Vom Hörsaal in den OP

Medizintechnik, Informatik, Materialwissenschaft, Physik, Mathematik – Studierende aus unterschiedlichsten Studiengängen sitzen in dem vollen Hörsaal mit 70er-Jahre-Charme. „Sie werden hier nicht als Medizinstudentinnen und -studenten entlassen, aber Sie sollten etwas über die Anatomie des Gehirns und das Nervensystem lernen“, sagt Spetzger zu den Zuhörenden. Masterstudierende des Fachs „Biomedical Engineering“ haben die Chance, die technischen Systeme, die sie aus der Theorie und dem Labor kennen, in der Praxis zu erleben – im OP-Saal von Spetzger.

„Die Neurochirurgie ist eine Hightech-Disziplin. Ich möchte den Studierenden diese Technik in der Realität nahebringen. Wir erleben in Zusammenarbeit mit großen MedTech-Firmen, dass gelegentlich Technologien entwickelt werden, die fernab der Realität sind und in der Praxis nicht funktionieren. Daher ist es wichtig, die Studierenden früh einzubinden“, so Spetzger.

Vorbereitung ist das A und O

Diese Möglichkeit hat die Gruppe Studierender, die sich im Mai vor dem Sekretariat der Neurochirurgischen Klinik trifft. Sanne, Masterstudentin in Elektrotechnik mit Schwerpunkt Biomedizinische Technik, war bereits im vergangenen Wintersemester bei einer OP dabei: „Beim letzten Mal wurde ein Patient mit einem Tumor an der Hypophyse mit Zugang über die Nase operiert. Dieses Mal sehen wir, wie der Schädel geöffnet wird – das wird super spannend!“

Bevor es in den OP-Saal geht, bespricht Spetzger den Fall mit der Gruppe in der neurochirurgischen Bibliothek. Dort ist gerade so viel Platz, dass alle sitzen können. Die Blicke sind auf den großen Bildschirm gerichtet, der zahlreiche radiologische Bilder zeigt. Dr. Till Brombach, Oberarzt der Neurochirurgie im Karlsruher Neurozentrum, stellt den Fall vor: Die Patientin ist 80 Jahre alt, der Hirntumor liegt vor dem motorischen Zentrum, wächst schnell und ist sehr wahrscheinlich bösartig. Ohne OP würde die Frau in wenigen Wochen versterben. Bei dieser Diagnose wird es erst einmal still im Raum.

„Damit wir im OP genau wissen, wo wir uns befinden, arbeiten wir mit MRT-Datensätzen, welche die feinen Strukturen des Gehirns sichtbar machen. Zusätzlich haben wir CT-Aufnahmen, aus denen sich vor allem die knöchernen Orientierungspunkte ablesen lassen. Aus beiden Datensätzen generieren wir ein 3D-Modell, in dem wichtige Bereiche markiert sind – eine Art Navigationskarte, die den Eingriff schneller und präziser macht.“ Uwe Spetzger lehnt sich im Hintergrund an einen Schrank und ergänzt: „Die exakte Planung und intraoperative Navigation ist das A und O in der Neurochirurgie. Die Navigationspunkte bei einer chirurgischen Öffnung des Schädels müssen so präzise wie möglich sein, damit so wenig gesundes Hirngewebe durchtrennt wird wie möglich.“

Bevor es in den OP geht, gibt er noch eine kurze Einweisung: „Ihr könnt nicht viel falsch machen – einfach nichts anfassen und nichts unsteril machen. Und wer sich nicht gut fühlt, setzt sich einfach auf den Boden, denn das reduziert die Fallhöhe. Es gibt zwar keinen besseren Ort, um ohnmächtig zu werden und auf den Kopf zu stürzen, als im Neurochirurgischen OP, aber es geht stets um die Risikominimierung.“ Und damit geht es Richtung OP-Saal, zunächst in die Umkleideschleuse.

Millimetergenaue Navigation

In grüner OP-Kleidung, mit OP-Haube, Maske und desinfizierten Händen dürfen alle in den Bereich, den nicht-medizinisches Personal eigentlich nie betritt. Die Patientin liegt bereits in Narkose im OP-Saal, während bei der Vorbereitung jeder Handgriff routiniert sitzt. Da der Platz begrenzt ist, werden die Studierenden in zwei Gruppen geteilt – eine Gruppe steht im OP, während die andere durch eine große Glasscheibe das Geschehen beobachtet.

Brombach erklärt, wie der Kopf in einer Halterung fixiert wird. Daran ist der Referenzierungsstern angebracht, der dem Navigationssystem ständig Informationen über die Position des Kopfes liefert. So können die Inzisionspunkte präzise festgelegt werden und auch während der Operation dient das System zur Orientierung.

Die Technik kennen die Studierenden bereits aus einem Lehrmodul von Professorin Francesca Spadea, Leiterin des Instituts für Biomedizinische Technik des KIT, die an dem Tag auch im OP dabei ist. Die Studierenden mussten in dem Modul selbst ein eigenes Navigationssystem programmieren. Anhand von MRT- und CT-Daten bestimmten sie die Position eines Tumors – eine vereinfachte Version des Systems, das nun hochpräzise im OP zum Einsatz kommt.

Präzisionsarbeit am pulsierenden Gehirn

Nach langer Vorbereitung geht es dann ganz schnell: der erste Schnitt, die Haut wird geöffnet, drei kleine Löcher gebohrt und ein rundlicher Teil des Schädels herausgesägt. Spetzger positioniert das Operationsmikroskop über dem Kopf der Patientin und nachdem er die Hirnhaut öffnet, sehen die Studierenden auf dem Bildschirm das pulsierende Gehirn. Niemand wird ohnmächtig – und Spetzger beginnt vorsichtig, das Tumorgewebe zu entfernen. Immer wieder setzt er eine kleine Ultraschallsonde direkt auf das Gehirn. Auf dem Bildschirm entsteht in Echtzeit ein neues Bild, das zeigt, wie weit der Eingriff bereits fortgeschritten ist. Denn das Gehirn verändert sich während der Operation, verschiebt sich leicht – und mit ihm die Orientierung.

Währenddessen erklärt Brombach Schritt für Schritt, was passiert. Ein Student fragt: „Woran erkennt man während des Entfernens, was Tumor- und was gesundes Gewebe ist?“ Brombach antwortet: „Tumorgewebe unterscheidet sich häufig in Farbe, Konsistenz und Durchblutung, aber die Grenzen sind selten scharf. Deshalb brauchen wir neben der Erfahrung des Chirurgen zusätzlich das Navigationssystem und den Ultraschall.“