Endoskopische laserbasierte 3D Bildgebung für klinische Echtzeitanalyse des menschlichen Kehlkopfes

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Döllinger; Professor Dr.-Ing. Michael Schmidt; Professor Dr.-Ing. Marc Stamminger
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie ; Messsysteme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448240908

Gerade in technisch und wirtschaftlich hoch entwickelten Ländern, stellen Kommunikationsstörungen und insbesondere Einschränkungen der stimmlichen Ausdrucksweise für den Einzelnen und die Gesellschaft einen relevanten sozialen und ökonomischen Nachteil dar. Im klinischen Alltag wird bisher nur 2D Bildgebung für die visuelle Beurteilung des Kehlkopfes und der Stimmlippen genutzt. Dabei würden Kenntnisse über die genaue Geometrie der Stimmlippenoberfläche und das dynamische Verhalten während der Phonation Rückschlüsse auf verschiedene Pathologien (gutartige und bösartige morphologische Veränderungen oder funktionelle Störungen) zulassen. Dieses Projekt basiert auf der Hypothese, dass die angestrebte multimodal basierte 3D Bildgebung im klinischen Alltag langfristig einen deutlichen medizinischen Mehrwert darstellt, da dieses neuartige Messsystem in Kombination objektive und quantitative Aussagen für folgende Bereiche zur Verfügung stellt: nicht-invasive Vorsorgeuntersuchung, Unterstützung der Diagnose, Planung von chirurgischen Eingriffen, Kontrolle des Therapieverlaufs.In der ersten Antragsphase ist das zentrale Ziel dieses Projektes ein endoskopisches laserbasiertes Messsystem zu entwickeln, welches zur nicht-invasiven Echtzeitanalyse der sichtbaren 3D Kehlkopfoberfläche am Patienten geeignet ist. Dies kann nur durch eine enge Zusammenarbeit in einem interdisziplinären Team aus Medizinern, Ingenieuren und Informatikern realisiert werden: Der Lehrstuhl für Photonische Technologien übernimmt unter Leitung von Prof. Schmidt die hardwareseitige Entwicklung der Aufnahmeeinheit. Der Lehrstuhl für Graphische Datenverarbeitung unter der Leitung von Prof. Stamminger leistet die softwareseitige Entwicklung der 3D Echtzeitrekonstruktion. Die Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie unter der Leitung von Prof. Döllinger stellt die klinische Expertise und die experimentelle Validierung zur Lasersicherheit und Funktionalität aller Hardware- und Softwarekomponenten. In Phase II werden wir im Rahmen einer großangelegten Studie, an der HNO-Klinik des Universitätsklinikums Erlangen, 3D Aufnahmen von gesunden Probanden und pathologischen Befunden durchführen. Neben dem Erwerb von grundlegendem Wissen über die zugrundeliegende Fluid-Struktur-Akustik Interaktion der Phonation, werden wir in der Lage sein, relevante anatomische und dynamische 3D Parameter zu identifizieren, Normwerte zu bestimmen und Patholgien nach Schweregraden zu klassifizieren.

• DFG-Verfahren: Neue Geräte für die Forschung