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Vergleichende Studie der vaskulären Berstungsdrücke nach Stapler-Transsektion mit B- und D-Form-Klammernahtgeräten in einem neuartigen Testverfahren

  • Das primäre Ziel dieser Studie war der wissenschaftliche Qualitätsnachweis von Gefäßverschlüssen mit einem 5mm-Klammernahtgerät mit neuartigen D-Form-Klammern. Die Messung des Berstungsdrücke stellt eine wissenschaftlich etablierte Methode zum Qualitätsnachweis von chirurgischen Verschlüssen und Anastomosen unabhängig von der Methode (Ligatur, Hochenergie-Versiegelung, Clip-Ligatur oder Klammernaht) dar. Hierzu findet sich in der medizinischen Literatur eine Vielzahl an experimentellen Versuchsaufbauten, denen allen ein ausgeprägter Untersucher-abhängiger Bias inhärent ist, da der Druck von einem Untersucher visuell erfasst wurde. Neben diesem Bias wurde bis anhin der Berstungsdruck als komplettes Aufreißen der Verschlußstelle definiert wurde, was nicht auf die chirurgische Praxis anwendbar ist. Aus diesem Grund haben wir einen experimentellen Aufbau entwickelt, der es erlaubt, den Berstungsdruck vollautomatisch und Untersucher-unabhängig zu erfassen. Zudem wurde der Berstungsdruck nicht als komplettes Bersten der Klammernaht sondern als erstes Auftreten einer interventionspflichtigen Leckage definiert. Die so gemessenen Berstungsdrücke sind somit auf die chirurgische Praxis anwendbar. Mit diesem in dieser Studie validierten Versuchsaufbau wurde in der Phase 2 die Berstungsdrücke von konventionelle 12mm Klammernahtgeräten mit denen von neu entwickelten 5mm Klammernahtgeräten an bovinen und porcinen Karotiden sowie an porcinen Jugularisvenen verglichen. In Phase 1 wurden der Versuchsaufbau und die vollautomatische Erfassung des Berstungsdruckes validiert. Nach Durchtrennung von 15 Gefäßsegmenten mit insgesamt 30 Messpunkten wurde der Berstungsdruck sowohl automatisch durch das System wie auch durch 2 unabhängige Versucher visuell ermittelt. Die Analyse statistisch relevante Korrelation zwischen den automatisch ermittelten und den Untersucher-ermittelten Berstungsdrücken. Da dieses System vollständig Computer-basiert ist, lässt sich ein individueller Untersucher-abhängiger Bias vollständig ausschließen. In Phase 2 erfolgte die vergleichende Berstungsdruckmessung zwischen einem 5 mm-Klammernahtgerät mit neuartigen D-Form-Klammern und einem herkömmlichen 12mm messendem Klammernahtgerät mit bekannten D-Form-Klammern. Die Messung wurde an je 15 porcinen Karotiden, 15 bovinen Karotiden sowie an 15 porcinen Jugularvenen durchgeführt. Dies ergab insgesamt 90-Messpunkte pro Klammernahtgerät. Der Vergleich der Ergebnisse der Berstungsdruckmessungen zeigt, dass kein statistisch signifikanter Unterschied der Berstungsdrücke zwischen D-Form- und B-Form-Klammernahtgeräten besteht. Schließlich konnte in Phase 3 gezeigt werden, dass weder der bestehende intravaskuläre Druck noch eine zusätzliche Spannung einen Einfluss auf die Ergebnisse der Berstungsdruckmessungen haben. Basierend auf diesen Ergebnissen konnte gezeigt werden, dass die neuartigen, 5mm D-Form-Klammernahtgeräte eine sichere und effektive Methode zur Gefäßdurchtrennung bieten. Dadurch tun sich hier große Möglichkeiten zur weiteren Miniaturisierung der Zugänge in der endoskopischen Chirurgie auf. Insbesondere in minimal-invasiven Thoraxchirurgie, bei der die Operationszugänge in den Intercostalräumen angelegt werden, kann diese Miniaturisierung zu einer weiteren Verminderung des operativen Traumas und der postoperativen Schmerzen führen.
  • The primary goal of this study was the scientific examination of a novel 5mm stapler with a newly designed D-shaped stapler-form. Burst pressure measurement represents a well established method to demonstrate the quality of surgical closure and anastomosis techniques (suture, clip, high-energy device, stapler). In scientific literature we find a vast number of different experimental set-ups. All of these set-ups are caracterized by a considerable bias due to subjective determination oft he burst pressure by the investigator. Furthermore in all these experimental set-ups the burst pressure is defined as a complete rupture of the closure site. This definition can not be applied to surgical practice. For this reason we developped a computerized algorithm which allows the measurement of the burst pressure in a completely investigator-independend way. Furthermore burst pressure was defined as the occurence of an intervention requiring leakage from the closure site and not as a complete rupture. This makes the results applicable to surgical practice. In Phase 1 this newly developped algorithm was validated. 15 porcine arteries were transected and the burst pressure was set independently by the algorithm and by two independent investigators. Pearson-Bravais analysis showed a strong linear correlation between the burst pressure detected by the algorithm and the ones detected by the clinical investigators . After validation of this experimental set-up a conventional 12mm B-shaped stapler was compared to newly developped 5mm D-shaped stapler in 15 bovine and 15 porcine Carotide aterys and 15 porcine Jugular veins in Phase 2. This gave 90 data points to statistical analysis for each stapler-form. Statistical analysis showed no significant difference of burst pressures in the B- and D-form staplers. In phase 3 finally we could show that neither a prepressurized vessel prior to transsection, as it is the case in vivo, nor a additional tension on the vessel has an effect on the burst pressure. With the help of our results we could show that the newly developped D-form staplers are an effective and secure method of vessel transsection in surgical practice. This new developpment allows further progress in miniaturizing endoscopic instruments and therefore endoscopic accesses. Especially in thoracic surgery where surgical acces lies in intercostal spaces this miniaturizing may contribute to minimizing surgical trauma and in consequence to minimizing postoperative pain.

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Metadaten
Author: Herbert Wallimann
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-21361
Title Additional (English):Comparison of vascular burst pressure after transsection with B- and D-form-staplers in a novel experimental setup
Referee:Prof. Dr. med. Claus-Dieter Heidecke, Prof. Dr. med. Godehard Friedel
Advisor:Prof. Dr. med. Claus-Dieter Heidecke
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2017
Date of first Publication:2018/05/02
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2018/03/22
Release Date:2018/05/02
Tag:B-Form, D-Form
GND Keyword:Berstungsdruck, Klammernaht, Miniaturisierung, Minimal-invasive Chirurgie, Thoraxchirurgie
Pagenumber:104
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit