Messtechnische Absicherung eines Bohrprozesses bei bildgestützten minimalinvasiven Eingriffen am Beispiel der Otobasis - Mambo 2

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.04.2021 bis 31.03.2023
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement, Model-based Systems
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Laufend

Forschungspartner

    • Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Hals-Nasen-Ohren Heilkunde
       

     

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  Schädel

Durch die Wärme, die beim Bohren in Knochen in das Gewebe eingebracht wird, können irreparable Schäden in Nerven und Knochen hervorgerufen werden. Derzeit gibt es jedoch keine medizinischen Bohrgeräte, die prozessparallel während der Bohrung Temperaturdaten aufnehmen können, um einer Gewebeschädigung vorzubeugen.

Um dieser Problemstellung zu begegnen, wurde in der ersten Förderphase des Projektes Mambo ein Bohrer mit integrierter Temperatursensorik entwickelt, der die vorherrschende Temperatur im Bohrgrund erfassen und echtzeitfähig an den Anwender kommunizieren kann. Ziel des Projektes Mambo 2 ist nun die Aufbereitung der während der Bohrung mit dem bereits entwickelten Bohrer aufgenommenen Temperaturdaten in Form eines intraoperativen Assistenzsystems, welches den Chirurgen prozessparallel über den herrschenden Temperaturzustand informiert und diesen mit Handlungsempfehlungen zur Temperaturregelung verknüpft. Über diese Informationsgrundlage während der Bohrung ist der Chirurg in der Lage die Temperaturentwicklung im Bohrgrund zu steuern. So kann das Risiko für den Patienten, das durch die Bohrung in den Schädel entsteht, signifikant gesenkt werden.

Zur Erreichung dieses Ziels wird der in der ersten Projektphase entwickelte Bohrer mit integrierter Sensorik so weiterentwickelt, dass er medizinischen Anforderungen (z.B. Material, geometrische Ausprägung, etc.) genügt. Anschließend wird an einem reproduzierbaren Versuchsaufbau der Zusammenhang zwischen den Bohrparametern (Material, Drehzahl, Vorschub, etc.) und der Bohrgrundtemperatur ermittelt. Aus diesem Zusammenhang resultieren Handlungsempfehlungen, die dem Chirurgen über eine Anzeige zur Verfügung gestellt werden. Mit dem Einsatz des intraoperativen Assistenzsystems wird das Risiko der thermischen Schädigung von Gewebe bei Knochenbohrungen im Schädel reduziert. Des Weiteren können die Versuchsergebnisse bei einer späteren Entwicklung bspw. eines temperaturgeregelten Bohrprozesses der durch einen Roboter geführt wird von Nutzen sein, sodass zukünftig handgeführte sowie roboterbasierte Bohrprozesse parallel in der medizinischen Praxis verwendet werden können.