Untersuchung von Verfahren und Materialien für individuell modellierbare Mini-Stereotaxierahmen

• Antragsteller: Dr. Thomas Stephan Rau; Dr. Rolf Benedikt Salcher
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie ; Mechanik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433571394

Die kontinuierlichen Fortschritte in der Chirurgie mit immer kleineren Zugangswegen und stetig steigenden Genauigkeitsanforderungen machen die Unterstützung der Chirurgen durch Assistenzsysteme zunehmend unverzichtbar. Diese Systeme sind jedoch oft groß und teuer (wie z.B. OP-Roboter) oder nicht ausreichend genau (z.B. Navigationssysteme). Zudem erfordert ein Teil der Eingriffe lediglich eine vergleichsweise einfache Positionieraufgabe. Hierfür bieten sich miniaturisierte Stereotaxiesysteme an. In dem interdisziplinären Forschungsvorhaben soll daher eine durch "modellierende" Arbeitsschritte individuell gefertigte Instrumentenführung entwickelt und systematisch in Bezug auf Genauigkeit und klinischer Handhabung untersucht werden.Übergeordnetes Ziel ist es, das chirurgische Personal in die Lage zu versetzen, die für anspruchsvolle Operationen notwendigen Positionierhilfen direkt im OP vorbereiten und dann verwenden zu können. Das erfordert einen vollständig sterilen Prozess, der sich durch intuitive und leicht erlernbare Handgriffe auszeichnet, um die Positionierhilfe unmittelbar im Anschluss am Patienten einsetzen zu können. Damit soll auf teure und komplexe Assistenzsysteme verzichtet werden können. In diesem Projekt werden dafür explizit die Grenzen der "Komplexitätsreduzierung" bei chirurgischen Assistenzsystemen ausgelotet - bei gleichzeitiger Berücksichtigung höchster Genauigkeitsansprüche. Am Anfang steht die Auswahl geeigneter Werkstoffe (Modelliermassen, Klebstoffe o.ä.), die in grundlegenden Experimenten hinsichtlich erreichbarer Genauigkeit, intraoperativer Handhabung und Zeitumfang für die individuelle Modellierung und Aushärtung untersucht werden. Hinzu kommt die experiment-gestützte Formulierung von Zusammenhängen zwischen konstruktivem Design und erreichbarer Genauigkeit sowie Handhabung. Im weiteren Projektverlauf sollen diese allgemeingültigen Erkenntnisse in dem konkreten Entwurfsprozess für ein neuartiges Mini-Stereotaxiesystem mit Fokus auf maximaler Genauigkeit und bestmöglicher Einfachheit angewendet werden. In abschließenden Versuchsreihen an Schädelphantomen und später Humanpräparaten wird das System hinsichtlich der Erfüllung der genannten Anforderungen umfassend messtechnisch evaluiert als auch klinisch bewertet werden. Die grundlegende Forschung und Entwicklung wird am konkreten Beispiel der minimal-invasiven CI-Chirurgie vollzogen, um anhand eines anspruchsvollen chirurgischen Eingriffs die Frage zu beantworten, ob ein durch Einfachheit und niedrigem Technisierungsgrad charakterisiertes Assistenzsystem generell für (ausgewählte) Hochpräzisionseingriffe geeignet ist. Das erlaubt umgekehrt auch Schlussfolgerungen darüber, für welche Art chirurgischer Eingriffe ein derartiges Mini-Stereotaxiesystem geeignet ist - und ab welchen Genauigkeitsanforderungen nicht akzeptable Abstriche bei der Sicherheit der "Komplexitätsreduzierung" Grenzen setzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen