Abstract / Motivation

Im Jahr 2008 erkrankten in Deutschland 7.000 Menschen an Krebs im Zentralnervensystem, davon 95% an einem Gehirntumor. Eine Behandlung kann mittels chirurgischer, Strahlen-, Chemo- oder kombinierte Therapie erfolgen, die Überlebensrate liegt bei 34-38%. Alleine in Amerika sterben jährlich ca. 13.000 Menschen an Tumoren im Gehirn. Dabei sind auch die Risiken der Behandlung und Diagnostik hoch. Bei einem Eingriff können Komplikationen in Form von Blutungen auftreten und Hirnnerven sowie wichtige Hirnareale stark verletzt werden. Auch erschweren oder verfälschen schlecht positionierte Biopsienadeln eine genaue Diagnose des Tumors. Ebenso werden Nadeln in der Strahlentherapie verwendet, um radioaktive Seeds im oder am Tumor zu implantieren. Diese von den Seeds abgegeben radioaktive Strahlung zerstört das umliegende Gewebe. Wenn diese Seeds schlecht platziert werden, wird der Tumor nicht optimal angriffen und mehr gesundes Gewebe als nötig wird dadurch beeinflusst. Um die Komplikationen einer Operation zu verringern, werden in vielen chirurgischen Disziplinen Robotersysteme genutzt. Dabei werden die Systeme nicht eingesetzt, um eine Operation autark durchzuführen, sondern dienen primär als Assistenzsystem des Chirurgen. Gründe hierfür gibt es viele. Roboter können zum Beispiel nicht ermüden, sie zittern nicht und können mit einer Präzision arbeiten, zu der ein Mensch nicht fähig ist. Dennoch gibt es Bereiche im Gehirn, die auch ein roboterassistiertes System nicht erreichen kann. So kann ein Roboter eine Kanüle auf geradem Weg zu dem Zielpunkt im Gehirn fahren, dabei kritische Bereiche, wie zum Beispiel Blutgefäße, zu umfahren ist jedoch schwer. Ein System, dass es ermöglicht, die Nadelspitze in den Zielbereich zu positionieren, ohne dabei kritische Bereiche zu verletzten, ist in der Lage, die Beeinträchtigungen des Patienten in Folge der Operation zu minimieren. Damit die Nadel Hindernisse umfahren kann, muss sie im Gehirn lenkbar sein. Die vorliegende Arbeit beschreibt ein neues Verfahren, um per Robotersystem eine Nadelspitze in einem dem Gehirn nachempfundenen Medium zu einem definierten Zielpunkt zu positionieren. Kritische Bereiche sollen dabei umfahren werden, um das Komplikationsrisiko des Eingriffes zu minimieren.


Details

Author: Quint, Peter-Christian
Title: Entwicklung eines Softwaresystems für die Erfassung und Positionsregelung von lenkbaren Injektionsnadeln mit einem neurochirurgischen Robotersystem
Type: German Diploma Thesis (Diplomarbeit)
University: University of Lübeck
Year: 2012
Note: Document is in german language

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