Mixed Reality in der Wirbelsäulenchirurgie: Das Apple Vision Pro bei biportaler endoskopischer Lendenwirbelsäulenfusion

Zusammenfassung

Dieser Fallbericht beschreibt den ersten Einsatz eines Mixed-Reality-Kopfdisplays während eines endoskopischen Fusionsverfahrens. Der Patient zeigte nach der Operation eine bedeutende klinische Verbesserung, mit vollständiger Beseitigung der Beinschmerzen und einer fortschreitenden Verbesserung der Rückenschmerzen und des funktionellen Zustands, die während der 7-monatigen postoperativen Nachsorge aufrechterhalten wurden.

Zusammenfassung

Der Einsatz von Mixed Reality (MR) in der endoskopischen Wirbelsäulenchirurgie wurde kürzlich eingeführt und verspricht, die Visualisierung zu verbessern, den Arbeitsablauf zu verbessern und die intraoperative Entscheidungsfindung zu unterstützen. Der erfolgreiche Einsatz des Apple Vision Pro (AVP) MR-Headsets wurde kürzlich bei biportaler endoskopischer Wirbelsäulenoperation dokumentiert. Soweit wir wissen, stellt dieser Fall die erste Anwendung der MR-Technologie als Ergänzung zur biportalen endoskopischen Wirbelsäulenfusion dar. Ein 81-jähriger Mann mit einer Vorgeschichte von lumbaler Stenose und Spondylolisthesis Grad 1 auf Niveau 4–5 zeigte sich mit zunehmend verschlechternden radikulären Schmerzen, die auf konservative Maßnahmen refraktär sind. Basierend auf den klinischen Befunden unterzog sich der Patient einer transforaminalen lumbalen Interkörperfusion (TLIF) mittels eines biportalen endoskopischen Ansatzes. Das Verfahren umfasste endoskopische Laminotomie, beidseitige Dekompression, Facetektomie, das Einsetzen eines Interkörperkäfigs mit Knochentransplantation sowie die Instrumentierung und Fusion der hinteren Wirbelsäule. Während des gesamten Falls trug der operierende Chirurg das AVP MR Headset, das virtuell eine live endoskopische Ansicht über die reale Umgebung zeigte, ohne das Operationsfeld zu behindern. Der AVP konzentrierte die endoskopische Zuleitung direkt in die Sichtlinie des Chirurgen, wodurch die Notwendigkeit entfiel, den Blick zwischen dem Operationsfeld und den externen Monitoren zu verschieben, und einen ergonomischeren, schlankeren operativen Arbeitsablauf unterstützte. Der Patient zeigte eine vollständige Genesung der radikulären Beinschmerzen (VAS Bein 7 → 0) und eine deutliche funktionelle Erholung (ODI 14 % → 2 %) bereits zwei Monate nach der Operation, ohne intraoperative oder postoperative Komplikationen, und diese Verbesserungen blieben während der siebenmonatigen Nachbeobachtung erhalten. Dieser Fall zeigt die Machbarkeit, MR als Ergänzung zur biportalen endoskopischen Lendenversteifung ohne beobachtete Komplikationen einzusetzen. Das AVP HMD bot eine integrierte Sichtlinien-Visualisierungsplattform, die die Abhängigkeit von externen Monitoren reduzierte und ergonomische chirurgische Leistung unterstützte. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um ihre Auswirkungen auf die chirurgische Effizienz und langfristige Patientenergebnisse zu bewerten.

Einleitung

Die biportale endoskopische Wirbelsäulenchirurgie wurde zunehmend als minimalinvasive Alternative zu konventionellen offenen Ansätzen ^1,2,3 übernommen. Mit präziser Zielsetzung und Instrumenten mit kleinem Kaliber minimiert biportale endoskopische Wirbelsäulenchirurgie Weichteilschäden und maximiert gleichzeitig die Visualisierung ^1,2. Darüber hinaus berichtet die aktuelle Literatur über eine mögliche Verringerung des postoperativen Analgetikums und des intraoperativen Blutverlusts durch Endoskopie, was auf eine Rolle endoskopischer Techniken als günstige Option für ambulante Wirbelsäulenverfahren ^4,5,6 hindeutet. Der derzeitige endoskopische Arbeitsablauf erfordert jedoch, dass der operierende Chirurg neben dem operativen Feld mehrere externe Monitore konsultiert, einschließlich ergänzender Modalitäten wie Fluoroskopie und intraoperativer Navigationssysteme, was mögliche ergonomische Herausforderungen darstellt. Während endoskopische Techniken oft eine neutralere Kopfposition im Vergleich zu offenen Operationen bieten, hängen ergonomische Herausforderungen in diesem Umfeld häufiger mit Handposition, Schultermüdigkeit und Körperhaltung zusammen. Diese kumulativen Anforderungen tragen zu einer erhöhten muskuloskelettalen Belastung und kognitiven Belastung bei.

Augmented Reality (AR) überlagert digitale Bilder auf die reale Umwelt, wie sie durch spezielle Brillen gesehen werden. Virtual Reality (VR) versetzt den Nutzer durch ein Headset, das die reale Umgebung blockiert, in eine vollständig digitale Welt. Mixed Reality (MR) integriert reale und digitale Umgebungen und ermöglicht es den Nutzern, gleichzeitig mit virtuellen und realen Elementen über ein immersives headset.MR kopfmontierte Displays (HMDs) können endoskopische Visualisierungen direkt in das Sichtfeld des Chirurgen integrieren, wodurch die operative Effizienz verbessert und die ergonomische Belastung des Chirurgen reduziert wird.. MR ist eine neuartige Technologie, die digitale Informationen über tragbare Geräte (wie HMDs) auf die reale Sicht der physischen Welt legt und Umwelteinflüsse wie Körperposition, räumliche Kartierung, Objekterkennung und physische Standorte ^7,8,9 einbezieht. All diese Funktionen ermöglichen zusammen einen schnellen Zugriff auf präoperative Bilder und eine bedeutende intraoperative Bildvergrößerung^{, die} eine verbesserte Visualisierung^ermöglicht. Mehrere MR-basierte HMD-Geräte wurden in chirurgischen Anwendungen gemeldet, darunter das Microsoft HoloLens und neuerdings der Apple Vision Pro (AVP)10,11,12,13. Dieser Fallbericht zielt darauf ab, die Verwendung des AVP HMD als intraoperatives Zusatzmittel während einer biportalen endoskopischen Lendenversteifungsoperation zu beschreiben.

Fallpräsentation:
Der Patient war ein 81-jähriger Mann, der mit Schmerzen im rechten Gesäß und damit verbundenen radikulären Schmerzen an der rechten unteren Extremität, die sich auf das laterale Unterschenkel und den dorsalen Fuß ausstrahlten, zeigte. Der Patient beschrieb die Schmerzen als konstant, wobei sich die Symptome beim Liegen oder Sitzen besserten, aber beim Gehen schlimmer wurden. Eine längere Bewegung über die vom Patienten festgelegte Toleranzgrenze hinaus führt zu einer Symptomverschlechterung innerhalb von 24 Stunden, was eine klinisch signifikante Einschränkung der funktionellen Mobilität widerspiegelt. Es gab keine Darm- oder Blasenfunktionsstörung.

Diagnose, Beurteilung und Plan:
Die vorherige nicht-operative Behandlung umfasste Physiotherapie, entzündungshemmende Medikamente sowie selektive L4- und L5-Nervenwurzelblockaden, die nur teilweise und vorübergehend Linderung brachten. Nach dem Scheitern der konservativen Behandlung entschied sich der Patient für einen chirurgischen Eingriff. Die informierte Zustimmung wurde nach Diskussion der Risiken, Vorteile und Alternativen eingeholt. Der Patient erteilte außerdem seine Zustimmung zur Veröffentlichung klinischer Daten und operativer Aufnahmen. Präoperative fluoroskopische Bildgebung zeigte eine instabile Grad-1-Anterolisthese von L4 auf L5 mit leichter dynamischer Instabilität, verbunden mit mehrstufigen degenerativen Veränderungen, einschließlich Verengung des Bandscheibenraums und Facettenarthropathie, was mit degenerativer Spondylolisthesis und lumbaler Stenose übereinstimmt (Abbildung 1). Präoperative Magnetresonanztomographie (MRT) zeigte multiple degenerative Bandscheibenerkrankung und Facettenarthropathie mit moderater Zentralkanalstenose, bilateraler lateraler Recessenstenose und einer rechtsseitigen neuroforaminalen Verengung an L4-L5 (Abbildung 2).

Protokoll

1. MR-Integrations-Workflow

1. Der Ausgang der digitalen endoskopischen Videokonsole war über ein HDMI-Kabel an einen NDI-Encoder angeschlossen.
2. Der NDI-Encoder war per Ethernet-Kabel mit einem dedizierten WLAN-Router verbunden, und der WLAN-Router war mit dem AVP verbunden.
3. Die WLAN-Router-Einstellungen wurden optimiert, um eine schnelle und zuverlässige Verbindung zu gewährleisten.
4. Die HMD wurde auf dem Kopf des Chirurgen angebracht, und die digitale 4K-Videoprojektion wurde vor dem Eintreten in das Sichtfeld des Chirurgen eingestellt.
5. Nachdem die chirurgischen Portale eingerichtet waren, wurde der endoskopische Videofeed über das HMD in das Sichtfeld des Chirurgen projiziert. Das MR HMD wurde während des gesamten Eingriffs getragen, und das virtuelle Display wurde ausschließlich durch Handgesten in der Luft bedient (Abbildung 3).
   HINWEIS: Der geschätzte Latenzbereich, der vom NDI-Analysesystem gemessen wurde, betrug 50–70 ms, was für das menschliche Auge kaum wahrnehmbar ist und etwaige Verzögerungen während der Operation minimiert. Die digitale 4K-Videoprojektion kann an jeder Position im Raum platziert werden, und ihre Größe kann mit Handgesten angepasst werden. Die Sterilität bleibt durchgehend erhalten, da das Apple Vision Pro ausschließlich durch Handgesten in der Luft gesteuert wird – wie das aneinandertippen von Zeigefinger und Daumen, Kneifen und Ziehen oder Wischen –, die keinen physischen Kontakt mit einer Oberfläche, einem Gerät oder einem Operationsfeld erfordern.

2. Chirurgischer Eingriff

1. Anästhesie und Patientenposition
   1. Der Patient wurde im präoperativen Wartebereich identifiziert und markiert.
   2. Nach der Einleitung der Vollnarkose wurde der Patient auf Bauchlage auf einem OSI-Jackson-Tisch gelegt, wobei alle Knochenvorsprünge ausreichend gepolstert waren.
   3. Vor dem Schnitt wurden prophylaktische intravenöse Antibiotika und 1 g Tranexamsäure verabreicht.
   4. Während des gesamten Verfahrens wurden sequentielle Kompressionsgeräte an beiden unteren Extremitäten zur Tiefvenenthromboseprophylaxe eingesetzt.
2. Präoperative Lokalisierung und Markierung
   1. Die Haut war auf die übliche sterile Weise vorbereitet und drapiert.
   2. Fluoroskopie wurde verwendet, um das operative Niveau zu lokalisieren. Das L4–5-Niveau wurde fluoroskopisch bestätigt, und die Mittellinien sowie die medialen Pedikellinien waren markiert. Die geplanten Schnittstellen wurden markiert (Abbildung 3).
   3. Nach Haut- und Faszienschnitten wurden sequentielle Dilatatoren verwendet, um einen Kanal durch das Weichgewebe zu schaffen.
   4. Die Adventitie (periostale Bindegewebschicht) wurde stumpf von der ipsilateralen Lamina mit Hilfe des Weichteildissektors seziert. Ein halbröhrenförmiger Retraktor wurde durch das Arbeitsportal angebracht, um den Abflusskanal aufrechtzuerhalten.
3. Endoskopisches Verfahren
   1. Eine 0°-arthroskopische Kamera wurde in das Sichtportal eingeführt.
   2. Eine L4–5-Laminotomie wurde mit einem Hochgeschwindigkeitsmahl durch das Arbeitsportal durchgeführt, der bis zur Höhe des Ligamentum flavum bohrte.
   3. Die Ansätze des ligamentum flavum wurden mit Kerrisons und gebogenen Curetten zirkumferentiell gelöst. Das Ligamentum flavum wurde en bloc mittels eines Hypophysen-Rongeurs entfernt.
   4. Die unteren und oberen Artenfortsätze auf der ipsilateralen Seite wurden mit einem Osteotom entfernt, um die Facetektomie durchzuführen. Der Knochen aus der Facetektomie wurde entnommen und für die Autotransplantation verarbeitet.
   5. Kambins Dreieck wurde identifiziert, eine Annulotomie durchgeführt und oberflächliches Bandscheibenmaterial mit einem ringförmigen Messer entfernt.
   6. Der Scheibenraum wurde mit einer Kombination aus Rasierern, Kuretten und Hypophysenrongeuren vorbereitet, um das Scheibenmaterial und die knorpeligen Endplatten zu entfernen.
   7. Das Autotransplantat, das aus der Facetektomie entnommen wurde, wurde in den Bandscheibenraum gepackt. Der Interbody-Käfig wurde in den Scheibenraum eingeschoben.
   8. Die Position des Käfigs wurde mittels Fluoroskopie bestätigt, und der Käfig wurde anschließend auf seine endgültige Konfiguration erweitert. Der Käfig- und Bandscheibenraum wurden mit demineralisiertem Knochenmatrix-Allograft aufgefüllt.
   9. Die Hämostase wurde mittels Radiofrequenzgerinnung, resorbierbaren hämostatischen Substanzen und Knochenwachs erreicht. Die endoskopische Kamera und der Arbeitskanal wurden entfernt.
4. Perkutane Instrumentierung
   1. Eine Fluoroskopie wurde eingesetzt, um die Hautschnitte zu lokalisieren. Haut- und Faszienschnitte wurden gemacht, und eine stumpfe Sektion wurde durch die tiefe Faszie geführt, um die Facettengelenke und Querfortsätze freizulegen.
   2. Eine Jamshidi-Nadel war an der Seitenwand des linken L4-Pedikels angedockt. AP und laterale Fluoroskopie wurden verwendet, um die geeignete Nadelbahn und Positionierung zu bestätigen, und die Nadel wurde dann bis zur 25-mm-Marke vorgeschoben (Abbildung 4).
   3. Ein Führungsdraht wurde in den Wirbelkörper eingeführt und die Jamshidi-Nadel entfernt. Die passend bemessene Pedikelschraube wurde gemessen und eingesetzt. Dieser Vorgang wurde für den rechten L4-Pedikel und die beidseitigen L5-Schrauben wiederholt.
   4. Passende Stangen wurden über die Schrauben-Tulpen gelegt, und die Stellschrauben wurden eingesetzt. Die Stellschrauben wurden schließlich festgezogen.
   5. Alle Führungen wurden entfernt, und abschließende AP- und laterale Fluoroskopbilder wurden erstellt, um eine zufriedenstellende Hardwarepositionierung zu bestätigen (Abbildung 5).
   6. Die Wunden wurden geschichtet geschlossen und ein subfaszialer Drainage angebracht.
      HINWEIS: Der Patient wurde extubiert und nach Bestätigung des stabilen Zustands auf die Postanästhesie-Station gebracht. Der geschätzte Blutverlust und die intraoperativen Komplikationen sind dokumentiert.

3. Postoperative Pflege und Nachsorge

1. Die postoperativen Schmerzen wurden ausreichend kontrolliert, und der chirurgische Drain wurde vor der Entlassung entfernt. Der Patient wurde am Tag der Operation entlassen.
2. Der Patient wurde angewiesen, das Gewicht nach Toleranz zu tragen und die üblichen Wirbelsäulenvorsichtsmaßnahmen einzuhalten – also tiefe Wirbelsäulenbeugung, mehr als 4,5 kg zu heben und übermäßiges Drehen – für 3 Monate postoperativ.
3. Die routinemäßige klinische Nachkontrolle war nach 2 Wochen, 2 Monaten, 6 Monaten und 1 Jahr postoperativ geplant.
4. Bei jedem Nachsorgetermin wurden Werte der visuellen Analogskala (VAS) für Rücken- und Beinschmerzen sowie der Oswestry Disability Index (ODI) erfasst, um postoperative Schmerzen und funktionelle Ergebnisse zu bewerten.

Ergebnisse

Klinische Ergebnisse
Unmittelbar postoperativ berichtete der Patient von einem VAS-Rückenschmerzwert von 6/10 und einem VAS-Beinschmerzwert von 0/10. Die motorische Untersuchung zeigte eine 5/5-Stärke in allen L2–S1-Myotomen, mit intaktem Empfinden in den beidseitigen L2–S1-dermatomalen Verteilungen.

Bei der zweiwöchigen Nachbeobachtung berichtete der Patient von einer Verbesserung der Rückenschmerzen auf 3/10, wobei die Beinschmerzen weite...

Diskussion

Soweit wir wissen, ist dies der erste berichtete Fall, der die Machbarkeit der Integration des AVP-HMD als intraoperatives Zusatzmittel in eine endoskopische Fusionsoperation zeigt. Der Patient zeigte eine frühzeitige symptomatische Besserung, mit vollständiger Beseitigung der Beinschmerzen sowie einer Verbesserung des Rücken- und Funktionszustands bis zwei Monate nach der Operation und wird weiterhin längszeitig auf Veränderungen im Symptomverlauf überwacht. Es ist erwähnenswert, dass d...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
dualPortal Semitubular Cannula	Amplify Surgical
dualPortal Sequential Dilators	Amplify Surgical
dualPortal T-Handle	Amplify Surgical
DualX TLIF Cage Inserter	Amplify Surgical
DualX TLIF Expandable TLIF Cage	Amplify Surgical
DualX TLIF Locking Screw	Amplify Surgical
DualX Bone graft funnel and inserter	Amplify Surgical
dualPortal Kerrison rongeurs	Amplify Surgical
dualPortal Curved curettes	Amplify Surgical
dualPortal Pituitary ronguers	Amplify Surgical
dualPortal Nerve hook	Amplify Surgical
dualPortal Ball tipped probe	Amplify Surgical
dualPortal Penfield dissectors	Amplify Surgical
dualPortal Annular dissector	Amplify Surgical
dualPortal Scope retractor	Amplify Surgical
dualPortal Hemostatic agent applicator tip	Amplify Surgical
Arthroskop, 0 Grad	Stryker
Hochgeschwindigkeitsfräser, 3 mm Diamantstiftspitze	Stryker
Shaver, 4 mm ovale geflutete Knochenschneidspitze	Arthrex
Radiofrequenzstab, 90 Grad	Arthrex
Radiofrequenzstab, 50 Grad kleine Spitze	Arthrex
Bewässerungspumpenschlauch	Arthrex
Surgifoam	Ethicon
DBM-Faser-Allotransplantat	Seaspine
NDI Analysesystem
MR-Integrationshardware
OSI Jackson-Tisch
Tranexamsäure