Hintergrund: Die Simulation wichtiger Handgriffe und Techniken in der Chirurgie wurde bereits seit der Antike praktiziert. Pflanzen, Menschen- und Tierkadaver, Puppen sowie Phantome haben seit Jahrhunderten diesem Zweck gedient. Das 21. Jahrhundert ist jedoch von virtueller Realität geprägt und es gibt viele technische Neuerungen in der Chirurgie. Erste virtuelle Simulationsmöglichkeiten tauchten auf dem Markt bereits im 20. Jahrhundert auf. Zuerst nur schwarzweiß, rudimentär und nur andeutungsweise einer echten Situation im OP-Saal ähnlich, überzeugen die heutigen Simulatoren durch schnelle Prozessoren, qualitative graphische Darstellung und haptisches Feedback. Der Simulator selbst wird zum Forschungsobjekt, endlich können in Simulationsbedingungen Fragestellungen untersucht werden, die bisher unter Operationsbedingungen weder ethisch vertretbar noch technisch möglich waren. Fragestellung: Zwischen 2016 und 2017 fand am VTG Klinikum des Universitätsklinikums der TU Dresden Carl Gustav Carus eine Studie am chirurgischen Simulator für virtuelle Realität statt. Die untersuchte Fragestellung war die Übertragbarkeit von Fertigkeiten zwischen zwei laparoskopischen Operationen: Appendektomie und Cholezystektomie. Material und Methode: Es wurden 44 Studierende aus dem 3. bis 6. Studienjahr rekrutiert und in zwei Gruppen rand-omisiert. Beide Gruppen übten zunächst die Basisübungen bis bestimmte Leistungskriterien erfüllt wurden. Danach haben Probanden der ersten Gruppe die virtuelle Appendektomie und im Anschluss die virtuelle Cholezystektomie trainiert. Die zweite Gruppe ging sofort zum Cholezystektomie Training über. In beiden Gruppen wurden zum Schluss jeweils drei Wiederholungen der kompletten Cholezystektomie absolviert. Verglichen wurden Geschwindigkeit, Sicherheitsparameter wie z. B. aufgetretene Komplikationen sowie Motorik-Parameter der Instrumente. Des Weiteren wurde der mögliche Einfluss von Schlafverhalten, Koffeinkonsum und Erfahrung mit Videospielen auf die Leistung am Simulator untersucht. Ergebnisse: In der statistischen Analyse zeigte die erste Gruppe eine signifikante Verbesserung der Moto-rik-Parameter wie Instrumentenbewegungen und -strecke. Andere Werte wie Geschwindigkeit und Sicherheitsparameter waren innerhalb der zwei Gruppen ähnlich. Zwischen Schlaf-verhalten, Koffeinkonsum und Erfahrung mit Videospielen und der Leistung am Simulator konnte kein Zusammenhang festgestellt werden. Schlussfolgerungen: Die Studie ergab nur einen partiellen Übertragungseffekt zwischen laparoskopischer Appendektomie und Cholezystektomie. Die Gründe liegen in den jeweils unterschiedlichen Schlüsselmomenten, die die Beherrschung prozedurspezifischer Techniken erfordern. Diese müssen für jede Prozedur separat geübt werden. Die Verbesserung der feinmotorischen Fähigkeiten spricht jedoch dafür, dass eine Übertragung der Fertigkeiten bis zu einem gewissen Grad dennoch stattfand und durch das Trainieren einer zusätzlichen Modalität Vorteile insbesondere in der Bewegungsökonomie gewonnen werden können.:Inhaltsverzeichnis 3 Abkürzungsverzeichnis 7 1. Einleitung 8 1.1 Einblick in die Geschichte der chirurgischen Simulation 8 1.2 Entwicklung chirurgischer Simulatoren 9 1.3 Einsatz der Laparoskopie-Simulatoren in der heutigen chirurgischen Ausbildung 11 1.4 Übertragbarkeit von Fähigkeiten in der minimal invasiven Chirurgie 13 1.5 Laparoskopische Appendektomie und Cholezystektomie 17 1.5.1 Laparoskopische Appendektomie 17 1.5.2 Laparoskopische Cholezystektomie 18 1.6 Sonstige Aspekte des Trainings 19 1.6.1 Kriterien-basiertes Training 19 1.6.2 Betreuerfeedback 19 1.6.3 Leistung unter Beobachtung 20 1.6.4 Leistung unter Simulationsbedingungen 20 1.6.5.1 Schlafdauer 20 1.6.5.2 Kaffeekonsum 21 1.6.5.3 Motivation 21 1.6.5.4 Erfahrung mit Videospielen 22 2. Materialen und Methoden 23 2.1 Fragestellung 23 2.2 Ablauf der MIC Studie 24 2.3. Probandenrekrutierung 25 2.4 Lap Mentor von Simbionix (3D Systems) 27 2.5 Trainingsprotokolle am VRT-Simulator 28 2.5.1 Organisatorische Aspekte 28 2.5.2 Leistungsfeedback am VRT-Simulator 28 2.5.3 Training der Basis-Fertigkeiten (Basic Skills Training) 29 2.5.3.1 Peg Transfer 31 2.5.3.2 Clipping and Grasping 32 2.5.3.3 Electrocautery 33 2.5.3.4 Cutting 34 2.5.3.5 Pattern Cutting: Training Gauze 35 2.5.4 Training der Appendektomie Prozedur 36 2.5.5 Training der Cholezystektomie Prozedur 39 2.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad 43 2.6 Statistische Auswertung 44 3. Ergebnisse 45 3.1. Zusammenfassung der Probandencharakteristiken 45 3.2 Alter und Geschlecht der Probanden 45 3.3 Fragebogen 46 3.3.1 Schlaf 46 3.3.2 Kaffeekonsum 48 3.3.3 Motivation 49 3.3.4 Erfahrung mit Videospielen 50 3.3.5 Einflussfaktoren auf das Basistraining 50 3.4 Allgemeine Ergebnisse des Trainings am VRT Simulator 51 3.5 Ergebnisse des Trainings der Basis-Fertigkeiten 52 3.5.1 Peg Transfer 52 3.5.2 Clipping and Grasping 53 3.5.3 Electrocautery 54 3.5.4 Cutting 55 3.5.5 Pattern Cutting (Test Gauze) 56 3.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Basis-Übungen 57 3.5.7. Zeitbedarf für das Erreichen der Könner-Kriterien 59 3.6 Ergebnisse des Appendektomie Trainings 60 3.7 Ergebnisse der Cholezystektomie Komplettprozedur 61 3.7.1 Geschwindigkeit 61 3.7.2 Sicherheitskriterien 62 3.7.2.1 Anzahl lebensbedrohlicher Komplikationen 62 3.7.2.2 Sichere Kauterisation 63 3.7.2.3 Anzahl verlorener Clips 63 3.7.2.4 Anzahl der Leberperforationen 64 3.7.2.5 Anzahl nicht kauterisierter Blutungen 64 3.7.3 Effizienz Kriterien 64 3.7.3.1 Anzahl der Instrumentenbewegungen 64 3.7.3.2 Gesamtstrecke der Instrumente 65 3.7.4 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Cholezystektomie 65 3.7.5 Zeit für Basis Training und Cholezystektomie Parameter 65 4. Diskussion 67 4.1 Der Begriff des Übertragungsphänomens in Sportwissenschaften und seine Anwendbarkeit auf die laparoskopischen Fertigkeiten 67 4.2 Übertragbarkeit von Fertigkeiten zwischen virtueller Appendektomie und Cholezystektomie und Vergleich mit anderen Studien 74 4.3 Exploration zweitrangiger Fragestellungen 78 4.4 Vergleich zentraler Tendenzen der Cholezystektomie-Parameter mit Hersteller-Kriterien und externen Studien 79 4.5 Schlussfolgerungen aus dem Training der Basis-Fertigkeiten 81 4.6 Schlussfolgerungen aus dem Appendektomie Training 82 4.7 Schlussfolgerungen aus dem Cholezystektomie Training 83 4.8 Empfehlungen für das Ausbildungscurriculum an einem VR Simulator 85 4.9 Vorschlag für das Anfängertraining an einem VRT Simulator 91 4.10 Limitierungen der Arbeit 92 4.11 Ausblick 93 5. Zusammenfassung 94 5.1 Summary 96 6. Literatur 98 6.1 Abbildungsverzeichnis 106 6.2 Tabellenverzeichnis 108 7. Anhang 109 7.1 Probandenrandomisierung 109 7.2 Probandeninformationsblatt 110 7.3 Einwilligungserklärung 112 7.4 Beispiel Teilnahmebescheinigung 114 7.5 Zusammenfassung der aufgetretenen Softwarefehler am Lap Mentor II 115 8. Danksagung 116 9. Eigenständigkeitserklärung 117 Anlage 1 118 Anlage 2 120 / Background: Simulation of important surgical procedures and techniques has been practiced since ancient times. Plants, human and animal cadavers, dolls and phantoms have served this purpose for hundreds of years. However, the 21st century is characterized by virtual reality and there are also many technical innovations in the field of surgery. The first virtual simulation possibilities appeared on the market in the 20th century. Initially only black and white, rudimentary and only suggestively similar to a real situation in the operating room, today's simulators convince with fast processors, qualitative graphical representation and haptic feedback. The simulator itself becomes an object of research. At last, questions can be investigated in simulation conditions that were previously neither ethically nor technically possible under operating conditions. Hypothesis: Between 2016 and 2017, at the VTG clinic of the Carl Gustav Carus University Hospital of the TU Dresden a study using a surgical simulator for virtual reality took place. The question investigated was the transferability of skills between two laparoscopic procedures: appendectomy and cholecystectomy. Methods: 44 students from the 3rd to 6th year of study were recruited and randomly divided into two groups. Both groups initially practiced the basic exercises until certain criteria were met. Afterwards, the first group practiced virtual appendectomy and then virtual cholecystectomy. The second group immediately moved on to cholecystectomy training. In both groups, three repetitions of the complete cholecystectomy were completed in the end. Speed, safety parameters such as complications that occurred and efficiency parameters of the instruments were compared. Furthermore, the possible influence of sleep behavior, caffeine consumption and experience with video games on simulator performance was investigated. Results: In the statistical analysis, the first group showed a significant reduction in the efficiency parameters such as instrument movements and distance travelled. Other values like speed and safety parameters were similar within two groups. There was no correlation between sleep behavior, caffeine consumption and experience with video games and simulator performance. Conclusion: The study showed only a partial skill transfer between laparoscopic appendectomy and cholecystectomy. The reasons are the different key moments that require the mastery of procedure-specific techniques. These must be practiced separately for each procedure. However, the improvement of fine motor skills indicates, that by training an additional modality a skill transfer nevertheless took place to a certain degree and that advantages, especially in the economy of movement, were gained.:Inhaltsverzeichnis 3 Abkürzungsverzeichnis 7 1. Einleitung 8 1.1 Einblick in die Geschichte der chirurgischen Simulation 8 1.2 Entwicklung chirurgischer Simulatoren 9 1.3 Einsatz der Laparoskopie-Simulatoren in der heutigen chirurgischen Ausbildung 11 1.4 Übertragbarkeit von Fähigkeiten in der minimal invasiven Chirurgie 13 1.5 Laparoskopische Appendektomie und Cholezystektomie 17 1.5.1 Laparoskopische Appendektomie 17 1.5.2 Laparoskopische Cholezystektomie 18 1.6 Sonstige Aspekte des Trainings 19 1.6.1 Kriterien-basiertes Training 19 1.6.2 Betreuerfeedback 19 1.6.3 Leistung unter Beobachtung 20 1.6.4 Leistung unter Simulationsbedingungen 20 1.6.5.1 Schlafdauer 20 1.6.5.2 Kaffeekonsum 21 1.6.5.3 Motivation 21 1.6.5.4 Erfahrung mit Videospielen 22 2. Materialen und Methoden 23 2.1 Fragestellung 23 2.2 Ablauf der MIC Studie 24 2.3. Probandenrekrutierung 25 2.4 Lap Mentor von Simbionix (3D Systems) 27 2.5 Trainingsprotokolle am VRT-Simulator 28 2.5.1 Organisatorische Aspekte 28 2.5.2 Leistungsfeedback am VRT-Simulator 28 2.5.3 Training der Basis-Fertigkeiten (Basic Skills Training) 29 2.5.3.1 Peg Transfer 31 2.5.3.2 Clipping and Grasping 32 2.5.3.3 Electrocautery 33 2.5.3.4 Cutting 34 2.5.3.5 Pattern Cutting: Training Gauze 35 2.5.4 Training der Appendektomie Prozedur 36 2.5.5 Training der Cholezystektomie Prozedur 39 2.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad 43 2.6 Statistische Auswertung 44 3. Ergebnisse 45 3.1. Zusammenfassung der Probandencharakteristiken 45 3.2 Alter und Geschlecht der Probanden 45 3.3 Fragebogen 46 3.3.1 Schlaf 46 3.3.2 Kaffeekonsum 48 3.3.3 Motivation 49 3.3.4 Erfahrung mit Videospielen 50 3.3.5 Einflussfaktoren auf das Basistraining 50 3.4 Allgemeine Ergebnisse des Trainings am VRT Simulator 51 3.5 Ergebnisse des Trainings der Basis-Fertigkeiten 52 3.5.1 Peg Transfer 52 3.5.2 Clipping and Grasping 53 3.5.3 Electrocautery 54 3.5.4 Cutting 55 3.5.5 Pattern Cutting (Test Gauze) 56 3.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Basis-Übungen 57 3.5.7. Zeitbedarf für das Erreichen der Könner-Kriterien 59 3.6 Ergebnisse des Appendektomie Trainings 60 3.7 Ergebnisse der Cholezystektomie Komplettprozedur 61 3.7.1 Geschwindigkeit 61 3.7.2 Sicherheitskriterien 62 3.7.2.1 Anzahl lebensbedrohlicher Komplikationen 62 3.7.2.2 Sichere Kauterisation 63 3.7.2.3 Anzahl verlorener Clips 63 3.7.2.4 Anzahl der Leberperforationen 64 3.7.2.5 Anzahl nicht kauterisierter Blutungen 64 3.7.3 Effizienz Kriterien 64 3.7.3.1 Anzahl der Instrumentenbewegungen 64 3.7.3.2 Gesamtstrecke der Instrumente 65 3.7.4 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Cholezystektomie 65 3.7.5 Zeit für Basis Training und Cholezystektomie Parameter 65 4. Diskussion 67 4.1 Der Begriff des Übertragungsphänomens in Sportwissenschaften und seine Anwendbarkeit auf die laparoskopischen Fertigkeiten 67 4.2 Übertragbarkeit von Fertigkeiten zwischen virtueller Appendektomie und Cholezystektomie und Vergleich mit anderen Studien 74 4.3 Exploration zweitrangiger Fragestellungen 78 4.4 Vergleich zentraler Tendenzen der Cholezystektomie-Parameter mit Hersteller-Kriterien und externen Studien 79 4.5 Schlussfolgerungen aus dem Training der Basis-Fertigkeiten 81 4.6 Schlussfolgerungen aus dem Appendektomie Training 82 4.7 Schlussfolgerungen aus dem Cholezystektomie Training 83 4.8 Empfehlungen für das Ausbildungscurriculum an einem VR Simulator 85 4.9 Vorschlag für das Anfängertraining an einem VRT Simulator 91 4.10 Limitierungen der Arbeit 92 4.11 Ausblick 93 5. Zusammenfassung 94 5.1 Summary 96 6. Literatur 98 6.1 Abbildungsverzeichnis 106 6.2 Tabellenverzeichnis 108 7. Anhang 109 7.1 Probandenrandomisierung 109 7.2 Probandeninformationsblatt 110 7.3 Einwilligungserklärung 112 7.4 Beispiel Teilnahmebescheinigung 114 7.5 Zusammenfassung der aufgetretenen Softwarefehler am Lap Mentor II 115 8. Danksagung 116 9. Eigenständigkeitserklärung 117 Anlage 1 118 Anlage 2 120

Einleitung: Die Diagnostik und Behandlung des Kryptorchismus stellt in der Pferdemedizin ein häufig vorkommendes Aufgabenfeld dar. Sowohl für die Diagnostik als auch für die Therapie existieren unterschiedliche Methoden, die in der Literatur kontrovers diskutiert werden. Studien, in denen Diagnostik und Therapie gemeinsam untersucht wurden, existieren bisher nicht. Bei der Auswahl der Methoden sollte Berücksichtigung finden, dass diese komplikationsarm sind, einen angemessenen Kosten-Nutzen-Aufwand bedingen und dass die vollständige Kastration nur einer Operation bedarf. Zur Vermeidung von Zweitoperationen oder der Konversion der Operationstechnik ist eine exakte präoperative Diagnostik notwendig. Ziele der Untersuchung: Das Ziel der Studie ist die wissenschaftliche Aufarbeitung der in der Klinik für Pferde der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig vorgestellten Kryptorchiden hinsichtlich Diagnostik und Therapie. Dabei wurden folgende Hypothesen geprüft: 1. Unter Nutzung der transkutanen sonographischen Untersuchung ist eine verlässliche Lokalisation maldescenter Hoden möglich und 2. Die laparoskopische Kryptorchektomie unter Allgemeinanästhesie ist eine sichere Methode zur Entfernung abdominaler Hoden und hinsichtlich der Morbidität vergleichbar mit der Entfernung inguinaler Hoden auf konventionellem Weg. Tiere, Material und Methoden: In einer retrospektiven Studie wurden die Patientendaten von Tieren, die in den Jahren 2008 bis 2019 zur Kryptorchektomie vorgestellt wurden, ausgewertet. In die Untersuchungen wurden folgende Daten einbezogen: Signalement, Vorbericht, Befunde der palpatorischen, rektalen und sonographischen Untersuchung. Die sonographischen Untersuchungen fanden mit einem für die rektale Untersuchung verwendbaren Linearschallkopf (7,5 MHz) statt. Weiterhin wurden die Ergebnisse der Hormonuntersuchung, Lokalisation der entfernten Hoden, Chirurg, chirurgische Technik, Dauer der Chirurgie, Erfolg des operativen Eingriffes, Ergebnis der histologischen Untersuchung, perioperative Gabe von Medikamenten, intraoperative und postoperative Komplikationen, Dauer und Kosten des Klinikaufenthaltes sowie Spätkomplikationen betrachtet. Die statistische Auswertung erfolgte mittels Mathematica (Version 12.0, Wolfram Research Inc., Champaign, IL, USA). Die Überprüfung der Daten auf Normalverteilung erfolgte mit dem Shapiro-Wilk-Test. Gruppenvergleiche erfolgten mittels Mann-Whitney-Test. Es wurden Vierfeldertafeln erstellt und Sensitivität, Spezifität, Positiver und Negativer Vorhersagewert sowie die zugehörigen 95 %-Konfidenzintervalle berechnet. Zusammenhänge von dichotomen Variablen wurden mit dem Fisher`s exaktem Test, Häufigkeiten mittels Fisher`s exaktem Test für 1 x 2 Tabellen untersucht. Das Signifikanzniveau für alle Tests wurde mit p <0,05 festgelegt. Ergebnisse: 86 Pferde erfüllten die formulierten Einschlusskriterien. Unter den Rassen war das Deutsche Sportpferd mit 32 Tieren am häufigsten vertreten, was der Verteilung der Klinikpopulation entspricht. Neben weiteren Großpferderassen wurden auch drei Shetlandponys sowie zwei Esel in die Studie eingeschlossen. Das Alter der Tiere betrug im Median 2 Jahre und das Gewicht der Tiere im Durchschnitt 414,76 kg. Die Mehrzahl der Pferde (73/86; 84,9 %) wurde als Kryptorchiden ohne Voroperation überwiesen. Hormonuntersuchungen fanden in 7 % der Fälle statt. Die rektale Untersuchung wurde lediglich bei 3,5 % der Tiere vorgenommen und führte zu unklaren Ergebnissen. Bei allen Pferden erfolgte eine transkutane sonographische Untersuchung. Die sonographische Untersuchung war bezüglich inguinaler Hoden deutlich sensitiver als die palpatorische Untersuchung (97,96 % vs. 61,22 %). Die Diagnose abdominaler Kryptorchismus wurde gestellt, wenn der Hoden im Abdomen mittels transkutaner Sonographie auffindbar war oder wenn er inguinal nicht darstellbar war und keine Operationsnarbe vorlag. Auf diese Weise konnte bei 97,6 % der Tiere eine korrekte präoperative Diagnose gestellt und das geeignete operative Verfahren bestimmt werden. Bei Außerachtlassung der Shetlandponys und Esel wurde zu 100 % eine richtige präoperative Diagnose gestellt. Die operative Diagnose war in 36 Fällen ein abdominaler und in 49 Fällen ein inguinaler Kryptorchismus. Bei einem Pferd wurde die Diagnose Monorchismus gestellt. Insgesamt wurden an den 86 Pferden 89 chirurgische Eingriffe für die vollständige Kryptorchektomie oder die abschließende Diagnosestellung vorgenommen. Beim inguinalen Kryptorchismus erfolgte der chirurgische Zugang über einen Schnitt im Bereich des äußeren Leistenringes. Die abdominalen Hoden wurden auf laparoskopischem Weg entfernt, wobei die Operation bei 37 Tieren unter Allgemeinanästhesie und bei einem Pferd im Stehen vorgenommen wurde. Die Operationszeiten betrugen im Median beim inguinalen Kryptorchismus 17 Minuten (IQR = 5) und beim abdominalen Kryptorchismus 30 Minuten (IQR = 10). Der Unterschied der Operationszeiten war signifikant (p ≤ 0,001). Die Zahl der Komplikationen betrug bei den Minor-Komplikationen 15,1 % und bei den Major-Komplikationen 1,2 %. Kein Pferd verstarb oder musste euthanasiert werden. Zwei Pferde mussten nach dem Klinikaufenthalt weiter tierärztlich behandelt werden. Es bestand kein signifikanter Unterschied bei den Komplikationen zwischen der Kryptorchektomie von inguinalen und abdominalen Hoden. Die Dauer des postoperativen stationären Klinikaufenthaltes war für die Tiere mit inguinalem Kryptorchismus signifikant (p = 0,002) kürzer. Pferde mit inguinalem Kryptorchismus verblieben im Median 2 Tage (IQR = 1) und Tiere mit abdominalem Kryptorchismus 3 Tage (IQR = 1) stationär in der Klinik. Schlussfolgerungen: Mit Hilfe der transkutanen sonographischen Untersuchung ist eine verlässliche Lokalisation maldescenter Hoden möglich. Die Notwendigkeit von Zweitoperationen oder die Konversionen der Operationstechnik ist bei der beschriebenen präoperativen Diagnostik mit den daraus bedingten chirurgischen Zugängen zufriedenstellend gering. Die laparoskopische Kryptorchektomie unter Allgemeinanästhesie stellt ein sicheres risikoarmes Verfahren zur Behandlung des abdominalen Kryptorchismus dar.

Hintergrund: Die Verletzung eines großen, venösen Gefäßes während eines lapa-roskopischen Eingriffs könnte die Entstehung einer fulminanten Gasembolie begüns-tigen. Die Verwendung von Helium als Insufflationsgas könnte aufgrund der geringen Löslichkeit ein deutlich erhöhtes Auftreten klinisch relevanter Gasembolien verursa-chen. Methodik: Bei insgesamt 20 Versuchstieren wurde unter Verwendung von CO2 [n=10] oder Helium [n=10)] als Insufflationsgase die Vena Cava inferior laparoskopisch inzi-diert. Nach 30 Sekunden wurde die Vene abgeklemmt, die Inzision laparoskopisch genäht und die Vene wieder geöffnet. Perioperativ wurden kontinuierlich Herzfre-quenz (HF), mittlerer arterieller Blutdruck (MAP), pulmonal arterieller Druck (PAP), pulmonal arterieller Verschlußdruck (PAWP), zentralvenöser Druck (ZVD), endexspi-ratorisches CO2 (ETCO2), Herzminutenvolumen (HMV), arterielle Blutgase (pH, Pa-CO2, PaO2) und arterielle Sauerstoffsättigung bestimmt. Ergebnisse: Die Letalität betrug 0% (mittlerer Blutverlust CO2, 157±50 ml; Helium, 173±83 ml). HMV und MAP zeigten in beiden Gruppen nach Inzision der Vene einen Abfall, der jedoch nach kurzer Zeit wieder vollständig kompensiert wurde. Das en-dexspiratorische CO2 stieg signifikant nach Beginn der CO2 Insufflation an (p / Background: Injury of venous vessels during elevated intraperitoneal pressure is thought to cause possible fatal gas embolism, and helium may be dangerous be-cause of its low solubility. Methods: Twenty pigs underwent laparoscopy with either CO2 (n=10) or helium (n=10) with a pressure of 15 mmHg and standardized lacera-tion (1 cm) of the vena cava inferior. After 30 s, the vena cava was clamped, closed endoscopically by a running suture and unclamped again. During the procedure changes of cardiac output (CO), heart rate (HR), mean arterial pressure (MAP), cen-tral venous pressure (CVP), pulmonary artery pressure (PAP), pulmonary artery wedge pressure (PAWP), end tidal CO2 pressure (PETCO2), and arterial blood gas analyses (pH, pO2 and pCO2) were investigated. Results: No animal died during the experimental course (mean blood loss during laceration: CO2, 157±50 ml; helium, 173±83 ml). MAP and CO values showed a decrease after laceration of the vena cava in both groups that had already been completely compensated for before sutur-ing. PETCO2 increased significantly after CO2 insufflation (P

Hintergrund: In einer Vielzahl von Tierexperimenten konnte gezeigt werden, dass malignes Wachstum nach Laparotomie deutlich gesteigert sein kann. Die Mechanismen, welche dieser Beobachtung zugrunde liegen sind bisher nur ungenügend erforscht. Die Schwere des chirurgischen Traumas durch Verletzung der Bauchwand kann mit postoperativer pulmonarer Dysfunktion korrelieren und Änderungen im Hämostasesystem hervorrufen. Durch diese Beeinflussung von Organsystemen und funktionellen Systemen könnten intra- und/ oder postoperativ Bedingungen entstehen, welche das Wachstum pulmonaler, hämatogener Metastasen begünstigen. Die Hypothesen der vorliegenden Studie waren: (a) eine Reduktion des chirurgischen Traumas und (b) die Induktion einer spezifischen Immunantwort gegen die malignen Zellen führen zu einer signifikant geringeren pulmonalen Metastasierung. Beide Hypothesen wurden im Tiermodel getestet. Die Tumorzellen wurden intravenös verabreicht und bildeten pulmonale Metastasen. Methodik: In Studie 1 wurde die Inzidenz von Lungenmetastasen nach Laparotomie (OP) oder Anlage eines CO2 Pneumoperitoneums bestimmt. Insgesamt 60 Tiere wurden in 3 Gruppen aufgeteilt (n=20/Gruppe): Kontroll-Gruppe, Laparoskopie-Gruppe und Laparotomie-Gruppe. 1 x 105 TA3Haushka Adenocarcinom-Zellen wurden direkt im Anschluss an den Eingriff intravenös verabreicht. In Studie 2 wurde die Wirkung einer perioperativen Immunstimulation auf die Entstehung pulmonaler Metastasen untersucht. Insgesamt 100 Tiere wurden in 5 Gruppen aufgeteilt (n=20/Gruppe): Kontroll-Gruppe, Laparotomie-Gruppe (OP), OP + Monophosphoryl Lipid A (MPLA), OP + lysierte Tumorzellen (LTC), OP + MPLA + LTC. Das Vakzine bestand aus 5 x 105 lysierten TA3Ha Tumorzellen (LTC) und wurde fünfmal präoperativ und einmal postoperativ verabreicht. Monophosphoryl Lipid A, ein nichttoxisches Lipopolysaccharid-Derivat wurde in der OP + MPLA Gruppe als Immunstimulans und in der OP + MPLA + LTC Gruppe als Adjuvans verwendet. Allen Versuchstieren wurden analog zu Studie 1 105 TA3Haushka Adenocarcinom-Zellen direkt im Anschluss an den Eingriff verabreicht. Am 14. postoperativen Tag wurden die Tiere getötet, die Lungen entnommen und die Anzahl der pulmonalen Metastasen bestimmt. Ergebnisse: Studie1: Verglichen mit der Kontroll- und Laparoskopie-Gruppe entwickelten die Tiere der Laparotomie-Gruppe signifikant mehr Lungenmetastasen. Zwischen Kontroll- und Laparoskopie-Gruppe bestand kein statistischer Unterschied. Studie 2: Die Tiere der OP + LTC Gruppe und OP + LTC + MPLA Gruppe zeigten signifikant weniger pulmonale Metastasen im Vergleich zur OP Gruppe allein. Nur 30% der Tiere der OP + LTC + MPLA Gruppe entwickelten Lungentumoren. Im Gegensatz dazu traten bei 100% der Tiere der OP Gruppe Lungenmetastasen auf. Zusammenfassung: Das operative Trauma einer Laparotomie war assoziiert mit einer deutlich gesteigerten Inzidenz pulmonaler Metastasen. Die Induktion einer spezifischen Immunantwort gegen die intravenös verabreichten Tumorzellen bewirkte eine deutlich geringere Anzahl pulmonaler Metastasen. / Background: Subcutaneous tumor growth and establishment is increased after laparotomy; significantly smaller increases have been noted after CO2pneumoperitoneum (CO2 pneumo). Less is known about the impact of surgery on the fate of blood borne tumor cells. The extent of surgical abdominal wall trauma also correlates with the extent of early postoperative pulmonary dysfunction and changes of the haemostasis. These changes may favor lung metastases (mets) formation. This study's hypotheses were: (a) a reduction in surgical trauma or (b) a specific immune up-regulation would limit lung mets formation. An intravenous tumor cell injection lung met model was used to test these hypotheses. Methods: Study 1 determined the incidence of lung mets after sham laparotomy (OP) and CO2 pneumo. Three groups were studied (n=25/group): Anesthesia control (AC), CO2 pneumo, and OP. 1 x 105 TA3Haushka adenocarcinoma cells were inoculated via tail vein injection into all mice immediately after surgery. Study 2 determined the impact of perioperative immunomodulation on lung mets formation. Five groups were studied (n=20/group): AC, OP, OP + Monophosphoryl Lipid A (MPLA), OP + lysed tumor cells (LTC), or OP + MPLA + LTC. The vaccine consisted of 5 x 105 lysed TA3Ha tumor cells (LTC) and was given 5 times preop and once postop to the vaccine groups. MPLA, the nontoxic moiety of lipopolysaccharide, was used both as a vaccine adjuvant in the OP + MPLA + LTC group and as a nonspecific perioperative immune up-regulator in the OP + MPLA group. Five periop injections of MPLA were given to the OP + MPLA group. All mice were given tail vein injections of tumor cells after surgery. Fourteen days after surgery all mice were sacrificed, the lungs transected en bloc, and India ink injected into the trachea. The lungs were placed in Fekete's solution to counterstain the tumor foci white. The number of surface lung metastases was determined by two blinded observers, separately. Results: In Study 1, there were significantly more lung tumors in the OP group than the AC group or the CO2 Pneumo group.There were no significant differences in the number of metastases between the AC and the CO2 Pneumo groups or in the incidence of animals in each group with 1 or more lung mets. In Study 2 significantly fewer metastases were noted for the Op + LTC group and the OP + LTC + MPLA group when compared to the OP group. Significantly fewer of the OP + LTC + MPLA group mice developed one or more lung tumors than in the OP, OP + MPLA, and the OP + LTC groups. Conclusions: Full sham laparotomy was associated with more postoperative lung metastases than CO2 pneumo or anesthesia alone in this murine model. Up-regulation of the immune system in the perioperative period with lysed tumor cells, alone or in combination with MPLA, resulted in significantly fewer postoperative lung metastases.

Der Operationssaal ist ein hochkomplexes System mit dem Ziel patientenindividuelle Therapien zum Erfolg zu führen. Schwerpunkt dieser Arbeit ist der Arbeitsablauf des Chirurgen. Ein chirurgischer Prozess beinhaltet die durchgeführten Arbeitsschritte des Operateurs während eines Eingriffffs. Der protokollierte chirurgische Prozess ist Ausgangspunkt der Untersuchungen. Es wurde eine Methodik entwickelt, die mit statistischen und standardisierten Verfahren Unterschiede zwischen dem Ablauf verschiedener chirurgischer Prozesse messen kann. Dazu wurden die vier Distanzmaße Jaccard, Levenshtein, Adjazenz und Graphmatching auf chirurgische Prozesse angewandt. Eine Evaluation anhand von Daten einer Trainingsstudie zur Untersuchung laparoskopischer Instrumente in der minimalinvasiven Chirurgie bildet die Grundlage zur Bestimmung von Levenshteindistanz und Adjazenzdistanz als die Maße, die optimal geeignet sind Unterschiede zwischen chirurgen Prozessen zu messen. Die Retrospektivität der Distanzanalyse wird aufgehoben indem folgende Hypothese untersucht wird: Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Distanz zur Laufzeit eines chirurgischen Eingriffs mit der Distanz nach kompletten Ablauf des Eingriffs. Die Hypothese konnte bestätigt werden. Der Zusammenhang zwischen Prozessablauf und Qualität des Prozessergebnisses wird mit folgender Hypothese untersucht: Je größer die Distanz eines chirurgischen Prozesses zum Best Practice, desto schlechter ist das Prozessergebnis. In der Chirurgie ist der Best Practice der chirurgische Prozess, der als die beste Prozedur angesehen wird, um das angestrebte Therapieziel zu erreichen. Auch diese Hypothese konnte bestätigt werden. Die Anwendung der Distanzmaße in der klinischen Praxis erfolgte beispielhaft an Eingriffffen aus der Neurochirurgie (zervikale Diskektomie) und der HNO (Neck Dissection). Insgesamt wurde mit der in dieser Arbeit dargelegten grundlegenden Methodik der Distanzmaße bei der Analyse chirurgischer Prozesse ein Grundstein für vielfältige weitere Untersuchungen gelegt.

Der Operationssaal ist ein hochkomplexes System mit dem Ziel patientenindividuelle Therapien zum Erfolg zu führen. Schwerpunkt dieser Arbeit ist der Arbeitsablauf des Chirurgen. Ein chirurgischer Prozess beinhaltet die durchgeführten Arbeitsschritte des Operateurs während eines Eingriffffs. Der protokollierte chirurgische Prozess ist Ausgangspunkt der Untersuchungen. Es wurde eine Methodik entwickelt, die mit statistischen und standardisierten Verfahren Unterschiede zwischen dem Ablauf verschiedener chirurgischer Prozesse messen kann. Dazu wurden die vier Distanzmaße Jaccard, Levenshtein, Adjazenz und Graphmatching auf chirurgische Prozesse angewandt. Eine Evaluation anhand von Daten einer Trainingsstudie zur Untersuchung laparoskopischer Instrumente in der minimalinvasiven Chirurgie bildet die Grundlage zur Bestimmung von Levenshteindistanz und Adjazenzdistanz als die Maße, die optimal geeignet sind Unterschiede zwischen chirurgen Prozessen zu messen. Die Retrospektivität der Distanzanalyse wird aufgehoben indem folgende Hypothese untersucht wird: Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Distanz zur Laufzeit eines chirurgischen Eingriffs mit der Distanz nach kompletten Ablauf des Eingriffs. Die Hypothese konnte bestätigt werden. Der Zusammenhang zwischen Prozessablauf und Qualität des Prozessergebnisses wird mit folgender Hypothese untersucht: Je größer die Distanz eines chirurgischen Prozesses zum Best Practice, desto schlechter ist das Prozessergebnis. In der Chirurgie ist der Best Practice der chirurgische Prozess, der als die beste Prozedur angesehen wird, um das angestrebte Therapieziel zu erreichen. Auch diese Hypothese konnte bestätigt werden. Die Anwendung der Distanzmaße in der klinischen Praxis erfolgte beispielhaft an Eingriffffen aus der Neurochirurgie (zervikale Diskektomie) und der HNO (Neck Dissection). Insgesamt wurde mit der in dieser Arbeit dargelegten grundlegenden Methodik der Distanzmaße bei der Analyse chirurgischer Prozesse ein Grundstein für vielfältige weitere Untersuchungen gelegt.