Entwicklung eines Hochpräzisions-Manipulators für die stereotaktische Neurochirurgie

Abstract

Die stereotaktische Neurochirurgie ist eine minimal-invasive Operationsmethode, die durch höchste Präzision ausgezeichnet ist. Um Genauigkeiten von 0.5 mm oder besser zu erreichen, werden stereotaktische Zielgeräte verwendet. Heute sind verschiedene kommerzielle Systeme verfügbar, die aber meist auf den Schädelbereich beschränkt sind und deren Einsatzmöglichkeiten nicht flexibel genug sind. Um solche Einschränkungen zu beseitigen, sehen neuere Entwicklungen den Einsatz eines Roboters vor, der das Instrument führt. Solche Systeme wurden weltweit von verschiedenen Gruppen erprobt, haben sich aber bisher aus Komplexitäts- und Kostengründen nicht durchsetzen können. Eine Neuentwicklung am Krebsforschungszentrum (DKFZ) sieht die Verwendung eines hochpräzisen Messmanipulators aus dem Maschinenbau vor (ähnlich den armbasierten Neuronavigationssystemen). Diese wird für die medizinischen Anforderungen, insbesondere für jene der Stereotaxie umgerüstet. Die Genauigkeitsanforderungen der Stereotaxie können durch das System gewährleistet werden. Ziel ist die Entwicklung eines Prototyps, der im Klinikum der Universität Köln klinisch eingesetzt und getestet werden soll. Die wichtigsten Vorteile des neuen Systems sind leichtere Marktfähigkeit (gegenüber den kostenintensiven Robotersystemen), Anwendung in Stereotaxie und Navigation, Verwendung in der Ganzkörperstereotaxie und hohe Präzision. Die geplanten Entwicklungen beinhalten einerseits die Umrüstung der Hardware, wie Ausrüstung des Systems mit Bremsen, Motoren, stereotaktischen Instrumente, etc., sowie die Optimierung der mechanischen Eigenschaften. Andererseits soll Planungs- und Steuerungssoftware (weiter)entwickelt werden, um den chirurgischen Eingriff zu unterstützen und zu optimieren.