Messtechnische Absicherung eines Bohrprozesses bei bildgestützten minimalinvasiven Eingriffen am Beispiel der Otobasis

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.06.2016 bis 30.06.2018
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement, Model-based Systems
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

Forschungspartner

  • Universitäts-HNO-Klinik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Kontakt

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+49 241 80 20600

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  Roboter Urheberrecht: WZL Mambo Prüfstand

Cochlea-Implantate werden als Hörhilfe eingesetzt. Das Ziel aktueller Forschung ist es, die Implantation der Elektrode mit einem minimalinvasiven Eingriff über drei Bohrkanäle durchzuführen, um die Regenerationszeit der Patienten zu reduzieren. Die Planung der Bohrkanäle erfolgt mit Bilddatensätzen des Patienten. Aufgrund von Unsicherheiten des Operationsprozesses weicht der gebohrte vom geplanten Pfad ab. Jede Abweichung beeinflusst das Verletzungsrisiko von Nerven und Blutgefäßen. Das Risiko mechanischer Verletzungen durch die Unsicherheit von manueller Positionierung und Bilddatenqualität wurde im Projekt Mukno erfolgreich bestimmt. Neben diesem Risiko, besteht das Risiko, Nerven thermisch zu schädigen.

Das Projekt „Mambo“ fokussiert das thermische Verletzungsrisiko. Ziel ist die intraoperative Darstellung der Temperatur im Bohrgrund über ein Assistenzsystem. Es wurde ein Bohrer mit integrierter Temperatursensorik entwickelt, um den minimalinvasiven Operationsprozess im Hinblick auf die Temperatur messtechnisch abzusichern. Der Bohrer überträgt die Temperatur am Bohrgrund echtzeitfähig an ein Auswertegerät. So wird eine Datengrundlage zur Verfügung gestellt, auf dessen Basis Entscheidungen für den Bohrprozess getroffen werden. Über die Verknüpfung der Bohrprozessparameter mit der resultierenden Bohrgrundtemperatur wird ein Modell entwickelt, aus dem Handlungsempfehlungen zur Bohrprozessregelung erstellt werden. So kann auf Veränderungen während des Bohrprozesses schnell reagiert werden, um das Risiko des Patienten für Schädigungen durch erhöhte Temperatur zu minimieren.

Der Bohrer sowie die modellhaften Zusammenhänge zwischen Bohrparametern und resultierender Bohrgrundtemperatur finden nicht nur in der Medizintechnik Anwendung. Auch in der Produktionstechnik gibt es Bohrprozesse z. B. von CFK, bei denen eine erhöhte Temperatur zu Schädigungen des Materials, wie Delamination, führt. Die Projektergebnisse können daher branchenübergreifend eingesetzt werden.