Die Laparoskopischen Operationsverfahren haben sich einen festen Platz im operativen Spektrum der Urologie erobert. Unstrittig ist ihr Einsatz im Rahmen der Therapie nicht maligner Erkrankungen, wie Hodensuche, Nephrektomie, Adrenalektomie oder der plevinen Lymphadenektomie. Hier kommen die entscheidenden Vorteile der Laparoskopie, eine deutlich reduzierte intra- und postoperative Morbidität im Vergleich zu den konventionell offenen Operationen mit kürzerer Krankenhausverweildauer und schnellerer Rekonvaleszens zum Tragen. Auch geringere postoperative Schmerzen, ein besseres kosmetisches Ergebnis und schnellere Rückkehr zum Alltagsleben sind Gründe, weshalb Patienten laparoskopische Techniken gegenüber konventionell offenen Operationen bevorzugen. Noch Gegenstand der Diskussion in der Deutschen Urologie ist der Einsatz der Laparoskopie in der Therapie urologischer Tumoren. Akzeptiert ist die laparoskopische radikale Tumornephrektomie, wohingegen Operationen wie die laparoskopische retropertioneale Lymphadenektomie, die laparoskopische Nierenteilresektion, die laparoskopische radikale Prostatektomie oder die Zystektomie mit Harnableitung teilweise als experimetell angesehen werden. Unsere bisherigen Erfahrungen mit diesen Eingriffen zeigen jedoch, dass die onkologischen Ergebnisse durch die Anwendung der Laparoskopie nicht kompromitiert werden. Auch die funktionellen Resultate nach laparoskopischer Prostatektomie oder Zystektomie mit Harnableitung sind überzeugend und mit denen nach konventionell offener Operation vergleichbar. Langzeitergebnisse bleiben jedoch abzuwarten. Die mit der Laparoskopie verbundene geringere Invasivität und das geringere perioperative Trauma führen zu einer weniger ausgeprägten postoperativen Immundepression. Möglicherweise führt das zu besseren Überlebensraten. Sollte sich diese Theorie bestätigen würde das den Stellenwert der Laparoskopie bei der Behandlung maligner Erkrankungen in der Urologie nachhaltig verändern. Nach wie vor sind der überwiegende Teil urologisch laparoskopischer Operationen mit einer steilen Lernkurve verbunden. Das unkritische Ausüben laparoskopischer Operationen führt zu einer unnötig hohen Komplikationsrate. Einem stufenweisen Ausbildungsprogramm mit schrittweiser Annäherung an technisch komplizierte Manöver muß grösste Aufmerksamkeit geschenkt werden. Mit der technischen Weiterentwicklung und der Integration von Manipulatoren und Robotern wird die Erlernbarkeit und Reproduzierbarkeit von komplexen und komplizierten laparoskopischen Eingriffen erleichtert. Dieser Entwicklung gehört die Zukunft in der minimal invasiven Chirurgie. / In the last 10 years, laparoscopic surgery became an accepted alternative in the treatment of urological diseases. In many situations such as undescended testes, simple nephrectomy, adrenalectomy, and pelvic lymph node dissection, the laparoscopic approach is often the standard of care. Advantages of the laparoscopic approach include reduced peri-operative morbidity, reduced post-operative pain, shorter hospital stay, shorter recovery time after hospital discharge, superior cosmesis, and faster return to work. In the field of urological malignancies, however, laparoscopy is controversial. Laparoscopic radical nephrectomy for renal cell carcinoma is an accepted oncologic procedure. However, laparoscopic approaches to procedures such as retroperitoneal lymph node dissection for testicular cancer, partial nephrectomy, radical prostatectomy and radical cystectomy with urinary diversion are still considered experimental. Our experiences so far with these kinds of procedures have shown that the use of the laparoscopic approach does not compromise the oncological results. Even the functional results after laparoscopic prostatectomy or urinary diversions are comparable with those after conventional open surgery. Long-term follow up, of course, is needed for any final judgements. The minimal invasiveness of the laparoscopic approach together with the reduced trauma of the surgery may translate into reduced postoperative depression of the immune system. This finding might have the potential to benefit the long-term survival of cancer patients. If this theory were confirmed, it would change the role of laparoscopy as a treatment option for urologic malignancies. Unfortunately, most urologic laparoscopic procedures are associated with a steep learning curve, and any haphazard or overzealous use of laparoscopic techniques will cause unnecessarily high complication rates. Therefore, a step-by-step learning program will be crucial for surgeons to become proficient with complicated urologic laparoscopic procedures. With technical advances, we can expect the introduction of manipulators and robots in the field that will improve the learning and execution of complex laparoscopic cases. Surgical robots may, indeed, become the future of minimally invasive surgery.

Der chronische Unterbauchschmerz stellt den behandelnden Arzt vor erhebliche differentialdiagnostische Probleme. Die vorgestellte Studie soll den Wert der Laparoskopie im diagnostischen Konzept aufzeigen. Dazu führten wir zwischen Oktober 1993 und Juni 1998 bei 100 Patienten mit der klinischen Diagnose «chronischer Unterbauchschmerz» eine Laparoskopie durch. Bei 14 Patienten ließ sich ein morphologisches Korrelat unabhängig von der Appendix finden. 86 Patienten wurden appendektomiert, wobei die histologische Untersuchung des Präparats in 82 Fällen (95,3%) einen pathologischen Befund aufwies. 80 Patienten (93%) blieben auch während der Nachuntersuchungen beschwerdefrei. Die Laparoskopie stellt ein sicheres Verfahren zur Diagnostik und Behandlung chronischer Unterbauchschmerzen dar. Bei fehlendem Korrelat für die Beschwerden sollte in gleicher Sitzung die laparoskopische Appendektomie durchgeführt werden. / The differential diagnosis chronic lower abdominal pain can be problematic, and this symptom may lead to several diagnostic procedures. The purpose of this study was to evaluate the usefulness of laparoscopy in the diagnostic concept. From October 1993 to June 1998 we performed 100 laparoscopies in patients with chronic or recurrent lower abdominal pain. In 14 patients we found a substrate for the reported pain, which was independent of the appendix. In 86 patients we performed an appendectomy. In 62 of the specimens (95.3%) the histological study showed pathological findings. 80 patients (93%) reported no further complaints during follow-up. Laparoscopy is a safe procedure for diagnostics and treatment of patients with chronic lower abdominal pain. If no other explanation for the symptoms is found, laparoscopic appendectomy should be performed. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Introduction: The main goal of our work was to compare the diagnostic accuracy of ultrasound examination and magnetic resonance imaging (MRI) in the assessment of deep endometriosis in the pelvis. Our second aim was to establish a learning curve of a sonographer and a radiologists (non-experts). As an introduction to the subject we have published 3 reviews on the diagnosis and one narrative review on the classification systems in the evaluation of endometriosis has been submitted for publication. Methodology: Reviews were written as narrative reviews based on PubMed search and scientific societies recommendations. We have offered participation to all patients in the endometriosis centre with high suspicion of deep endometriosis, who then underwent examination by ultrasound and MRI by expert and non-expert before their surgical treatment, all findings described according to the consensus IDEA (international Deep Endometriosis Analysis group, 2016). Surgical and histological findings were used as a reference standard. Learning curve was defined as an improvement in accuracy in three blocks, into which the patients were assigned in the chronological order. Results of the scientific studies: From 07/2016 to 02/2018 the participation was offered to 111 patients, 51 underwent both imaging examinations...

Das präoperative Staging ist von eminenter Bedeutung für die Planung einer differenzierten chirurgischen Therapiestragie für gastrointestinale Tumoren. Die endoskopische Sonographie hat sich inzwischen als das Verfahren mit der höchsten Genauigkeit in der lokoregionären Ausbreitungdiagnostik von Tumoren des Ösophagus, Magens, Pankreas und Kolorektums etabliert. Es bestehen jedoch verschiedene Limitationen, die den klinischen Stellenwert der bisher verfügbaren endosonographischen Techniken einschränken. Eine wesentliche Limitation der Endosonographie ist die ungenügende Sensitivität für Fernmetastasen. Ziel dieser Arbeit war es, die Ergebnisse des präoperativen Staging gastroinestinaler Tumoren durch innovative endosonographische Verfahren und die kombinierte laparoskopische Diagnostik mittels Staging-Laparoskopie und laparoskopischer Sonographie zu optimieren. Im Hinblick auf eine Verbesserung der lokoregionären Ausbreitungsdiagnostik wurden verschiedene neue diagnostische und interventionelle endosonographische Techniken entwickelt und klinisch evaluiert. Für die differenzierte Abklärung von Kurabilität und Resektabilität gastrointestinaler Tumoren im Rahmen der Staging-Laparoskopie wurde ein systematischer Untersuchungs-algorhythmus für die kombinierte laparoskopische Diagnostik etabliert. Die Ergebnisse der Staging-Laparoskopie im Vergleich zum konventionellen Staging wurden bei mehr als 600 Patienten prospektiv dokumentiert und der Stellenwert für die chirurgische Therapieplanung analysiert. Die Resultate unserer Untersuchungen demonstrieren, daß das lokoregionäre Staging gastrointestinaler Tumoren durch neue endosonographische Techniken wie die Minisonden-Endsonographie, 3D-Endosonographie und endosonographische Punktionsverfahren weiter verbessert werden kann. Als sensitive Methode für die Diagnostik intraabdomineller Fernmetasen stellt die Laparoskopie eine ideale Ergänzung des lokoregionären endosonographischen Staging dar. Der kombinierte Einsatz dieser minimal invasiven Techniken ermöglicht eine verbesserte präoperative Beurteilung der Resektabilität und Kurabilität gastrointestinaler Tumoren. Hierdurch kann die Planung einer differenzierten chirurgischen Tumortherapie optimiert werden. / Accurate preoperative staging of gastrointestainal tumors is essential for planning of surgical therapy. Endoscopic ultrasound has improved evaluation of locoregional tumor spread significantly. However, there are some technical problems that limit the clinical value of endoscopic ultrasound with currently available techniques. The most important limitations is the insatisfactory sensitivity for metastatic disease. We have developed new technologies for endoscopic ultrasound that can overcome most of the problems encountered with conventional endoscopic ultrasound. Furthermore a staging algorithm including the use of laparoscopy and laparoscopic ultrasound was evaluated to enhance the sensitivity for distant metastases. The results of our studies show that innovative endoscopic techniques, i.e. miniprobe ultrasonography, 3D endoscopic ultrasound and endoscopic ultrasound guided can improve the accuray of endoscopic ultrasound in the staging of gastrointestinal cancers. Laparoscopy and laparoscopic ultrasonography are ideal adjunct to endoscopic ultrasound, because both increase the sensitivity for distant metastases significantly. Combined staging with innovative endoscopic techniques and staging laparoscopy facilitates planning of surgery and multimodal therapy.

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.

Aus vielen experimentellen und klinischen Studien geht hervor, dass ein Kapnoperitoneum zu charakteristischen Kreislaufveränderungen führt. Danach kommt es durch die Insufflation eines Gases in die Peritonealhöhle zu einer Erhöhung des intraperitonealen Druckes und zu einer Zunahme sowohl des peripheren venösen Druckes als auch des intrathorakalen Druckes. Insgesamt nimmt der Druckgradient zwischen diesen beiden Drücken ab. Als Folge wird der venöse Rückstrom zum Herzen reduziert, wodurch wiederum das Blutangebot für das Herz, welches die kardiale Vorlast wesentlich bestimmt, vermindert wird. Konsekutiv führt das letztlich zu einer Abnahme des Herzschlag- und des Herzminutenvolumens. Das verminderte Herzschlagvolumen wird von den arteriellen Barorezeptoren registriert, wodurch eine Stimulation des Sympathikus ausgelöst wird. Als Kompensationsmechanismus steigen die Herzfrequenz, in vielen Studien der mittlere arterielle Druck und der systemische Gefäßwiderstand. Als hormonelle Regulation wird Vasopressin ausgeschüttet. Der Anstieg dieser Drücke bedeutet eine Zunahme der kardialen Nachlast, was die kardiale Belastung weiter erhöht. Am gesunden Herzen wird die myokardiale Kontraktilität durch das Kapnoperitoneum nicht beeinflusst. An einem komplexen Tiermodell an 43 Läuferschweinen sollte überprüft werden, ob eine gezielte Erhöhung der kardialen Vorlast durch kolloidale Volumenersatzmittel, eine partielle Blockade der sympathikotonen Reaktionen durch den selektiven ß-Blocker Esmolol oder eine gezielte Senkung der kardialen Nachlast durch den Vasodilatator Nitroprussidnatrium geeignet sind, die negativen Auswirkungen des Kapnoperitoneums zu vermindern und die Herz-Kreislauffunktion bei laparoskopischen Operationen zu verbessern. Weil bekannt ist, dass die Körperposition eine wichtige Rolle bei der Ausprägung der physiologischen Veränderungen spielt, sollten die Tiere in Gruppen entweder in Horizontal-, Kopfhoch- oder Kopftieflage untersucht werden. Das ist von besonderer Bedeutung, weil viele laparoskopische Operationen zur Optimierung der Übersicht im Operationsgebiet eine Modifikation der Körperposition erfordern. Oberbaucheingriffe wie die Cholecystektomie werden vornehmlich in Kopfhochlage durchgeführt, während gynäkologische Laparoskopien in Kopftieflage stattfinden. Zur Vermeidung einer Hypovolämie erhielten die Tiere vor Beginn der Messungen 1l kristalloide Infusion. Die Untersuchungen ergaben, dass unter diesen Bedingungen ein Kapnoperitoneum von 14 mm Hg in Horizontallage ohne wesentliche Veränderungen der Herz- Kreislaufparameter toleriert wurde. Lediglich in Kopftief- und in Kopfhochlage war mit dem Intrathorakalen Blutvolumen ein wesentlicher Parameter der kardialen Vorlast vermindert und die Herzauswurfleistung mit dem Herzschlag- und Herzminutenvolumen reduziert, während die kardiale Nachlast mit dem peripheren systemischen Gefäßwiederstand erhöht war und die myokardiale Kontraktilität unverändert blieb. Damit kommt dem intrathorakalen Blutvolumen eine entscheidende Bedeutung zu. Eine Erhöhung des intrathorakalen Blutvolumens und damit der kardialen Vorlast verbesserte die Herzkreislauffunktion während des Kapnoperitoneums in allen Körperpositionen deutlich. Das äußerte sich in einer Steigerung des mittleren arteriellen Druckes, der im Normbereich blieb, einer Abnahme des systemischen Gefäßwiderstandes und einem Anstieg der Herzauswurfleistung. Die Esmolomedikation beeinträchtigte die Herzkreislauffunktion während des Kapnoperitoneums, indem sie die myokardiale Kontraktilität verschlechterte und die Herzfrequenz senkte mit der Folge, dass das Herzminutenvolumen abnahm. Die Senkung des mittleren arteriellen Druckes durch Nitroprussidnatrium verschlechterte ebenfalls in einigen Körperpositionen die myokardiale Kontraktilität und das Herzschlag- sowie das Herzminutenvolumen. Die beiden letztgenannten Konzepte können somit nicht generell zur Therapie hämodynamischer Effekte eines Kapnoperitoneums empfohlen werden. Entscheidende Bedeutung kommt einer Optimierung des intravasalen Volumens zu. Die Pfortader- und Nierendurchblutung wurden in diesem Modell durch das Kapnoperitoneum in keiner Körperposition relevant beeinträchtigt. Auch in der Literatur findet sich kein Hinweis auf eine durch ein Kapnoperitoneum induzierte dauerhafte Funktionsstörung von Leber oder Niere. / A capnoperitoneum increases peripheral venous resistance as well as intrathoracic pressure thus compromising venous blood return to the heart which is determinded by the pressure gradient between peripheral and central venous pressure. With a decreased cardiac preload cardiac stroke volume and cardiac output are reduced. The reduction in stroke volume induces changes in the carotidal sinus activity followed by an increased sympathetic nerve activity. These effects were often expressed by an increased heart rate, mean arterial pressure, or peripheral systemic resistance. As a hormonal reaction to theses changes vasopressin release increases further elevating cardiac afterload. Changes of cardiac contractility were not described during capnoperitoneum. In a procine trial using 43 piglets the questions should be answered if an increase of cardiac preload by infusion of colloidal fluids, a partial blockade of sympathetic receptors by esmolol, or a reduction of the cardiac afterload by infusion of the vasodilatator nitroprussidnatrium can minimize hemodynamic changes during capnoperitoneum. Because the body position is known to influence hemodynamic parameters and has to be varied during laparoscopic procedures pigs were divided into three groups representing head-up, head-down, and supine position. To avoid hypovolemia before the measurements the animals received 1L cristal solutions intravenously before the beginning of the experiment. In supine position the animals tolerated a capnoperitoneum of 14 mm Hg without changes of hemodynamic parameters. In head-up as well as in head-down position the intrathoracic blood volume decraesed followed by a reduction of stroke volume and cardiac output and an increase of peripheral systemic resistance. Cardiac contractility remained unchanged during all positions. The increase of intrathoracic blood volume by colloidal infusion improved hemodynamic parameters during all body positions. Mean arterial pressure increasesd to normal ranges while the peripheral systemic resistance decreased and the cardiac output increased. The medication of esmolol had negative effects on hemodynamic function during capnoperitoneum because heart rate and myocardial contractility as well as cardiac output decreased. Medication of Nitroprussidnatrium during capnoperitoneum was also shown to partly compromise myocardial contractility and stroke volume as well as cardiac output so that both therapeutical concepts, medication of esmolol and nitroprussidnatrium failed to improve hemodynamic function during capnoperitoneum. Optimizing intravascular volume and cardiac preload is of major importance to avoid hemodynamic side effects of capnoperitoneum. The perfusion of the portal vein as well as the renal artery were not influenced in none position during a capnoperitoneum of 14 mm Hg in this trial. However, the review of the literature did not indicate any prolonged influences on hepatic or renal function induced by capnoperitoneum of pressures around 14 mm Hg.

Der chronische Unterbauchschmerz stellt den behandelnden Arzt vor erhebliche differentialdiagnostische Probleme. Die vorgestellte Studie soll den Wert der Laparoskopie im diagnostischen Konzept aufzeigen. Dazu führten wir zwischen Oktober 1993 und Juni 1998 bei 100 Patienten mit der klinischen Diagnose «chronischer Unterbauchschmerz» eine Laparoskopie durch. Bei 14 Patienten ließ sich ein morphologisches Korrelat unabhängig von der Appendix finden. 86 Patienten wurden appendektomiert, wobei die histologische Untersuchung des Präparats in 82 Fällen (95,3%) einen pathologischen Befund aufwies. 80 Patienten (93%) blieben auch während der Nachuntersuchungen beschwerdefrei. Die Laparoskopie stellt ein sicheres Verfahren zur Diagnostik und Behandlung chronischer Unterbauchschmerzen dar. Bei fehlendem Korrelat für die Beschwerden sollte in gleicher Sitzung die laparoskopische Appendektomie durchgeführt werden. / The differential diagnosis chronic lower abdominal pain can be problematic, and this symptom may lead to several diagnostic procedures. The purpose of this study was to evaluate the usefulness of laparoscopy in the diagnostic concept. From October 1993 to June 1998 we performed 100 laparoscopies in patients with chronic or recurrent lower abdominal pain. In 14 patients we found a substrate for the reported pain, which was independent of the appendix. In 86 patients we performed an appendectomy. In 62 of the specimens (95.3%) the histological study showed pathological findings. 80 patients (93%) reported no further complaints during follow-up. Laparoscopy is a safe procedure for diagnostics and treatment of patients with chronic lower abdominal pain. If no other explanation for the symptoms is found, laparoscopic appendectomy should be performed. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

During laparoscopic liver resection, the limited access to the organ, the small field of view and lack of palpation can obstruct a surgeon’s workflow. Automatic navigation systems could use the images from preoperative volumetric organ scans to help the surgeons find their target (tumors) and risk-structures (vessels) more efficiently. This requires the preoperative data to be fused (or registered) with the intraoperative scene in order to display information at the correct intraoperative position. One key challenge in this setting is the automatic estimation of the organ’s current intra-operative deformation, which is required in order to predict the position of internal structures. Parameterizing the many patient-specific unknowns (tissue properties, boundary conditions, interactions with other tissues, direction of gravity) is very difficult. Instead, this work explores how to employ deep neural networks to solve the registration problem in a data-driven manner. To this end, convolutional neural networks are trained on synthetic data to estimate an organ’s intraoperative displacement field and thus its current deformation. To drive this estimation, visible surface cues from the intraoperative camera view must be supplied to the networks. Since reliable surface features are very difficult to find, the networks are adapted to also find correspondences between the pre- and intraoperative liver geometry automatically. This combines the search for correspondences with the biomechanical behavior estimation and allows the networks to tackle the full non-rigid registration problem in one single step. The result is a model which can quickly predict the volume deformation of a liver, given only sparse surface information. The model combines the advantages of a physically accurate biomechanical simulation with the speed and powerful feature extraction capabilities of deep neural networks. To test the method intraoperatively, a registration pipeline is developed which constructs a map of the liver and its surroundings from the laparoscopic video and then uses the neural networks to fuse the preoperative volume data into this map. The deformed organ volume can then be rendered as an overlay directly onto the laparoscopic video stream. The focus of this pipeline is to be applicable to real surgery, where everything should be quick and non-intrusive. To meet these requirements, a SLAM system is used to localize the laparoscopic camera (avoiding setup of an external tracking system), various neural networks are used to quickly interpret the scene and semi-automatic tools let the surgeons guide the system. Beyond the concrete advantages of the data-driven approach for intraoperative registration, this work also demonstrates general benefits of training a registration system preoperatively on synthetic data. The method lets the engineer decide which values need to be known explicitly and which should be estimated implicitly by the networks, which opens the door to many new possibilities.:1 Introduction 1.1 Motivation 1.1.1 Navigated Liver Surgery 1.1.2 Laparoscopic Liver Registration 1.2 Challenges in Laparoscopic Liver Registration 1.2.1 Preoperative Model 1.2.2 Intraoperative Data 1.2.3 Fusion/Registration 1.2.4 Data 1.3 Scope and Goals of this Work 1.3.1 Data-Driven, Biomechanical Model 1.3.2 Data-Driven Non-Rigid Registration 1.3.3 Building a Working Prototype 2 State of the Art 2.1 Rigid Registration 2.2 Non-Rigid Liver Registration 2.3 Neural Networks for Simulation and Registration 3 Theoretical Background 3.1 Liver 3.2 Laparoscopic Liver Resection 3.2.1 Staging Procedure 3.3 Biomechanical Simulation 3.3.1 Physical Balance Principles 3.3.2 Material Models 3.3.3 Numerical Solver: The Finite Element Method (FEM) 3.3.4 The Lagrangian Specification 3.4 Variables and Data in Liver Registration 3.4.1 Observable 3.4.2 Unknowns 4 Generating Simulations of Deforming Organs 4.1 Organ Volume 4.2 Forces and Boundary Conditions 4.2.1 Surface Forces 4.2.2 Zero-Displacement Boundary Conditions 4.2.3 Surrounding Tissues and Ligaments 4.2.4 Gravity 4.2.5 Pressure 4.3 Simulation 4.3.1 Static Simulation 4.3.2 Dynamic Simulation 4.4 Surface Extraction 4.4.1 Partial Surface Extraction 4.4.2 Surface Noise 4.4.3 Partial Surface Displacement 4.5 Voxelization 4.5.1 Voxelizing the Liver Geometry 4.5.2 Voxelizing the Displacement Field 4.5.3 Voxelizing Boundary Conditions 4.6 Pruning Dataset - Removing Unwanted Results 4.7 Data Augmentation 5 Deep Neural Networks for Biomechanical Simulation 5.1 Training Data 5.2 Network Architecture 5.3 Loss Functions and Training 6 Deep Neural Networks for Non-Rigid Registration 6.1 Training Data 6.2 Architecture 6.3 Loss 6.4 Training 6.5 Mesh Deformation 6.6 Example Application 7 Intraoperative Prototype 7.1 Image Acquisition 7.2 Stereo Calibration 7.3 Image Rectification, Disparity- and Depth- estimation 7.4 Liver Segmentation 7.4.1 Synthetic Image Generation 7.4.2 Automatic Segmentation 7.4.3 Manual Segmentation Modifier 7.5 SLAM 7.6 Dense Reconstruction 7.7 Rigid Registration 7.8 Non-Rigid Registration 7.9 Rendering 7.10 Robotic Operating System 8 Evaluation 8.1 Evaluation Datasets 8.1.1 In-Silico 8.1.2 Phantom Torso and Liver 8.1.3 In-Vivo, Human, Breathing Motion 8.1.4 In-Vivo, Human, Laparoscopy 8.2 Metrics 8.2.1 Mean Displacement Error 8.2.2 Target Registration Error (TRE) 8.2.3 Champfer Distance 8.2.4 Volumetric Change 8.3 Evaluation of the Synthetic Training Data 8.4 Data-Driven Biomechanical Model (DDBM) 8.4.1 Amount of Intraoperative Surface 8.4.2 Dynamic Simulation 8.5 Volume to Surface Registration Network (V2S-Net) 8.5.1 Amount of Intraoperative Surface 8.5.2 Dependency on Initial Rigid Alignment 8.5.3 Registration Accuracy in Comparison to Surface Noise 8.5.4 Registration Accuracy in Comparison to Material Stiffness 8.5.5 Champfer-Distance vs. Mean Displacement Error 8.5.6 In-vivo, Human Breathing Motion 8.6 Full Intraoperative Pipeline 8.6.1 Intraoperative Reconstruction: SLAM and Intraoperative Map 8.6.2 Full Pipeline on Laparoscopic Human Data 8.7 Timing 9 Discussion 9.1 Intraoperative Model 9.2 Physical Accuracy 9.3 Limitations in Training Data 9.4 Limitations Caused by Difference in Pre- and Intraoperative Modalities 9.5 Ambiguity 9.6 Intraoperative Prototype 10 Conclusion 11 List of Publications List of Figures Bibliography

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

The thesis evaluates the results of experimental protocol involving the fertility sparing treatment procedure in early stage cervical carcinoma (LAP I protocol). Sentinel lymph node detection and experimental extirpation of afferent channels using laparoscopy and its technical aspects were analysed in prospective group of 85 women. The oncologic results and early/late morbidity show that established surgical procedures can be considered safe with minimal morbidity, provided that the indication criteria are met. The second part analyses the results of 148 women with no further pregnancy plans suffering from cervical tumors less than 2 cm in size with invasion less than half of the stroma (LAP II protocol). The oncological results in our defined group are very good and comparable to 'standard' procedure of modified radical hysterectomy type B or C with lower morbidity. In the separate section the thesis analyses the possibilities of laparoscopy in endometrial cancer treatment including the potentials of use of sentinel lymph node detection and technical aspects of laparoscopy in obese women. Currently the biggest controversy is the use of laparoscopy in malignant ovarian tumors. Our oncogynaecological study group at FN Motol prefers the laparotomic approach and we chose to include the set of advanced...