Innovative 3D-Visualisierung und Augmented-Reality-Anwendungen gewinnen in der urologischen Chirurgie zunehmend an Bedeutung. Ihr Potenzial reicht von der präoperativen Planung der Operation bis zur Integration in das intraoperative Livebild. Im Zuge der zunehmenden Etablierung Roboter-assistierter Techniken in der Urologie rücken individualisierte Planungs- und Navigationskonzepte verstärkt in den Fokus. Besonders in der Nierenchirurgie besteht die Herausforderung darin, eine suffiziente Tumorkontrolle mit einem maximalen Funktionserhalt zu vereinbaren.
Digitale Verfahren wie die virtuelle interaktive 3D-Modellierung zur individuellen Visualisierung des Tumors bieten hier neue Möglichkeiten zur präzisen präoperativen Planung und intraoperativen Navigation.
Operative Planung und Studienlage
Mithilfe eines solchen interaktiven 3D-Modells kann die präoperative Planung verschiedener Teilschritte der Roboter-assistierten Nierenteilresektion unterstützt werden. Dazu zählen unter anderem die Wahl des Zugangsweges und die Freilegung des Nierenhilus. Die genaue Visualisierung der Gefäßversorgung der Niere und des Tumors können die Wahl der Ischämie für eine Resektion (global, selektiv oder superselektiv) erleichtern. Potenzielle tumorversorgende Arterienäste können so gezielt identifiziert und kontrolliert werden.
Darüber hinaus können die Resektionsgrenzen und die geplante Tiefe der Resektion besser abgeschätzt werden. Dies ist insbesondere bei komplexen Tumoren wie endophytisch-intrarenalen und hilusnahen Befunden essenziell. 3D-Modelle können hier zu einem besseren anatomischen Verständnis für enge Lagebeziehungen zu den Nierengefäßen und dem Nierenbeckenkelchsystem beitragen [1].
Dieses tiefere räumliche Verständnis der individuellen Anatomie kann darüber hinaus die Sicherheit der Chirurginnen und Chirurgen während der Operation verbessern und die intraoperative Entscheidungsfindung unterstützen.
Aktuelle Studien zeigen, dass 3D-Modelle bei der Roboter-assistierten Nierenteilresektion mit einer kürzeren globalen Ischämiezeit, einem geringeren intraoperativen Blutverlust sowie geringeren Raten der Eröffnung des Hohlraumsystems und der Konversion zur Nephrektomie assoziiert sind [2 – 4]. Die bisherige Evidenz beruht jedoch überwiegend auf retrospektiven Analysen und prospektiven Kohortenstudien.
Vor diesem Hintergrund wird der Einfluss patientenspezifischer 3D-Modelle derzeit in der prospektiv-randomisierten, kontrollierten 3D-PN-Studie untersucht [5]. Ziel war es, den Effekt der interaktiven 3D-Modellierung auf die Operationszeit an der Roboterkonsole, perioperative Komplikationen sowie onkologische und funktionelle Ergebnisse multizentrisch zu untersuchen. Die Rekrutierung ist bereits abgeschlossen und erste Ergebnisse werden nach Abschluss des Follow-ups im 3. Quartal 2026 vorgestellt.
Patientenbezogene Aspekte
Neben diesen primär klinischen Fragestellungen rücken auch zunehmend patientenbezogene Aspekte in den Fokus und sind Teil der sekundären 3DPN-Studienendpunkte. Hier gewinnt die individuelle 3D-Visualisierung in der präoperativen Aufklärung an Bedeutung, da sie komplexe anatomische Strukturen verständlich aufbereitet und so das Verständnis für den geplanten Eingriff auf der Seite der Patientinnen und Patienten fördern kann.
Ein besseres Verständnis kann zudem das Empfinden stärken, aktiv in den Behandlungsprozess eingebunden zu sein und sich positiv auf die Zufriedenheit auswirken [6].
Augmented-Reality-Integration
Über die präoperative Planung und Aufklärung hinaus eröffnen 3D-Modelle auch neue Möglichkeiten für die intraoperative Navigation. Der Einsatz von Augmented-Reality-(AR-)Technologien ermöglicht, das präoperativ erstellte Modell direkt in das robotische Livebild zu integrieren.
Die räumliche Registrierung kann dafür entweder Marker-basiert mittels intraoperativ platzierter Referenzpunkte oder durch den Abgleich anatomischer Landmarken erfolgen. Nach einer Kalibrierung zwischen Modell und Laparoskopiebild können dann Gefäßverläufe und mögliche Resektionsgrenzen mittels Overlay-Projektion visualisiert werden [7 – 9].
Aus- und Weiterbildung
Ein weiterer relevanter Einsatzbereich von AR-Anwendungen liegt in der chirurgischen Aus- und Weiterbildung. Während etablierte Trainingsmethoden wie Boxtrainer oder Tiermodelle weiterhin eine wichtige Rolle spielen, werden zunehmend softwarebasierte Simulationen für endourologische, laparoskopische und Roboter-assistierte Eingriffe entwickelt und evaluiert.
Der Einsatz solcher Technologien zielt darauf ab, anatomische Zusammenhänge anschaulich zu vermitteln, operative Abläufe risikofrei zu trainieren und die individuelle Lernkurve zu verbessern. Insbesondere die Kombination aus realitätsnaher Visualisierung und interaktiver Anwendung bietet hierbei einen didaktischen Mehrwert [10].
In Zusammenschau können 3D-Rekonstruktionen und AR-gestützte Navigation verschiedene Phasen urologischer Operationen von der präoperativen Planung, über die Patientenaufklärung bis zur intraoperativen Visualisierung und chirurgischen Ausbildung unterstützen.
Für die Etablierung in der alltäglichen klinischen Praxis sind prospektiv randomisierte Studien notwendig, um die Evidenzlage zu stärken.
Zusammenfassung
3D-Rekonstruktionen und Augmented-Reality-(AR-)Technologien gewinnen in der urologischen Chirurgie zunehmend an Bedeutung. Insbesondere bei der Roboter-assistierten Nierenteilresektion ermöglichen interaktive 3D-Modelle eine präzisere präoperative Planung – etwa zur Visualisierung der Gefäßversorgung, der Resektionsgrenzen und komplexer Tumorlokalisationen. Studien belegen, dass der Einsatz dieser Modelle mit kürzeren Ischämiezeiten, geringerem Blutverlust und weniger Komplikationen assoziiert ist. Darüber hinaus können AR-Technologien das präoperative 3D-Modell direkt in das intraoperative Livebild integrieren und so die Navigation während der Operation verbessern. Auch in der Patientenaufklärung und chirurgischen Ausbildung bieten diese Technologien erheblichen Mehrwert. Zur weiteren Etablierung in der klinischen Routine sind prospektiv randomisierte Studien erforderlich – erste Ergebnisse der laufenden 3DPN-Studie werden für 2026 erwartet.
Autoren: Jens-Uwe Stolzenburg, Clara Steiner, Sigrun Holze
Literatur unter mgb-medizin.de/literatur
