozeduren. Mordasini zumindest kann sich hier noch sehr viel mehr vorstellen: 


Pasquale Mordasini, MD, Neurointerventionalist, University Institute of Diagnostic and Interventional Neuroradiology, Inselspital Bern, Switzerland


Von Philipp Grätzel von Grätz
Philipp Grätzel von Grätz ist Arzt und arbeitet heute als Medizinjournalist und Autor in Berlin. Seine Spezialgebiete sind Digitalisierung, Medizintechnik und kardiovaskuläre Medizin.