Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2007.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2007.

Thesis (doctoral)--Giessen, 1982.

Regensburg, Univ., Diss., 2010.

Regensburg, Univ., Diss., 2010.

Depression und die koronare Herzkrankheit zeigen hohe Komorbiditäten. Dabei ist das Vorliegen einer Depression nicht nur für die Lebensqualität der Patienten, sondern auch für die Prognose der koronaren Herzkrankheit bezüglich Morbidität und Mortalität relevant. Als pathophysiologische Ursache des Zusammenhangs spielen Folgen der depressiven Symptome auf der Verhaltensebene eine wichtige Rolle, die zu einem schlechteren Gesundheitsverhalten und einer geringeren Modifikation von Risikofaktoren als bei Patienten ohne depressive Symptome führen. Daneben werden aber auch gemeinsame pathophysiologische Prozesse für beide Krankheitsentitäten diskutiert, dazu gehören Veränderungen in der HPA-Achse, dem Immunsystem und einer Aktivierung des sympathischen Nervensystems, die sowohl bei der koronaren Herzkrankheit als auch bei der Depression nachgewiesen wurden. In der vorliegenden Untersuchung wurden depressive Symptome anhand der Hospital Anxiety and Depression Scale und des Patient Health Questionnaire-2 systematisch in Form einer prospektiven Beobachtungsstudie an 288 herzchirurgischen Patienten erfasst, bevor sich diese einer ACB-Operation unterzogen. Der Zusammenhang von depressiven Symptomen und präoperativem HbA1c- beziehungsweise präoperativem CRP-Wert sowie peri- und postoperative Komplikationen während des operationsbezogenen Krankenhausaufenthaltes wurde untersucht. Zwischen Patienten mit depressiven und solchen ohne depressive Symptome ließen sich keine Unterschiede bezüglich der präoperativen HbA1c-Werte im Gesamtkollektiv feststellen. Höhere HbA1c-Werte fanden sich bei depressiven Patienten nach Ausschluss der Patienten mit notfallmäßiger Koronarrevaskularisation. Präoperative CRP-Werte unterschieden sich bei Patienten mit und ohne depressive Symptome nicht. Bezüglich peri- und postoperativer Komplikationen waren auffällige Ergebnisse in der HADS-D nicht mit einem erhöhten Komplikationsrisiko während des operationsbezogenen Krankenhausaufenthaltes assoziiert. Auffällige Punktwerte im PHQ-2 waren signifikant mit verlängerter Beatmungszeit und postoperativer Revision assoziiert, für Minor Complications gesamt, therapiebedürftige Wundheilungsstörung und postoperative Mortalität zeigte sich ein Trend zu einem höheren Risiko bei Vorliegen einer Depression. Unterschiede ließen sich aber auch bereits für einzelne Items des PHQ-2 darstellen. Anhedonie war signifikant mit einem erhöhten Risiko für postoperative Mortalität, Major Complications und Revision assoziiert. Depressive Symptome stellen mit mittlerer Effektstärke einen wichtigen Risikofaktor für postoperative Komplikationen noch während des operationsbezogenen Krankenhausaufenthaltes, insbesondere bezüglich der frühen Mortalität, dar. Die systematische Erfassung depressiver Symptome sollte daher Eingang in die präoperative Vorbereitung von Patienten vor operativer Koronarrevaskularisation finden. Inwieweit sich durch spezifische Interventionen präoperativ oder in der präoperativen Vorbereitung das Depressions-assoziierte perioperative Risiko beeinflussen lässt, sollte Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein. / Depression and coronary artery disease show high comorbidities. The presence of depression is not only of substantial relevance for the patients’ quality of life but also for the prognosis of the coronary artery disease in terms of morbidity and mortality. On the pathophysiological side depressive symptomatology accounts for behavioral consequences, which plays a crucial role in health orientated behavior and modification of risk factors for coronary artery disease between patients with and without depressive symptoms. Moreover, common pathophysiological pathways involving both disease entities are currently under discussion, among them alterations in the hypothalamus-pituitary axis, the immune system and an activation of the sympathetic nervous system; all of them have been shown to play a role in coronary artery disease and in depression. The present study is a prospective observational study on 288 patients undergoing cardiac surgery. We systematically evaluated depressive symptoms prior to coronary artery bypass grafting (CABG) surgery with two psychometric scales: Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) and Patient Health Questionnaire-2 (PHQ-2). We examined the relationship between depressive symptoms and preoperative glycated hemoglobin (hemoglobin A1c, HbA1c), depressive symptoms and preoperative C-reactive protein as well as depressive symptoms and perioperative and postoperative complications during inpatient treatment associated with CABG surgery. Overall, there were no differences in preoperative glycated hemoglobin between patients with and without depressive symptoms. After exclusion of emergency CABG procedures depressed patients showed higher preoperative glycated hemoglobin. Preoperative C-reactive protein did not differ in patients with and without depressive symptoms. Relevant depressive symptoms measured with the depression scale of the HADS were not associated with an increased risk for perioperative or postoperative complications during inpatient treatment associated with CABG surgery. Relevant depressive symptoms measured with the PHQ-2 were significantly associated with prolonged ventilation and postoperative re-exploration; depressive symptoms evaluated with the PHQ-2 were also associated with an increased risk for minor complications overall, poor wound healing or wound infection with a need for therapeutic intervention and postoperative mortality. Differences in perioperative and postoperative complications were even detectable for single items of the PHQ-2: anhedonia was independently associated with an increased risk for postoperative mortality, major complications overall and postoperative re-exploration. Depressive symptoms are an important risk factor of medium effect size for perioperative and postoperative complications even during inpatient treatment associated with CABG surgery, especially with regard to early mortality. A systematic evaluation of depressive symptoms should therefore be incorporated in preoperative assessment of patients before CABG surgery. Further research is needed to evaluate if specific interventions applied preoperatively or in the preoperative assessment are able to alter the perioperative and postoperative risk associated with depressive symptoms and depression.

Konsekutive Untersuchung bei therapiebedürftiger ungeschützer linker Hauptstammstenose. Vergleich Bypass-Operation versus interventioneller Versorgung (PCI) des linken Hauptstamms mit beschichteten Stents unter besonderer Berücksichtigung des Lebensalters und der Lebensqualität. Einschluss von 300 Patienten (95 PCI, 205 OP) im Zeitraum April 2004 - Dezember 2007. Vergleich von Patienten älter und jünger als 75 Jahre. Einschlusskriterien: ungeschütze Hauptstammstenose > 50%, Angina pectoris CCS II-III, Lebenserwartung > 1 Jahr, Notwendigkeit der Versorgung. Ausschlusskriterien: intakter Bypass auf linke Kranzarterie, Notwendigkeit der kombinierten Bypass- und Klappenoperation, ST-Hebungsinfarkt, klinische Instabilität. PCI mit beschichteten Stents (Sirolimus, Tacrolimus). Bypassoperation mit Herzlungenmaschine und am schlagenden Herzen. Primäre Endpunkte: Tod kardial und nicht kardial, Apoplex, Myokardinfarkt, Revaskularisation der Zielläsion (TLR). Sekundärer Endpunkt: Lebensqualität nach 6 Monaten. Höherer Euroscore und Parosnnet-Score in Gruppe > 75 Jahre. 100 % Erfolgrate bei der Indexprozedur (OP oder PCI). 12-Monats-Ergebisse: Keine Unterschiede Tod oder Myokardinfarkt. Nicht signifikante Erhöhung von Apoplexen in OP-Gruppe (6% versus 1 %). Signifikant höhere TLR-Rate in PCI-Gruppe (10,5% versus 1,5%). Ältere Patienten hatten in beiden Armen eine reduzierte körperliche Lebensqualität, sonst keine Unterschiede in beiden Altersgruppen und Therapiearmen. Die PCI des linken Hauptstamms ist eine Alternative bei sorgfältig selektierten Patienten, insbesondere älteren Patienten mit Komorbititäten. / Consecutive analysis of patients with unprotected left main stenosis in need of treatment either with coronary bypass graft or coronary intervention with drug eluting stents taking into consideration the age of the patients and their quality of life. We included 300 patients (95 PCI, 205 OP) from April 2004 - December 2007. Comparison of patients under 75 and over 75 years. Inclusion criteria: unprotected left main stenosis > 50%, angina pectoris CCS II-III, life expectation > 1 year, need of treatment. Exclusion criteria: intact bypass graft on left coronary artery, neccessity of combined bypass and valve operation, ST-elevation infarction, clinical instability.PCI with drug eluting stents (Sirolimus, Tacrolimus). Bypass operation with heart-lung machine and off-pump operation. Primary end points: non-cardiac and cardiac death, stroke, myocardial infarction, target lesion revascularisation. Secondary end point: quality of life at 6 months. Higher Euroscore and Parsonett Score in patient group > 75 years. 100 % success with index procedure (CABG or PCI). 12 month results: no difference at death rates or myocardial infarction. No significant increase of stroke in bypass-graft group (6% versus 1%). Significant higher TLR-rate in PCI-group (10.5% versus 1.5%). Older patients suffered from reduced physical heatlth in both therapy groups. No other difference in the two age groups and therapy groups. PCI of unprotected left main is a therapy option in selected patients, especially those with comorbitities.

Faktoren, die die funktionelle Erholung von hibernating myocardium nach aortokoronarem Venen Bypass (ACVB) beeinflussen, werden gegenwärtig untersucht. Von 3/2000 bis 3/2003 untersuchten wir prospektiv 41 Patienten mit einer linksventrikulären Ejektionsfraktion (LVEF) / Objectives: Factors that influence functional recovery of hibernating myocardium after coronary artery bypass grafting are at present under investigation. Methods: From 3/2000 to 3/2003 we prospectively analyzed 41 patients with ejection fraction (EF) 15% during DE in group I preoperatively; the increase was < 15% in group II. MRI hyperenhancement was measured with a mean of 16,7±11,6% of the left ventricle in group I compared to a mean of 27,4±14,4% in group II (p 19µm) in group I than in group II (< 17µm). Gene expression of pro-apoptotic genes such as BAK and BAX was lowered (0.5±0.1/0.8±0.1) compared to "normal" myocardium (1.0±0.1) (p

Herzinfarkt und Tod stellen häufige Folgen der koronaren Herzerkrankung dar, die durch eine rechtzeitige aortokoronare Bypassoperation vermieden werden können. Im Gegensatz zur klassischen offenen Operation bieten minimal invasive Verfahren entscheidende Vorteile. Die erschwerte Orientierung stellt jedoch eine große Herausforderung in der minimal invasiven Herzchirurgie dar, insbesondere bei der Verwendung telemanipulatorischer Systeme, wie bei der total endoskopischen Bypassoperation (TECAB). Die Entwicklung des „Surgical Cartographic Navigation System“ (SCNS) verspricht eine deutliche Verbesserung der Orientierung des Chirurgen mithilfe der Nutzung modernster Techniken der Augmentierten Realität. Hierbei wird auf der Basis von CT-Datensätzen ein virtuelles Herzmodell geschaffen, welches als Grundlage der assistierten Navigation dient. Im Speziellen wird bei der durch das SCNS unterstützten TECAB Operation die aufzufindende Koronararterie in das Sichtfeld des Endoskopes projiziert („augmentiert“). Ziel dieses Dissertationsvorhabens war die Evaluation der klinischen Anwendbarkeit des SCNS während einer Simulation einer Inzision mit dem da Vinci™-System auf fünf individuell angefertigten Herzphantomen. Es sollte überprüft werden, ob der Chirurg mit Hilfe der Unterstützung durch die SCNS Sicht mit eingeblendeter Koronararterie einen direkten Kontakt zur LAD (Left Anterior Descending), der häufigsten Zielarterie der TECAB, herstellen kann. In einem Studienkollektiv, bestehend aus zehn medizinisch unerfahrenen Personen und zehn Herzchirurgen, wurde die Treffergenauigkeit der SCNS-gestützten Auffindung der LAD in insgesamt 300 Testversuchen überprüft. Insgesamt konnte die Arterie in 58 % der Fälle korrekt identifiziert werden. Dabei lag kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen vor. Hiermit konnte die klinische Anwendbarkeit des SCNS für die TECAB erstmals gezeigt werden. Des Weiteren wurden zwei Faktoren als vordringliche Ziele für zukünftige Fortentwicklungen identifiziert: Die Optimierung von Landmarken für die Registrierung des Herzens sowie die verbesserte optische Darstellung der Augmentierten Realität im Endoskopiesichtfeld. Zusammengefasst konnte in diesem Dissertationsvorhaben in einer umfassenden Studie gezeigt werden, dass das SCNS einen erfolgversprechenden Lösungsansatz für die Behebung kritischer Orientierungsprobleme der minimal invasiven Herzchirurgie bei der TECAB bietet. Die hier gewonnenen Erkenntnisse stellen die Grundlage für weitergehende Studien zur Fortentwicklung des SCNS dar, die vor einem klinischen Ersteinsatz erfolgen müssen. / In the therapy of coronary heart disease minimally invasive and endoscopic methods offer considerable benefits to the patient, while for the surgeon difficult orientation and missing haptic feedback are still the leading problems in Endoscopic Bypass Grafting with telemanipulative systems. To support the surgeon with improved vision, a three dimensional model of the coronary artery tree based on CT scans is integrated into the view of the endoscope. The “Surgical Cartographic Navigation System” (SCNS) is a tool which provides this feature called Augmented Reality (AR). Aim of this study was the first technical analysis of the SCNS during a simulation of an incision with the da Vinci™ surgical system on an electronic heart phantom. The hypotheses was that with the guidance of the SCNS augmented reality view, the surgeon can perform a direct contact to the Left Anterior Descending Coronary Artery (LAD). Five anatomically correct heart phantoms were created using the rapid prototyping technology. The heart models were covered with an electrical conducting layer for the detection of the contact with the coronary artery or with the surrounding tissue. A 3D model of the coronary artery tree based on a CT scan was registered to the heart phantom and overlaid into the video screen of the da Vinci™ robot master console. Ten inexperienced medical students and ten experienced heart surgeons used the SCNS in a surgery simulation with the goal of finding the LAD artery and contacting the LAD with robot instruments. In 300 test runs 58 % of both groups hit the LAD correctly. The overlaid information created with the SCNS enables the surgeon to correctly identify the coronary artery. The clinical applicability of the SCNS for the TECAB Operation is hereby demonstrated. These findings are the basis for further studies on the further development of the SCNS, that is necessary before a clinical first-use.

Herzinfarkt und Tod stellen häufige Folgen der koronaren Herzerkrankung dar, die durch eine rechtzeitige aortokoronare Bypassoperation vermieden werden können. Im Gegensatz zur klassischen offenen Operation bieten minimal invasive Verfahren entscheidende Vorteile. Die erschwerte Orientierung stellt jedoch eine große Herausforderung in der minimal invasiven Herzchirurgie dar, insbesondere bei der Verwendung telemanipulatorischer Systeme, wie bei der total endoskopischen Bypassoperation (TECAB). Die Entwicklung des „Surgical Cartographic Navigation System“ (SCNS) verspricht eine deutliche Verbesserung der Orientierung des Chirurgen mithilfe der Nutzung modernster Techniken der Augmentierten Realität. Hierbei wird auf der Basis von CT-Datensätzen ein virtuelles Herzmodell geschaffen, welches als Grundlage der assistierten Navigation dient. Im Speziellen wird bei der durch das SCNS unterstützten TECAB Operation die aufzufindende Koronararterie in das Sichtfeld des Endoskopes projiziert („augmentiert“). Ziel dieses Dissertationsvorhabens war die Evaluation der klinischen Anwendbarkeit des SCNS während einer Simulation einer Inzision mit dem da Vinci™-System auf fünf individuell angefertigten Herzphantomen. Es sollte überprüft werden, ob der Chirurg mit Hilfe der Unterstützung durch die SCNS Sicht mit eingeblendeter Koronararterie einen direkten Kontakt zur LAD (Left Anterior Descending), der häufigsten Zielarterie der TECAB, herstellen kann. In einem Studienkollektiv, bestehend aus zehn medizinisch unerfahrenen Personen und zehn Herzchirurgen, wurde die Treffergenauigkeit der SCNS-gestützten Auffindung der LAD in insgesamt 300 Testversuchen überprüft. Insgesamt konnte die Arterie in 58 % der Fälle korrekt identifiziert werden. Dabei lag kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen vor. Hiermit konnte die klinische Anwendbarkeit des SCNS für die TECAB erstmals gezeigt werden. Des Weiteren wurden zwei Faktoren als vordringliche Ziele für zukünftige Fortentwicklungen identifiziert: Die Optimierung von Landmarken für die Registrierung des Herzens sowie die verbesserte optische Darstellung der Augmentierten Realität im Endoskopiesichtfeld. Zusammengefasst konnte in diesem Dissertationsvorhaben in einer umfassenden Studie gezeigt werden, dass das SCNS einen erfolgversprechenden Lösungsansatz für die Behebung kritischer Orientierungsprobleme der minimal invasiven Herzchirurgie bei der TECAB bietet. Die hier gewonnenen Erkenntnisse stellen die Grundlage für weitergehende Studien zur Fortentwicklung des SCNS dar, die vor einem klinischen Ersteinsatz erfolgen müssen.:1 Bibliographische Beschreibung 2 2 Inhaltsverzeichnis 3 3 Einleitung und theoretischer Hintergrund 7 3.1 Entwicklung der Herzchirurgie 8 3.2 Behandlungskonzepte der koronaren Herzerkrankung 8 3.3 Minimal invasive operative Verfahren 10 3.3.1 OPCAB 10 3.3.2 MIDCAB 11 3.3.3 TECAB 12 3.3.3.1 Entwicklung der telemanipulatorischen Verfahren 12 3.3.3.2 Das da Vinci™-System 13 3.3.3.3 Operationstechnik der TECAB 15 3.3.3.4 Aktueller Stand 16 3.4 Orientierungsprobleme während der TECAB Operation 17 3.5 Augmentierte Realität als Orientierungshilfe 17 3.6 SCNS (Surgical Cartographic Navigation System) 19 4 Material und Methoden 21 4.1 Materialliste 21 4.2 Methoden 22 4.2.1 Modellentstehung 22 4.2.1.1 Segmentierung 22 4.2.1.2 Landmarken 26 4.2.1.3 Rapid Prototyping 27 4.2.1.4 Elektronisches Herzphantom 28 4.2.2 Versuchsaufbau 30 4.2.2.1 Intrinsische Kalibrierung 30 4.2.2.2 Tracking 31 4.2.2.3 Extrinsische Kalibrierung 32 4.2.2.4 Registrierung 33 4.2.2.5 Overlay 34 4.2.2.6 Testpersonen 37 4.2.2.7 Das da Vinci™ Telemanipulationssystem 37 4.2.3 Das Experiment 37 5 Ergebnisse 41 5.1 Herstellung der Herzphantome 41 5.2 Korrekte Identifikation der LAD 43 5.3 Einfluss der Herzmodelle auf die LAD-Identifikation 47 6 Diskussion 49 7 Zusammenfassung der Arbeit 56 8 Literaturverzeichnis 59 9 Anhang 64 9.1 Abbildungsverzeichnis 64 9.2 Tabellenverzeichnis 66 9.3 Abkürzungsverzeichnis 67 9.4 Ergebnistabellen 68 9.5 Danksagung 70 9.6 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 71 9.7 Lebenslauf 72 / In the therapy of coronary heart disease minimally invasive and endoscopic methods offer considerable benefits to the patient, while for the surgeon difficult orientation and missing haptic feedback are still the leading problems in Endoscopic Bypass Grafting with telemanipulative systems. To support the surgeon with improved vision, a three dimensional model of the coronary artery tree based on CT scans is integrated into the view of the endoscope. The “Surgical Cartographic Navigation System” (SCNS) is a tool which provides this feature called Augmented Reality (AR). Aim of this study was the first technical analysis of the SCNS during a simulation of an incision with the da Vinci™ surgical system on an electronic heart phantom. The hypotheses was that with the guidance of the SCNS augmented reality view, the surgeon can perform a direct contact to the Left Anterior Descending Coronary Artery (LAD). Five anatomically correct heart phantoms were created using the rapid prototyping technology. The heart models were covered with an electrical conducting layer for the detection of the contact with the coronary artery or with the surrounding tissue. A 3D model of the coronary artery tree based on a CT scan was registered to the heart phantom and overlaid into the video screen of the da Vinci™ robot master console. Ten inexperienced medical students and ten experienced heart surgeons used the SCNS in a surgery simulation with the goal of finding the LAD artery and contacting the LAD with robot instruments. In 300 test runs 58 % of both groups hit the LAD correctly. The overlaid information created with the SCNS enables the surgeon to correctly identify the coronary artery. The clinical applicability of the SCNS for the TECAB Operation is hereby demonstrated. These findings are the basis for further studies on the further development of the SCNS, that is necessary before a clinical first-use.:1 Bibliographische Beschreibung 2 2 Inhaltsverzeichnis 3 3 Einleitung und theoretischer Hintergrund 7 3.1 Entwicklung der Herzchirurgie 8 3.2 Behandlungskonzepte der koronaren Herzerkrankung 8 3.3 Minimal invasive operative Verfahren 10 3.3.1 OPCAB 10 3.3.2 MIDCAB 11 3.3.3 TECAB 12 3.3.3.1 Entwicklung der telemanipulatorischen Verfahren 12 3.3.3.2 Das da Vinci™-System 13 3.3.3.3 Operationstechnik der TECAB 15 3.3.3.4 Aktueller Stand 16 3.4 Orientierungsprobleme während der TECAB Operation 17 3.5 Augmentierte Realität als Orientierungshilfe 17 3.6 SCNS (Surgical Cartographic Navigation System) 19 4 Material und Methoden 21 4.1 Materialliste 21 4.2 Methoden 22 4.2.1 Modellentstehung 22 4.2.1.1 Segmentierung 22 4.2.1.2 Landmarken 26 4.2.1.3 Rapid Prototyping 27 4.2.1.4 Elektronisches Herzphantom 28 4.2.2 Versuchsaufbau 30 4.2.2.1 Intrinsische Kalibrierung 30 4.2.2.2 Tracking 31 4.2.2.3 Extrinsische Kalibrierung 32 4.2.2.4 Registrierung 33 4.2.2.5 Overlay 34 4.2.2.6 Testpersonen 37 4.2.2.7 Das da Vinci™ Telemanipulationssystem 37 4.2.3 Das Experiment 37 5 Ergebnisse 41 5.1 Herstellung der Herzphantome 41 5.2 Korrekte Identifikation der LAD 43 5.3 Einfluss der Herzmodelle auf die LAD-Identifikation 47 6 Diskussion 49 7 Zusammenfassung der Arbeit 56 8 Literaturverzeichnis 59 9 Anhang 64 9.1 Abbildungsverzeichnis 64 9.2 Tabellenverzeichnis 66 9.3 Abkürzungsverzeichnis 67 9.4 Ergebnistabellen 68 9.5 Danksagung 70 9.6 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 71 9.7 Lebenslauf 72