N2: Navigierte Leberchirurgie

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

Fragestellung des Projekts

Chirurgische Resektion ist eine der primären Behandlungsformen von Lebertumoren. Ziel bei der Tumorresektion ist die Entfernung des Tumors unter Einhaltung eines Sicherheitsabstandes mit maximaler Schonung des umliegenden Gewebes. Computergestützte Planungssysteme können aus präoperativen Bilddaten optimale Resektionsvorschläge unter Berücksichtigung der patientenindividuellen Anatomie errechnen. Allerdings mangelt es an einer zuverlässigen Umsetzung des Plans, welche ein hohes dreidimensionales Vorstellungsvermögen voraussetzt.

In diesem Projekt soll ein Navigationssystem zur computergestützen Tumorresektion entwickelt werden, das eine akkurate Übertragung einer präinterventionellen Operationsplanung auf den Patienten ermöglicht und die generierten Informationen dem Chirurgen während des gesamten Eingriffs hindurch zur Verfügung stellt. Zur in-vitro Evaluation des Navigationssystems soll ein Atembewegungssimulator so erweitert werden, dass er neben der Bewegung und Deformation von Leber und Bauchdecke auch die Perfusion der Leber realistisch simuliert.

Ziele, Arbeitsprogramm und Methoden   

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Navigationssystems für die Leberchirurgie. Hierfür soll zunächst der in der ersten Förderphase entwickelte Atembewegungssimulator um die Simulation von Perfusion und Bauchdeckenbewegung erweitert werden. Daraufhin gilt es, eine Methode zu erarbeiten, welche die intraoperative Registrierung präinterventioneller Bilddaten auf den Patienten unter Berücksichtigung der intraoperativen Organdeformation ermöglicht.

Auf Basis dieser Registrierungsmethode soll dann das in Projekt N1 entwickelte Navigationssystem für Leberpunktionen so erweitert werden, dass es für Zwecke der navigierten Leberchirurgie zum Einsatz gebracht werden kann. Das Systems soll abschließend sowohl in-vitro im perfundierten Atembewegungssimulator als auch in-vivo im Großtierversuch evaluiert werden.

Technisches Dissertationsthema  

Zunächst gilt es eine Methode zur intraoperativen Registrierung zu entwickeln. Nach erfolgter Registrierung muss diese im Verlauf der Operation aufrechterhalten werden, d.h. es müssen insbesondere die während der Operation unvermeidlichen Deformationen der Leber erfasst und kompensiert werden. Als Grundlage dient das bestehende Navigationssystem, das so erweitert werden soll, dass eine navigierte Durchführung von Eingriffen in der Leberchirurgie ermöglicht wird.

Medizinisches Dissertationsthema   

Zunächst soll der bestehende Atembewegungssimulator so erweitert werden, dass die Perfusion der Leber möglichst realistisch simuliert werden kann und zudem eine realistische Bewegung der Bauchdecke bei Deformation entsteht. Des Weiteren soll das in der technischen Doktorarbeit entwickelte Navigationssystem für verschiedene medizinische Fragestellungen evaluiert werden.

Verknüpfungen von N2 mit anderen Projekten des GRK

• Projekt N1: Gemeinsame Verwendung des Atembewegungssimulators
• Projekt M1 und N3: Gemeinsame Verwendung von Softwarekomponenten zur intraoperativen Registrierung
• Projekt N1, M1 und N3: Verwendung gemeinsamer Sofwaremodule aus dem Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK)

In Bearbeitung