Real-time MHz-OCT zur Planung, Überwachung und Funktionskontrolle während Bypass Operationen am schlagenden Herzen ohne Herz-Lungen-Maschine (OPCAB)

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Alexander Huber; Professor Dr. Thomas Pühler
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Herz- und Gefäßchirurgie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 578849818

Das Ziel des Projekts ist die Verbesserung der aortokoronaren Bypassoperation für eine langfristige und qualitativ hochwertige Patientenversorgung. Die Eignung der MHz-OCT-Technologie wird in drei Bereichen geprüft: (1) präoperative Planung, (2) intraoperative Überwachung und (3) postoperative Funktionsprüfung. (1) Bei der Planung vor der OP soll mit MHz-OCT die optimale Bypass-Stelle ermittelt werden. Vor der Bypassoperation wird üblicherweise eine Koronarangiographie durchgeführt, um Engstellen zu lokalisieren. Diese Methode hat jedoch Schwächen, da sie weiche Plaques oft nicht darstellt und keine transmurale Sicht bietet. Dies erhöht das Risiko von Fehlentscheidungen bei der Wahl der Inzisionsstelle. MHz-OCT könnte durch eine hochauflösende, tomographische Darstellung der Gefäße Abhilfe schaffen, indem sowohl kalzifizierte als auch lipidhaltige Plaques von außen sichtbar gemacht werden. Ziel ist es, die Eignung von MHz-OCT für diesen Anwendungsbereich zu untersuchen und technische Herausforderungen zu identifizieren. (2) Bei der Überwachung während der OP soll mit live 4D-MHz-OCT eine Verbesserung der Anastomosen-Qualität erfolgen. Die Qualität der Anastomosen ist entscheidend für den Erfolg der Operation, da koronare Gefäße sehr klein sind und mikrochirurgische Techniken erfordern. MHz-OCT ermöglicht eine Echtzeit-Überwachung und zeigt dreidimensionale Strukturen unter mikroskopischer Auflösung mit minimaler Latenz. Dies könnte besonders für unerfahrene Chirurgen hilfreich sein, indem Fehler in der Anastomose sofort sichtbar gemacht und korrigiert werden können. Die präzise Vermessung der Öffnungsfläche durch OCT kann den Operationserfolg weiter erhöhen. Zudem können die 4D-OCT-Videos zur Schulung und langfristigen Überwachung des Operationserfolgs genutzt werden. Verschiedene Methoden der Visualisierung der großen Datenmengen werden untersucht. (3) Zur Funktionsprüfung nach der OP soll dynamische Mehrwinkel-4D-MHz-OCT zur Kontrolle der Anastomosen-Qualität erforscht werden. Nach der Operation wird die Funktion des Bypasses üblicherweise mit der Transit Time Flow Measurement (TTFM) überprüft, die jedoch Schwächen aufweist, da sie keine vollständige Visualisierung der Anastomose bietet. Die Doppler-basierte MHz-OCT-Technologie ermöglicht hingegen die Darstellung des Blutflusses im Bypass und der Koronararterie. Ergänzend kann die dynamische OCT den Grad der Gewebeperfusion darstellen. Ziel ist es, die OCT-Technologie so weiterzuentwickeln, dass sie eine vektorielle Blutflussmessung ermöglicht. Ein spezieller Scankopf soll die komplexe Nahtstelle aus verschiedenen Winkeln erfassen. Langfristig soll die OCT-Technologie eine umfassende Beurteilung der Gewebeperfusion und Blutverteilung nach der Operation bieten und zur Qualitätskontrolle und Langzeitüberwachung beitragen. Machbarkeitsstudien werden die weitere Entwicklung und Anwendung dieser Technologie begleiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen