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Projekt
Multi-Port-Knochenchirurgie am Beispiel der Otobasis (MUKNO) - Koordinationsprojekt
Antragsteller
Professor Dr. Jörg Schipper
Fachliche Zuordnung
Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
Förderung
Förderung von 2010 bis 2015
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 179880849
Dem Patientenwunsch entsprechend nach minimal-traumatischen Operationsprozeduren mit prädiktierbaren Operationsrisiken und geringerer Morbidität sowie mit dem Wunsch der Krankenkassen als Kostenträger nach geringen Kosten und medicolegal nachvollziehbaren, objektiv dokumentierbaren Operationsmethoden soll im Rahmen dieses Forschungsprojektes die Durchführung gewebeschonender Operationsverfahren an der Otobasis untersucht werden. Für den Patienten könnte sich hierdurch der stationäre Aufenthalt mit einer schnelleren Reintegration in das berufliche und soziale Leben deutlich verkürzen einschließlich weniger funktioneller Spätfolgen mit nicht mehr sichtbaren kosmetischen Veränderungen. Durch das miniaturisierte Operationsfeld würde sich die Gefahr von Infektionen ebenso deutlich reduzieren. Zusätzlich soll für eine verbesserte ubiquitäre Reproduzierbarkeit der Operationsergebnisse eine vom Chirurg und dessen Tagesform weitestgehend unabhängige Operationsmethode entstehen, die dessen manipulatorische Fähigkeiten bzgl. einer hochpräzisen Umsetzung unterstützt und seine Fehler weitestgehend begrenzt oder ausgleicht. Hieraus resultiert gleichzeitig eine erhöhte Prädiktivität des Operationsergebnisses bzw. möglicher Komplikationen (maximal sollte eine Komplikationsrate als zufälliger Fehler von weniger als drei Standardabweichungen also unter 0,5% angestrebt werden). Bisher sind gewebeschonende Operationsverfahren an der Otobasis durch multianguläre Bohrkanäle nicht möglich. Der Chirurg legt stattdessen über ein Operationsfenster sämtliche Kollisionsstrukturen frei (explorative Chirurgie), welches jedoch wiederum eine erhöhte Morbidität impliziert. Kein Chirurg würde freihändig oder unterstützt durch die derzeitige medizinische Navigation „blind“ ein Loch in die Otobasis bohren (konfirmative Chirurgie), wohlwissend, dass sich innerhalb dieses Knochens vital wichtige Strukturen wie die Schlagader, der Gesichtsnerv oder das Gleichgewichts- und Hörorgan befinden. In Analogie zu ingenieurtechnischen Erkenntnissen aus dem Bereich Bergbau bzw. Förderung von Bodenschätzen bedarf es zur Durchführung von Bohrungen eine Bohrplattform („Basisplatte“) sowie entsprechender hochpräziser Visualisierungs- und Detektionssysteme zur Lokalisation der Lage des Bohrkanals in seiner Umgebung. Ebenso bedarf es der keimfreien Trennung von Umgebung und Operationsfeld durch sogenannte Ports, die bereits aus der minimal-invasiven Abdominalchirurgie bekannt sind. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Multi-Port-Knochenchirurgie am Beispiel der Otobasis, die sich auch auf die Bereiche Neurochirurgie, Mund-Kiefer- Gesichtschirurgie und Unfallchirurgie/Orthopädie übertragen lassen. Bohrführungen im Sinne von Templates haben den Vorteil, dass sie wie Roboter vergleichsweise reproduzierbar hochpräzise Manipulationen ermöglichen, aber im Gegensatz zum Roboter vom Chirurgen durchgeführt und auch jederzeit unterbrochen werden können [Fit05, Lab09, Maj08, Maj09a, Wan09]. Durch den Einsatz eines Templates oder Masterslave-Systems mit haptischem Feedback werden die überlegenen Kompetenzen Präzision, Reproduzierbarkeit und Planungsumsetzung durch das Template sowie die kognitive und intuitive Verknüpfung von Haptik, visueller Wahrnehmung und Expertenwissen von Mensch und Maschine in idealer Weise kombiniert.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
