N1: Planung und navigierter Einsatz therapeutischer Thermoverfahren  

Projektleiter: Maier-Hein, Radeleff  
Betreuer: Bellemann, Mehrabi, Seitel 

Fragestellung des Projekts  

Therapeutische Thermoverfahren, wie z.B. Radiofrequenz-Ablationen (RFA), finden zunehmend Verbreitung in der minimal invasiven Behandlung von kleinen Tumoren in viszeralen und thorakalen Weichgewebsstrukturen. Gemeinsames Grundprinzip dieser Verfahren ist die Gewebezerstörung durch lokale Temperatur-veränderungen, welche in der Regel mit Hilfe von bildgesteuerten, perkutan eingeführten Sonden erfolgt. Eine erfolgreiche Therapie erfordert die vollständige Zerstörung des Tumors einschließlich eines Sicherheitssaumes. Um gleichzeitig umliegendes gesundes Gewebe zu schonen, ist eine Berechnung des optimalen Zielpunktes inklusive Zugangsweg aus präinterventionell gewonnenen Daten erstrebenswert. 

Eine Umsetzung der Planungsergebnisse erfordert jedoch das zuverlässige Erreichen des geplanten Zielpunktes.  Computergestützte Navigation findet bislang nur bei anatomischen Strukturen Einsatz, deren Bewegung während der Intervention vernachlässigbar gering gehalten werden kann. Die meisten Organe zeigen jedoch signifikante Bewegungen aufgrund der Atmung. Ziel dieses Projektes ist zum einen die klinische Evaluation eines bestehenden Navigationssystems für minimal invasive Eingriffe in der Leber und zum anderen die Adaption des Navigations-konzeptes an andere viszerale und thorakale parenchymatöse Organe. Zusätzlich soll das System um eine Planungskomponente für die RFA erweitert werden, welche die Instrumenteninsertion unter Berücksichtigung der patientenindividuellen Gefäßanatomie optimiert.

Ziele, Arbeitsprogramm und Methoden

Das bestehende System soll in der nächsten Förderphase zum einen weiter optimiert werden, wobei hier eine Verbesserung und Vereinfachung der Zugangsplanung unter Berücksichtigung von Risikostrukturen sowie die Reduktion der Invasivität mit Reduzierung der Morbidität im Vordergrund stehen. Des Weiteren soll das System für verschiedene klinische Anwendungen (z.B. Biopsien kleiner, tief liegender Läsionen, RFA oder Punktion von Gallengängen) evaluiert werden. Zudem ist eine Adaption des Systems auf andere viszerale und thorakale Organe wie z.B. die Lunge vorgesehen. Hierbei ist die Entwicklung einer Methode zur Bewegungskompensation zentraler Bestandteil.

Technisches Dissertationsthema  

Ziele der technischen Promotionsarbeit sind die Erweiterung des bestehenden Navigationssystems um eine Planung des optimalen Zugangs (Eintrittspunkt und Winkel der Nadel unter Berücksichtigung von Form und Größe des Tumors sowie seiner Lage relativ zu Risikostrukturen), die Reduktion der Invasivität des entwickelten Verfahrens sowie die Adaption auf andere viszerale und thorakale Organe, durch Entwicklung einer geeigneten Bewegungskompensation.

Medizinisches Dissertationsthema

Zum einen gilt es für die Entwicklung der  Bewegungskompensation z.B. im thorakalen Bereich geeignete Daten aufzunehmen. Zum anderen soll das Bestehende sowie das neu zu entwickelnde System für verschiedene medizinische Fragestellungen evaluiert werden.

Verknüpfung von N1 mit anderen Projekten des GRK 

• Projekt N2: Gemeinsame Verwendung des AtembewegungssimulatorsProjekt
• M1 und N3: Verwendung gemeinsamer Softwaremodule aus dem Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK)
• Projekt M1, N2 und N3: Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Nutzung von Navigationshilfen und Trackingkomponenten  

In Bearbeitung.