Langenbecks Arch Chir (1992) 377:336-340
Langenbecks Archivf.rChirHrgie © Springer-Verlag 1992
Laparoskopische Lasercholezystektomie H. Wenk 1, Chr. Franke 1, A. Roflberg l, p. Benecke l, p. Kuhri 1, E. Kiffner 1, Chr. Strunge Chr. Trautmann 3, H.-P. Bruch 1
2
1 Klinik fiir Chirurgie (Direktor: Prof. Dr. H. P. Bruch), Medizinische Universit/it, Liibeck z Medizinisches Laserzentrum L/ibeck (Direktor: Prof. Dr. H. Laqua), Medizinische Universitfit, Lfibeck 3 Institut fiir Pathologie (Komm. Direktor: Priv.-Doz. Dr. H. Arnholdt), Medizinische Universit/it, Liibeck Eingegangen am: 2. Oktober 1991
Laparoscopic laser cholecystectomy Abstract. In an ex vivo- and an animal study a HolmiumYAG laser, a N d : Y A G laser and a COa laser were examined. F o r laparoscopic cholecystectomy the pulsed H o l m i u m : Y A G laser proved to be the best instrument. Dissecting and haemostatic effects were conected when working with a power of 4 watts. Dissected area per minute was 112 m m 2, gallbladder dissection (15 cm 2) can be performed in 13 min. In the animal study the cholecystectomy lasted 30 rain on average when the Holmium :YAG laser was used. Bleeding was not observed, development of smoke was tolerable. Key words: Lasercholecystectomy - Minimally invasive surgery
Zusammenfassung. In einer Ex-vivo- und einer Tierversuchsstudie wurden Holmium:YAG-, N d : Y A G - und CO2-Laser hinsichtlich der Anwendbarkeit ftir die laparoskopische Cholezystektomie untersucht. Hierbei erwies sich der gepulste Holmium-Laser als das geeignetste Instrument, das bei einer Leistung yon 4 W dissezierende und blutstillende Eigenschaften miteinander verbindet. Die Pr/iparationsflfiche pro min betr/igt 112 m m z, was bezogen auf ein Gallenblasenbett von 15 cm 2 einer Prfiparationsdauer yon 13 rain entspricht. I m In vivo-Experiment was ffir die Cholezystektomie durchschnittlich eine halbe Stunde ben6tigt worden, Blutungen wurden nicht beobachtet, die Rauchentwicklung war tolerabel.
Cholezystektomie zu erreichen sei, wurden ein Nd: YAG, ein Holmium: YAG- und ein COz-Laser im Ex-vivo- und im Tierexperiment eingesetzt und mit der konventionellen Pr~iparationstechnik verglichen. Gemessen wurden die Pr/iparations- bzw. Dissektionsgeschwindigkeit, die Eindringtiefe ins Gewebe sowie die Dauer der laparoskopischen Cholezystektomie in vivo.
Material und Methoden Angewandt wurden ein Nd: YAG-Laser mit einer Wellenl/inge yon 1064nm und einer Ausgangsleistung yon 80W, der mit einer 600 gm Quarzfaser ausgertistet war, ferner ein gepulster Holmium: YAG-Laser mit einer Wellenlfinge yon 2100 nm und einer Ausgangsleistung yon 4 W, armiert mit einer 200 ~tmQuarzfaser und ein CO2-Laser mit einer Wellenlfingeyon 10 600 nm und einer Leistung von 20 W. Der CO2-Laser konnte gepulst oder im Dauerstrichbetrieb (cw) angewandt werden und war in einen optischen Gelenkarm eingekoppelt. Die Ex-vivo-Versuche wurden mit 12 Leberprfiparaten vom Schwein durchgefiihrt, wobei unter den angegebenen Bedingungen Schnitte in das Parenchym gelegt und der Laser jeweils fiber 1 min aktiviert wurde (Abb. 1). Jeder Laser erzeugte 3 Pr~iparationsflfi
Die Weiterentwicklung der Chirurgie der Gallenerkrankungen unter Einbeziehung der laparoskopischen Techniken hat den Einsatz des Lasers zur Gewebedissektion und Blutstillung erneut in den Vordergrund geriickt. Vor dem Hintergrund der Fragestellung, ob und mit welchem Laser eine Vereinfachung der laparoskopischen Korrespondenz an: Priv.-Doz, Dr. H. Wenk, Medizinische Universit/it zu Lfibeck, Ratzeburger Allee 160, W-2400 Liibeck
Abb. 1. Laserdissektion yon Leberpr/iparaten
337
Abb, 2. Bestimmung von Nekrosezonen nach Pr/iparatanffirbung, E Evaporisation, K Karbonisierung, V Vakuolenbildung, Koag Koagulation, Oe Odem. H.E., 120fach
Tabelle 1. Obersicht fiber die Lasercholezystektomie im Tierversuch Nr.
Laparoskopie
Holmium: YAG-Laser (rain)
1
+
-
60
-
2
40
40 -
35
20
3
+ +
4
+
-
5
+ + +
70 30 30
6 7
Konventionelle Cholezystektomie (min)
-
FaserAbbrand (mm)
-
40 40
chen, wobei der CO2-Laser 3mal gepulst und 3mal im Dauerstrichbetrieb zur Anwendung kam. Die Dissektionsfl/ichen wurden vermessen und der Durchschnitt berechnet. Nach Fixierung der Pr/iparate in 10%igem Formalin erfolgte eine H/imotoxylin-Eosin-F/irbung.Unter Lichtmikroskopie wurde die Nekrosezone morphometrisch bestimmt (Abb. 2). Im Tierexperiment unterzogen wir 7 weibliche Landschweine (Herkunft: Zentrale Tierhaltung der Medizinischen Universit/it Lfibeck) einer Laparoskopie. Alle Tiere wurden in Narkose in Infusionsan/isthesie mit Pentobarbital und Ketanest, die durch einen Veterinfirmediziner der Zentralen Tierhaltung der Medizinischen Universit/it Lfibeck durchgeffihrt wurde, cholezystektomiert. Bei 4 Tieren erfolgte die Cholezystektomie nach Versorgung des Ductus cysticus und der Arteria cystica mit Titan-Clips mit dem Holmium: YAG-Laser und bei 3 Tieren ffihrten wir die Cholezystektomie mit der konventionellenTechnik durch die bipolare Koagulationszange und die Mikroschere durch. Zur laparoskopischen Cholezystektomie wurde ein Team aus 3 Mitarbeitern zusammengesteUt, der Operateur war in allen 7 Versuchen der Erstautor der vorliegenden Arbeit. Nach Herstellen eines Pneumoperitoneums mit 12 cm H20 wurden 10 mm-Trokare umbilikal und epigastrisch sowie zwei 5 mmTrokare rechts und links des Nabels eingebracht. Der umbilikale Trokar nahm die Kamera, die paraumbilikalen Trokare die Haltezangen auf. Ober den epigastrischen Zugang wurden Pr/iparations-
VersuchsDatum
RelaparotomieDatum
Histologie
09.11.90 23.11.90 02.11.90 03.12. 90 13.02. 91 04.06.91 09.08.91
12.02.91 12.02.91 12.02. 91 04. 02.91 17.07.91 20.06.91 02.10. 91
o.B. o.B. o.B. Verwachsungen o.B. o.B. Verwachsungen
instrumente (Laserfaser, Schere, Koagulationszange, Clip-Zange) eingebracht. Die besonderen Umst/inde (Blutungen, Rauchentwicklung, Nebenwirkungen)wurden in den Operationsberichten festgehalten, die Operationsabl/iufe durch Videoaufnahmen dokumentiert. Die exstirpierten Gallenblasen wurden auf ihre Integritfit hin untersucht, fixiert, H/imatoxylin-Eosin-gef'~irbt und lichtmikroskopisch untersucht. Nach zuvor festgelegten Intervallen (Tabelle 1) erfolgten Relaparoskopien bzw. Relaparotomien. Nach der makroskopischen Beurteilung hinsichtlich Organlfisionen und Verwachsungen wurde das Leberbett mit anliegendem Leberlappen entnommen und ebenfalls histologisch untersucht. Die Tiere wurden dazu dutch eine letale Dosis des Medikamentes t61 (Butyramid 20%, Ammoniumjodid 5%, Pantocain 0,5%, Dosis: 0,3 ml/kg KG i.v.) get6tet.
Ergebnisse
Gewebsdissektion Die mit A b s t a n d gr6Bte F l ~ c h e / Z e i t k o n n t e mit d e m C 0 2 - L a s e r pr/~pariert werden. D e r CO2-Laser arbeitete
338 YAG-Laser 9 min Holmium-Laser 13 rain
500 400 300 -
~O2-Laser pw 5,1 min
200 100 -
CO2-Laser cw 7,7 min
0Holmium
Gallenblasenbett 15 cm 2
~1
Abb. 3. Lasercholezystektomie,Pr/iparationszeiten ffir das Gallenblasenbett
Nd:YAG Nekrose seitlich
CO2 gepulst ~
CO2cw
Nekrose orthograd
Abb. 4. Nekrosezonen der Lasercholezystektomie, Eindringtiefe
seitlich und in Faserrichtung (orthograd)
Tabelle 2. Pr/iparatedissektion (Leber) durch Laser Laser Applikation
Nd: YAG cw
Holmium CO2 cw CO 2 pulsed pulsed
Wellenl~inge(ram) Prfiparationsfl/iche min (mma) 0 Komplikationen Nekrosesaurn
1064 2100 225 160 150 92 120 86 165 112 Gewebebrand 0 Breit Schmal
10 600 10 600 200 224 204 336 180 320 194 293 0 0 Schmal Schmal
im gepulsten Betrieb am effektivsten (293 mmZ/min pw., 194 mm2/min cw). Die Rauchentwicklung war stark. Der Nd: YAG-Laser erreichte bei einer Leistung von 80 W eine Dissektionsfl/iche von 165 mm2/min, jedoch trat jeweils nach ca. 20 s ein Geweberand auf, so dab die Aktivierung kurzfristig unterbrochen werden muBte. Die Rauchentwicklung war erheblich, jedoch im Vergleich zum CO2-Laser deutlich geringer. Der Holmium: YAG-Laser erreichte eine Pr/iparationsfl/iche von 112 mm2/min. Die Rauchentwicklung war gering. Eine fJbersicht der gemessenen Werte gibt Tabelle 2. Werden die Pr~iparationsgeschwindigkeiten (F1/iche/ Zeit) auf ein Gallenblasenbett von ca. 15 cmz bezogen, so ergeben sich fiir den Holmium: YAG-Laser 13 rain, den Nd:YAG-Laser 9 rain und den CO2-Laser 5,1 (pw) bzw. 7,7 rain (Abb. 3). Nekrosezonen
Die Nekrosezonen wurden zur Seite und in Arbeitsrichtung gemessen. Zur Seite betrug die Gewebsnekrose 100 gm fiir den Holmium-Laser, 120 und 130 gm fiir den CO2-Laser und 240 gm fiir den Nd: YAG-Laser. In Arbeitsrichtung fanden sich 140 ~tm fiir den Holmium-Laser, 300 und 430 gm ftir den CO2-Laser und 300 ~tm f/it den Nd: YAG-Laser (Tabelle 3, Abb. 4-9).
Abb. 5. Nd: YAG-Laser, Nekrosezone. H.E., 300fach
Laparoskopische Cholezystektomie
Im Tierversuch wurde der Holmium-Laser mit der konventionellen Technik verglichen. Unter standardisierten Bedingungen wurde bei der Prfiparation mit der bipolaren Koagulationszange eine Pr/iparationszeit yon 20-60 rain ben6tigt. Die Cholezystektomie mit dem Holmium-Laser erforderte eine Pr~iparationszeit von 30-70 min (Tabelle 1). Die Rauchentwicklung beim Einsatz des Lasers war deutlich, beeintr/ichtigte die Sicht jedoch nicht wesent-
339
Abb. 6. Holmium: YAG-Laser, Nekrosezone. H.E., 120fach
Abb. 7. CO2-Laser gepulst, Nekrosezone. H.E., 120fach
Abb. 8. COz-Laser cw, Nekrosezone. H.E., 300fach
340 Tabelle 3. Laserparameter der Lasercholezystektomie Laser
Holmium
Nd: YAG
CO2
CO2
Wellenl/inge Betrieb Frequenz Leistung
2,1 gm Gepulst 10 Hz 4,5 W
1,064 gm Dauerstrich -/80 W
10,6 tam 10,6gm Gepulst Dauerstrich 500 Hz -/15 W 15 W
lich. Abbriiche der 200 gm Quarzfaser wurden hfiufig beobachtet. Die Relaparoskopie und Relaparotomie der Tiere zeigte selten Verwachsungen im rechten Oberbauch. Die mikroskopischen Aufarbeitungen der Gallenblasen nach laparoskopischer Cholezystektomie der Pr/iparate 1 - 3 und des Leberbettes nach Relaparotomie ergaben unauff/illige Verh/iltnisse mit nur diskreten Zeichen einer Narbenbildung. Die Quarzfaserreste zeigten keine Fremdk6rperreaktionen.
Diskussion
Seit Mitte der 80er Jahre werden Laser beziiglich der Einsatzm6glichkeiten in der Chirurgie untersucht [6]. Der Lasereinsatz zur Dissektion yon Lebergewebe brachte jedoch im direkten Methodenvergleich mit der Finger-fracture-Technik und dem Ulterschalldissektor nicht die erwarteten gfinstigen Resultate [8]. Der Einsatz des Nd: YAG-Lasers als Kontaktlaser brachte Verkfirzungen der Operationszeit und wurde als Fortschritt gewertet [1]. Vergleichende Untersuchungen der zur Gewebedissektion geeigneten Laser zeigten die geringste Gewebsschfidigung beim Einsatz des COz-Lasers und die st/irkste Sch/idigung bei Einsatz des Nd: YAG-Lasers [2]. Hinsichtlich der Blutstillung fand sich der deutlichste Effekt beim Nd: YAG-Laser, alle anderen Laserger/ite waren den Vergleichsinstrumenten (Elektroskalpell, Kryoskalpell, konventionelles Skalpell) hinsichtlich der H/imostase unterlegen. Modelle zur Voraussage der Lasereindringtiefe im Gewebe stehen zur Verfiigung [3]. Neuere Untersuchungen favorisieren den HolmiumLaser zur Gewebeablation von Intestinalorganen, da die thermische Gewebsnekrose geringer als beim Nd: YAGLaser ausf/illt, jedoch die des vorwiegend schneidenden CO2-Lasers fibertrifft [4]. Eigene Untersuchungen konnten diese Beobachtungen bestfitigen [10]. Die dargestellten Untersuchungen zeigen, dab der Holmium-Laser beim Betrieb mit 4 W zur Gewebedissektion f/ihig ist, wenn auch die Pr/iparationsfl/iche gering und die Dissektion somit zeitraubend ist. An der Entwicklung leistungsst/irkerer Holmium-Laser wird z.Z. gearbeitet. Die Eindringtiefe des Holmium-Lasers yon ca. 150 gm ist zur Blutstillung ideal, unn6tig tiefe Gewebsnekrosen oder gar Gewebebr/inde treten nicht auf. Bei tolerabler Rauchentwicklung, die im Vergleich zum Nd: YAG-Laser deutlich geringer ist [5], verbindet der Holmium-Laser dissezierende mit blutstillenden Ei-
genschaften. Der im Rahmen der laparoskopischen Chirurgie h/iufig erforderliche und zeitraubende Instrumentenwechsel entffillt - dies ist der entscheidende Vorteil des Lasers und erkl/irt eine m6gliche Zeitersparnis. Die Instrumentenwechsel entfielen auch beim Einsatz der monopolaren Hakenelektrode. Da hierbei die Ableitung des Diathermiestroms jedoch nicht sicher definiert ist und Verbrennungen an den Trokareinstichstellen nicht auszuschliegen sind, wurde bisher im eigenen Krankengut lediglich das bipolare Instrumentarium eingesetzt und auf den Einsatz der Hakenelektrode verzichtet. Vor allem im amerikanischen Schrifttum wird auf Komplikationsm6glichkeiten beim Lasereinsatz hingewiesen. Vor allem bei der Benutzung des Nd: YAG-Lasers ist auf Gallengangsverletzungen zu achten [7]. In den eigenen Untersuchungen wurden Gallengangsverletzungen beim Einsatz des Holmium-Lasers nicht beobachtet. Allerdings fanden sich Quarzfaserabbriiche bei den Lasercholezystektomien h/iufig. Sie sind ein Ph/inomen, das auch beim Einsatz des Lasers zur Stol3wellenlithotripsie von Gallensteinen beobachtet werden kann [9] und weiterer Untersuchungen zum AusschluB von Fremdk6rperreaktionen bedarf. Diese wurden in der vorliegenden Studie nicht beobachtet. An einer Modifikation des Instrumentariums zur Minimierung der Quarzfaserabbriiche wird dennoch gearbeitet. Der Holmium-Laser ist ein Festk6rperlaser mit vergleichsweise robuster Technik, der bei einer Steigerung der Ausgangsleistung und einer weiteren Verbesserung des Instrumentariums eine sinnvolle Ergfinzung zur Pr/iparationstechnik darstellen kann. Literatur
1. Joffe S, Sankar M, Klingcaid DS, Osboru J, Daikuzono N (1986) Preliminary report using the contact endoprobes and the laser scalpel with the Nd-YAG laser in gastrointestinal surgery. In: WaidlichW, Kiefhaber P (eds) Laser optoelectronics in medicine. Springer, Berlin Heidelberg New York Tokyo 2. Karbe E, K6nigsmann G, Beck R (1980) ExperimentelleLeberund Nierenchirurgie mit dem CO2- CO-, Holmium- und Neodym-Laser. Langenbecks Arch Chir 351:179- 192 3. McKenzie AL (1989) An extension of the three-zone model to predict depth of tissue damage beneath Er: YAG and Ho: YAG laser excisions. Phys Med Biol 34:107-114 4. Nishioka NS, Domankevitz Y, Flotte TJ, Anderson RR (1989) Ablation of rabbit liver, stomach, and colon with a pulsed Holmium laser, Gastroenterology 96:831-837 5. Pier A (1991) Laser-assistierte laparoskopische Cholecystektomie. Symposium der Chirurgischen Arbeitsgemeinschaftffir Endoskopie, Kiel, 8.6. 1991 6. Schildberg FW, Lange V, Reuter C, Wenk H (1989) Laseranwendung in der Chirurgie. Arzt Krankenh 3:72-83 7. Schultz L, Graber J, Pietrafitta J, Hickok D (1991) Laserlaparoscopic cholecystectomy.In: The Society for Minimally Invasive Therapy, Third International Meeting. Liebert, New York 8. Tranberg KG, Rigotti P, Brackett KA, Bjornsen HS, Fischer GE, Joffe SN (1986) A comparison using the Nd-YAG laser, an ultrasonic surgical aspirator, or blunt dissection. Am J Surg 151:368 9. Wenk H (1990) Die Behandlung von Gallensteinen durch StoBwellenlithotripsie.Habilitationsschrift, Universit/it Liibeck 10. Wenk H, Kiffner E, Franke Chr, Kuhri P, RoBbergA, Strunge Chr (1991) Endoskopische Lasercholecystektomie,Symposium der Chirurgischen Arbeitsgemeinschaft fiir Endoskopie, Kiel, 8.6. 1991
Langenbecks Archivf.rChirHrgie © Springer-Verlag 1992
Laparoskopische Lasercholezystektomie H. Wenk 1, Chr. Franke 1, A. Roflberg l, p. Benecke l, p. Kuhri 1, E. Kiffner 1, Chr. Strunge Chr. Trautmann 3, H.-P. Bruch 1
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1 Klinik fiir Chirurgie (Direktor: Prof. Dr. H. P. Bruch), Medizinische Universit/it, Liibeck z Medizinisches Laserzentrum L/ibeck (Direktor: Prof. Dr. H. Laqua), Medizinische Universitfit, Lfibeck 3 Institut fiir Pathologie (Komm. Direktor: Priv.-Doz. Dr. H. Arnholdt), Medizinische Universit/it, Liibeck Eingegangen am: 2. Oktober 1991
Laparoscopic laser cholecystectomy Abstract. In an ex vivo- and an animal study a HolmiumYAG laser, a N d : Y A G laser and a COa laser were examined. F o r laparoscopic cholecystectomy the pulsed H o l m i u m : Y A G laser proved to be the best instrument. Dissecting and haemostatic effects were conected when working with a power of 4 watts. Dissected area per minute was 112 m m 2, gallbladder dissection (15 cm 2) can be performed in 13 min. In the animal study the cholecystectomy lasted 30 rain on average when the Holmium :YAG laser was used. Bleeding was not observed, development of smoke was tolerable. Key words: Lasercholecystectomy - Minimally invasive surgery
Zusammenfassung. In einer Ex-vivo- und einer Tierversuchsstudie wurden Holmium:YAG-, N d : Y A G - und CO2-Laser hinsichtlich der Anwendbarkeit ftir die laparoskopische Cholezystektomie untersucht. Hierbei erwies sich der gepulste Holmium-Laser als das geeignetste Instrument, das bei einer Leistung yon 4 W dissezierende und blutstillende Eigenschaften miteinander verbindet. Die Pr/iparationsflfiche pro min betr/igt 112 m m z, was bezogen auf ein Gallenblasenbett von 15 cm 2 einer Prfiparationsdauer yon 13 rain entspricht. I m In vivo-Experiment was ffir die Cholezystektomie durchschnittlich eine halbe Stunde ben6tigt worden, Blutungen wurden nicht beobachtet, die Rauchentwicklung war tolerabel.
Cholezystektomie zu erreichen sei, wurden ein Nd: YAG, ein Holmium: YAG- und ein COz-Laser im Ex-vivo- und im Tierexperiment eingesetzt und mit der konventionellen Pr~iparationstechnik verglichen. Gemessen wurden die Pr/iparations- bzw. Dissektionsgeschwindigkeit, die Eindringtiefe ins Gewebe sowie die Dauer der laparoskopischen Cholezystektomie in vivo.
Material und Methoden Angewandt wurden ein Nd: YAG-Laser mit einer Wellenl/inge yon 1064nm und einer Ausgangsleistung yon 80W, der mit einer 600 gm Quarzfaser ausgertistet war, ferner ein gepulster Holmium: YAG-Laser mit einer Wellenlfinge yon 2100 nm und einer Ausgangsleistung yon 4 W, armiert mit einer 200 ~tmQuarzfaser und ein CO2-Laser mit einer Wellenlfingeyon 10 600 nm und einer Leistung von 20 W. Der CO2-Laser konnte gepulst oder im Dauerstrichbetrieb (cw) angewandt werden und war in einen optischen Gelenkarm eingekoppelt. Die Ex-vivo-Versuche wurden mit 12 Leberprfiparaten vom Schwein durchgefiihrt, wobei unter den angegebenen Bedingungen Schnitte in das Parenchym gelegt und der Laser jeweils fiber 1 min aktiviert wurde (Abb. 1). Jeder Laser erzeugte 3 Pr~iparationsflfi
Die Weiterentwicklung der Chirurgie der Gallenerkrankungen unter Einbeziehung der laparoskopischen Techniken hat den Einsatz des Lasers zur Gewebedissektion und Blutstillung erneut in den Vordergrund geriickt. Vor dem Hintergrund der Fragestellung, ob und mit welchem Laser eine Vereinfachung der laparoskopischen Korrespondenz an: Priv.-Doz, Dr. H. Wenk, Medizinische Universit/it zu Lfibeck, Ratzeburger Allee 160, W-2400 Liibeck
Abb. 1. Laserdissektion yon Leberpr/iparaten
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Abb, 2. Bestimmung von Nekrosezonen nach Pr/iparatanffirbung, E Evaporisation, K Karbonisierung, V Vakuolenbildung, Koag Koagulation, Oe Odem. H.E., 120fach
Tabelle 1. Obersicht fiber die Lasercholezystektomie im Tierversuch Nr.
Laparoskopie
Holmium: YAG-Laser (rain)
1
+
-
60
-
2
40
40 -
35
20
3
+ +
4
+
-
5
+ + +
70 30 30
6 7
Konventionelle Cholezystektomie (min)
-
FaserAbbrand (mm)
-
40 40
chen, wobei der CO2-Laser 3mal gepulst und 3mal im Dauerstrichbetrieb zur Anwendung kam. Die Dissektionsfl/ichen wurden vermessen und der Durchschnitt berechnet. Nach Fixierung der Pr/iparate in 10%igem Formalin erfolgte eine H/imotoxylin-Eosin-F/irbung.Unter Lichtmikroskopie wurde die Nekrosezone morphometrisch bestimmt (Abb. 2). Im Tierexperiment unterzogen wir 7 weibliche Landschweine (Herkunft: Zentrale Tierhaltung der Medizinischen Universit/it Lfibeck) einer Laparoskopie. Alle Tiere wurden in Narkose in Infusionsan/isthesie mit Pentobarbital und Ketanest, die durch einen Veterinfirmediziner der Zentralen Tierhaltung der Medizinischen Universit/it Lfibeck durchgeffihrt wurde, cholezystektomiert. Bei 4 Tieren erfolgte die Cholezystektomie nach Versorgung des Ductus cysticus und der Arteria cystica mit Titan-Clips mit dem Holmium: YAG-Laser und bei 3 Tieren ffihrten wir die Cholezystektomie mit der konventionellenTechnik durch die bipolare Koagulationszange und die Mikroschere durch. Zur laparoskopischen Cholezystektomie wurde ein Team aus 3 Mitarbeitern zusammengesteUt, der Operateur war in allen 7 Versuchen der Erstautor der vorliegenden Arbeit. Nach Herstellen eines Pneumoperitoneums mit 12 cm H20 wurden 10 mm-Trokare umbilikal und epigastrisch sowie zwei 5 mmTrokare rechts und links des Nabels eingebracht. Der umbilikale Trokar nahm die Kamera, die paraumbilikalen Trokare die Haltezangen auf. Ober den epigastrischen Zugang wurden Pr/iparations-
VersuchsDatum
RelaparotomieDatum
Histologie
09.11.90 23.11.90 02.11.90 03.12. 90 13.02. 91 04.06.91 09.08.91
12.02.91 12.02.91 12.02. 91 04. 02.91 17.07.91 20.06.91 02.10. 91
o.B. o.B. o.B. Verwachsungen o.B. o.B. Verwachsungen
instrumente (Laserfaser, Schere, Koagulationszange, Clip-Zange) eingebracht. Die besonderen Umst/inde (Blutungen, Rauchentwicklung, Nebenwirkungen)wurden in den Operationsberichten festgehalten, die Operationsabl/iufe durch Videoaufnahmen dokumentiert. Die exstirpierten Gallenblasen wurden auf ihre Integritfit hin untersucht, fixiert, H/imatoxylin-Eosin-gef'~irbt und lichtmikroskopisch untersucht. Nach zuvor festgelegten Intervallen (Tabelle 1) erfolgten Relaparoskopien bzw. Relaparotomien. Nach der makroskopischen Beurteilung hinsichtlich Organlfisionen und Verwachsungen wurde das Leberbett mit anliegendem Leberlappen entnommen und ebenfalls histologisch untersucht. Die Tiere wurden dazu dutch eine letale Dosis des Medikamentes t61 (Butyramid 20%, Ammoniumjodid 5%, Pantocain 0,5%, Dosis: 0,3 ml/kg KG i.v.) get6tet.
Ergebnisse
Gewebsdissektion Die mit A b s t a n d gr6Bte F l ~ c h e / Z e i t k o n n t e mit d e m C 0 2 - L a s e r pr/~pariert werden. D e r CO2-Laser arbeitete
338 YAG-Laser 9 min Holmium-Laser 13 rain
500 400 300 -
~O2-Laser pw 5,1 min
200 100 -
CO2-Laser cw 7,7 min
0Holmium
Gallenblasenbett 15 cm 2
~1
Abb. 3. Lasercholezystektomie,Pr/iparationszeiten ffir das Gallenblasenbett
Nd:YAG Nekrose seitlich
CO2 gepulst ~
CO2cw
Nekrose orthograd
Abb. 4. Nekrosezonen der Lasercholezystektomie, Eindringtiefe
seitlich und in Faserrichtung (orthograd)
Tabelle 2. Pr/iparatedissektion (Leber) durch Laser Laser Applikation
Nd: YAG cw
Holmium CO2 cw CO 2 pulsed pulsed
Wellenl~inge(ram) Prfiparationsfl/iche min (mma) 0 Komplikationen Nekrosesaurn
1064 2100 225 160 150 92 120 86 165 112 Gewebebrand 0 Breit Schmal
10 600 10 600 200 224 204 336 180 320 194 293 0 0 Schmal Schmal
im gepulsten Betrieb am effektivsten (293 mmZ/min pw., 194 mm2/min cw). Die Rauchentwicklung war stark. Der Nd: YAG-Laser erreichte bei einer Leistung von 80 W eine Dissektionsfl/iche von 165 mm2/min, jedoch trat jeweils nach ca. 20 s ein Geweberand auf, so dab die Aktivierung kurzfristig unterbrochen werden muBte. Die Rauchentwicklung war erheblich, jedoch im Vergleich zum CO2-Laser deutlich geringer. Der Holmium: YAG-Laser erreichte eine Pr/iparationsfl/iche von 112 mm2/min. Die Rauchentwicklung war gering. Eine fJbersicht der gemessenen Werte gibt Tabelle 2. Werden die Pr~iparationsgeschwindigkeiten (F1/iche/ Zeit) auf ein Gallenblasenbett von ca. 15 cmz bezogen, so ergeben sich fiir den Holmium: YAG-Laser 13 rain, den Nd:YAG-Laser 9 rain und den CO2-Laser 5,1 (pw) bzw. 7,7 rain (Abb. 3). Nekrosezonen
Die Nekrosezonen wurden zur Seite und in Arbeitsrichtung gemessen. Zur Seite betrug die Gewebsnekrose 100 gm fiir den Holmium-Laser, 120 und 130 gm fiir den CO2-Laser und 240 gm fiir den Nd: YAG-Laser. In Arbeitsrichtung fanden sich 140 ~tm fiir den Holmium-Laser, 300 und 430 gm ftir den CO2-Laser und 300 ~tm f/it den Nd: YAG-Laser (Tabelle 3, Abb. 4-9).
Abb. 5. Nd: YAG-Laser, Nekrosezone. H.E., 300fach
Laparoskopische Cholezystektomie
Im Tierversuch wurde der Holmium-Laser mit der konventionellen Technik verglichen. Unter standardisierten Bedingungen wurde bei der Prfiparation mit der bipolaren Koagulationszange eine Pr/iparationszeit yon 20-60 rain ben6tigt. Die Cholezystektomie mit dem Holmium-Laser erforderte eine Pr~iparationszeit von 30-70 min (Tabelle 1). Die Rauchentwicklung beim Einsatz des Lasers war deutlich, beeintr/ichtigte die Sicht jedoch nicht wesent-
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Abb. 6. Holmium: YAG-Laser, Nekrosezone. H.E., 120fach
Abb. 7. CO2-Laser gepulst, Nekrosezone. H.E., 120fach
Abb. 8. COz-Laser cw, Nekrosezone. H.E., 300fach
340 Tabelle 3. Laserparameter der Lasercholezystektomie Laser
Holmium
Nd: YAG
CO2
CO2
Wellenl/inge Betrieb Frequenz Leistung
2,1 gm Gepulst 10 Hz 4,5 W
1,064 gm Dauerstrich -/80 W
10,6 tam 10,6gm Gepulst Dauerstrich 500 Hz -/15 W 15 W
lich. Abbriiche der 200 gm Quarzfaser wurden hfiufig beobachtet. Die Relaparoskopie und Relaparotomie der Tiere zeigte selten Verwachsungen im rechten Oberbauch. Die mikroskopischen Aufarbeitungen der Gallenblasen nach laparoskopischer Cholezystektomie der Pr/iparate 1 - 3 und des Leberbettes nach Relaparotomie ergaben unauff/illige Verh/iltnisse mit nur diskreten Zeichen einer Narbenbildung. Die Quarzfaserreste zeigten keine Fremdk6rperreaktionen.
Diskussion
Seit Mitte der 80er Jahre werden Laser beziiglich der Einsatzm6glichkeiten in der Chirurgie untersucht [6]. Der Lasereinsatz zur Dissektion yon Lebergewebe brachte jedoch im direkten Methodenvergleich mit der Finger-fracture-Technik und dem Ulterschalldissektor nicht die erwarteten gfinstigen Resultate [8]. Der Einsatz des Nd: YAG-Lasers als Kontaktlaser brachte Verkfirzungen der Operationszeit und wurde als Fortschritt gewertet [1]. Vergleichende Untersuchungen der zur Gewebedissektion geeigneten Laser zeigten die geringste Gewebsschfidigung beim Einsatz des COz-Lasers und die st/irkste Sch/idigung bei Einsatz des Nd: YAG-Lasers [2]. Hinsichtlich der Blutstillung fand sich der deutlichste Effekt beim Nd: YAG-Laser, alle anderen Laserger/ite waren den Vergleichsinstrumenten (Elektroskalpell, Kryoskalpell, konventionelles Skalpell) hinsichtlich der H/imostase unterlegen. Modelle zur Voraussage der Lasereindringtiefe im Gewebe stehen zur Verfiigung [3]. Neuere Untersuchungen favorisieren den HolmiumLaser zur Gewebeablation von Intestinalorganen, da die thermische Gewebsnekrose geringer als beim Nd: YAGLaser ausf/illt, jedoch die des vorwiegend schneidenden CO2-Lasers fibertrifft [4]. Eigene Untersuchungen konnten diese Beobachtungen bestfitigen [10]. Die dargestellten Untersuchungen zeigen, dab der Holmium-Laser beim Betrieb mit 4 W zur Gewebedissektion f/ihig ist, wenn auch die Pr/iparationsfl/iche gering und die Dissektion somit zeitraubend ist. An der Entwicklung leistungsst/irkerer Holmium-Laser wird z.Z. gearbeitet. Die Eindringtiefe des Holmium-Lasers yon ca. 150 gm ist zur Blutstillung ideal, unn6tig tiefe Gewebsnekrosen oder gar Gewebebr/inde treten nicht auf. Bei tolerabler Rauchentwicklung, die im Vergleich zum Nd: YAG-Laser deutlich geringer ist [5], verbindet der Holmium-Laser dissezierende mit blutstillenden Ei-
genschaften. Der im Rahmen der laparoskopischen Chirurgie h/iufig erforderliche und zeitraubende Instrumentenwechsel entffillt - dies ist der entscheidende Vorteil des Lasers und erkl/irt eine m6gliche Zeitersparnis. Die Instrumentenwechsel entfielen auch beim Einsatz der monopolaren Hakenelektrode. Da hierbei die Ableitung des Diathermiestroms jedoch nicht sicher definiert ist und Verbrennungen an den Trokareinstichstellen nicht auszuschliegen sind, wurde bisher im eigenen Krankengut lediglich das bipolare Instrumentarium eingesetzt und auf den Einsatz der Hakenelektrode verzichtet. Vor allem im amerikanischen Schrifttum wird auf Komplikationsm6glichkeiten beim Lasereinsatz hingewiesen. Vor allem bei der Benutzung des Nd: YAG-Lasers ist auf Gallengangsverletzungen zu achten [7]. In den eigenen Untersuchungen wurden Gallengangsverletzungen beim Einsatz des Holmium-Lasers nicht beobachtet. Allerdings fanden sich Quarzfaserabbriiche bei den Lasercholezystektomien h/iufig. Sie sind ein Ph/inomen, das auch beim Einsatz des Lasers zur Stol3wellenlithotripsie von Gallensteinen beobachtet werden kann [9] und weiterer Untersuchungen zum AusschluB von Fremdk6rperreaktionen bedarf. Diese wurden in der vorliegenden Studie nicht beobachtet. An einer Modifikation des Instrumentariums zur Minimierung der Quarzfaserabbriiche wird dennoch gearbeitet. Der Holmium-Laser ist ein Festk6rperlaser mit vergleichsweise robuster Technik, der bei einer Steigerung der Ausgangsleistung und einer weiteren Verbesserung des Instrumentariums eine sinnvolle Ergfinzung zur Pr/iparationstechnik darstellen kann. Literatur
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