Methoden der optischen Erkundung des Innenohrs und bildbasierten Regelung der Elektrodeninsertion bei der perkutanen Cochlea-Implantation

• Antragsteller: Dr.-Ing. Lüder Alexander Kahrs
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 196658280

Im Rahmen der Cochlea-Implantation wird zur (Wieder-)Herstellung des Gehörs ein Elektrodenträger im Innenohr platziert. Gängige Meinung vieler Chirurgen ist es, dass die Endlage dieses Elektrodenträgers und richtige Insertionstiefe innerhalb der Innenohrschnecke eine entscheidende Rolle für die Güte der (Wieder-)Herstellung des Gehörs spielt und darüber entscheidet, ob die Operation erfolgreich war. Die Frage ist, wie kann die richtige Endlage des Elektrodenträgers und das atraumatische Herumwinden innerhalb der Cochlea garantiert werden? Ich möchte während meines Stipendiums Methoden erarbeiten, die genau dies in der Zukunft ermöglichen sollen. Die Vision ist, einen kleinen Kamerachip in die Spitze des Elektrodenträgers zu integrieren und das Implantat mittels bildbasierter Regelung in dem entscheidenden Teil der membranös ausgekleideten Innenohrschnecke (Scala tympani) korrekt navigieren und platzieren zu können. Durch fortschreitende Miniaturisierung wird die Integration eines Kamerachips in den Elektrodenträger bald möglich sein; wichtig ist deshalb das Erarbeiten der hier beantragten Methoden, um schnellstmöglich tauben oder ertaubten Menschen die bestmögliche medizinische Versorgung zu garantieren. Um in der Cochlea eine automatische kamerabasierte Positionierung des Elektrodenträgers zu ermöglichen, muss zunächst ein Model der Innenansicht der Cochlea (Scala tympani) erstellt werden, damit später der bildbasierte Abgleich zwischen Soll- und Ist-Position (Regelung) erfolgen kann. Ein solches mit Texturen versehenes Computermodell der Innenansicht bzw. Strukturen der Cochlea ist bisher weltweit nicht existent und ist deshalb von besonderem Forschungsinteresse. Die Extraktion von Bildmerkmalen und die darauf aufbauenden Regelalgorithmen werden danach in dem virtuellen Modell trainiert. Innerhalb des Stipendiums werden die entwickelten Methoden evaluiert und mit Ergebnissen aus Versuchen mit den kleinsten zu erwerbenden Endoskopen bzw. Kamerachips verglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Robert Labadie, Ph.D.