Neue Dimension der Nierenchirurgie: UKL setzt 3D-Modelle und Augmented Reality beim Operieren ein

Ein dreidimensionales Modell der Niere, das während einer Operation direkt in das Sichtfeld des Chirurgen eingeblendet wird: Am Universitätsklinikum Leipzig (UKL) eröffnet der Einsatz von 3D-Modellierung und Augmented Reality neue Möglichkeiten bei der operativen Behandlung von Nierentumoren. Die innovative Technologie macht selbst verborgene Blutgefäße und Tumorgrenzen sichtbar und ermöglicht es, Eingriffe noch präziser zu planen und durchzuführen. Ziel ist es, Tumore vollständig zu entfernen und dabei möglichst viel gesundes Nierengewebe zu erhalten. Eine aktuelle Studie mit Beteiligung des UKL bestätigt die Vorteile der dreidimensionalen Bildgebung.

Grundlage der neuen Technologie sind Aufnahmen aus der Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRT). Mithilfe spezieller Software und künstlicher Intelligenz werden daraus individuelle dreidimensionale Modelle der betroffenen Niere erstellt. Tumore, Blutgefäße und gesundes Gewebe lassen sich darin farblich voneinander unterscheiden und räumlich darstellen.

Wie ein dreidimensionaler Bauplan der Niere

„Die Nutzung von 3D-Modellen hat unsere Operationen auf ein neues Level gehoben. Schon vor dem Eingriff nutzen wir die digitalen Daten wie einen dreidimensionalen Bauplan am Bildschirm. Wir können die Niere virtuell drehen, einzelne Strukturen ein- und ausblenden und den sichersten Weg zum Tumor planen – noch vor dem ersten Schnitt“, erläutert Prof. Jens-Uwe Stolzenburg, Direktor der Klinik und Poliklinik für Urologie am Universitätsklinikum Leipzig.

Besonders wertvoll wird die Technologie während der Operation. Mithilfe von Augmented Reality, also der computergestützten Erweiterung der realen Ansicht, kann das dreidimensionale Modell direkt in das Sichtfeld des Chirurgen eingeblendet werden. „Bei roboterassistierten Eingriffen blenden wir das 3D-Modell in das Display des Da-Vinci-Operationsroboters als virtuelles Hologramm ein. Es legt sich millimetergenau über das echte Organ. Dadurch können wir quasi live durch das Gewebe hindurchsehen. Wie auf einer Landkarte erkennen wir verborgene Blutgefäße und die exakten Tumorgrenzen, noch bevor wir sie berühren“, beschreibt Stolzenburg die Vorteile. Dies gebe den Operateur zusätzliche Sicherheit, den Tumor präzise zu entfernen und die Niere bestmöglich zu erhalten.

Studie bestätigt Vorteile der 3D-Modellierung

Dass die dreidimensionale Bildgebung die operative Behandlung von Nierentumoren verbessern kann, zeigt eine aktuelle, von der Deutschen Krebshilfe geförderte Studie. Zwischen Oktober 2023 und Oktober 2025 wurden dafür unter Leitung der Urologie des UKL an zehn großen deutschen Kliniken insgesamt 370 Patient:innen untersucht. Die Ergebnisse dieser weltweit größten Studie zum Thema zeigen deutliche Unterschiede zwischen Eingriffen mit herkömmlicher zweidimensionaler und neuer dreidimensionaler Bildgebung. So verringerte sich die durchschnittliche Zeit, die Operateur während des Eingriffs an der Steuerkonsole des Operationsroboters verbrachten, signifikant.

Auch ein besonders gewebeschonendes Operationsverfahren, das sogenannte Selective Clamping, kam bei Verwendung der 3D-Modelle häufiger zum Einsatz: In 19,4 Prozent der Eingriffe wurden gezielt nur die den Tumor direkt versorgenden Blutgefäße abgeklemmt, wodurch das übrige Nierengewebe während des Eingriffs weiterhin durchblutet wurde und Sauerstoff erhielt. Bei Operationen mit zweidimensionaler Bildgebung wurde das Selective Clamping in lediglich 9,2 Prozent der Fälle angewendet. Die Operateure bewerteten die neue Technologie ebenfalls ausnahmslos positiv: 93 Prozent zeigten sich mit der Qualität der dreidimensionalen Bildgebung zufrieden oder sehr zufrieden.

Möglichst viel gesundes Nierengewebe erhalten

Die möglichst schonende Entfernung von Nierentumoren ist von großer Bedeutung. Ist der Tumor auf die Niere begrenzt und hat noch keine Metastasen gebildet, liegen die Heilungschancen nach einer Operation bei 80 bis 90 Prozent. Gleichzeitig gilt es, möglichst viel gesundes Gewebe zu erhalten, um die Nierenfunktion langfristig zu sichern und das Risiko eines chronischen Nierenversagens zu verringern.

Am UKL kommen dafür seit Jahren moderne minimalinvasive Operationsverfahren zum Einsatz. Die Leipziger Urologie gehörte zu den ersten in Deutschland, die Nierentumore mithilfe des roboterassistierten Da-Vinci-Operationssystems entfernten. „Bei diesem Verfahren steuert der Chirurg die Instrumente über eine Konsole. Eine stark vergrößerte dreidimensionale Ansicht des Operationsgebiets und besonders bewegliche Instrumente ermöglichen präzise Eingriffe auch an schwer zugänglichen Stellen. Die neue 3D-Modellierung ergänzt diese Technik nun um zusätzliche Informationen über die räumliche Lage des Tumors und der umliegenden Gefäße“, sagt Prof. Jens-Uwe Stolzenburg. Der weltweit anerkannte Urologe setzte seinerzeit als erster am UKL ein Da-Vinci-Operationssystem ein.

Eine weitere wichtige Unterstützung bietet der Ultraschall während der Operation. Dabei wird eine kleine Sonde direkt auf die Niere aufgesetzt. Sie liefert in Echtzeit aktuelle Bilder aus dem Inneren des Organs und hilft, Lage und Ausdehnung des Tumors zu bestimmen. Gemeinsam mit der dreidimensionalen Bildgebung stehen den Operateur damit verschiedene Verfahren zur navigierten Chirurgie zur Verfügung, um Eingriffe möglichst sicher und gewebeschonend durchzuführen.

UKL setzt seine Vorreiterrolle fort

Für Prof. Stolzenburg ist die Verbindung aus roboterassistierter Chirurgie, 3D-Modellierung und Augmented Reality ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt in der Nierenchirurgie – minimalinvasive Chirurgie mit Echtzeit-Navigation. „Das Universitätsklinikum Leipzig hat bei der Einführung innovativer Operationstechniken zur organerhaltenden Behandlung von Nierentumoren schon in der Vergangenheit immer wieder Pionierarbeit geleistet. Diesen Weg setzen wir konsequent fort. Mit dem Einsatz der 3D-Modellierung und Augmented Reality nehmen wir erneut eine Vorreiterrolle in Deutschland ein. Entscheidend ist dabei nicht die Technologie an sich, sondern der konkrete Nutzen für unsere Patientinnen und Patienten: Wir können Tumore immer präziser entfernen und gleichzeitig die gesunde Niere bestmöglich schützen“, betont Stolzenburg.