Tiefe Hirnstimulation - Vorstellung Projekt des Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft und Kunst

Das Ziel des Projektvorhabens und dessen Innovation ist die Entwicklung einer patientenspezifischen Stereotaxievorrichtung für die Tiefenhirnstimulation, die in halbautomatischer Fertigung bereits alle Raumkoordinaten implementiert hat und unmittelbar für eine OP genutzt werden kann. Diese soll erstmalig zeitaufwendige Justierungen und Adaptation für den jeweiligen Patienten, wie sie alle bisher genutzten Verfahren erfordern, entbehren und das Potenzial von Ungenauigkeiten und Fehleinstellungen minimieren helfen. Zusätzlich sollen Softwareprogramme entwickelt werden, die die Planung der Operation ermöglichen und während dieser ein Echtzeit-Feedback über die aktuelle Elektrodenposition im Zielgebiet graphisch darstellt. Am SMWK geförderten Forschungsprojekt sind die Westsächsische Hochschule Zwickau, das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik sowie die Universität Leipzig, Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie als Projektpartner beteiligt. In der OP-Planungssoftware werden die medizinischen Bilddaten aufgearbeitet und der Anwender legt die möglichen Zielregionen der Stimulation fest. Hierbei werden verschiedene Bildstapel der unterschiedlichen Aufnahmefrequenzen, wie T1 und T2 überlagert und in einem gemeinsamen Koordinatensystem registriert. Das Programm ermöglicht es die MR-Marker automatisch zu erkennen, die als Grundlage für die Planung der Halterung dienen. Basierend auf den gewonnenen Koordinaten der MR-Marker, wird in einem automatisierten Konstruktionsaufbau die patientenspezifische Halterung erstellt. Diese enthält alle geometrischen Bezüge, sodass durch schrittweises Absenken der Elektrodennadel in der Vorschubeinheit die Zielposition erreicht werden kann. Anhand einer analogen Skale kann der Bediener die aktuelle Tiefe ablesen, welche zusätzlich durch einen digitalen Sensor erfasst wird. Das Signal wird zudem genutzt, um die virtuelle Elektrode in einer dreidimensionalen Umgebung darzustellen. Dabei wird der Operateur unterstützt den Zielpunkt zu erreichen. In der zu entwickelten Software werden alle relevanten Körperstrukturen implementiert, sodass der Operateur direkt ein optisches Feedback über den Verlauf der Elektrode im Zielgebiet hat und alle wichtigen Gefäße, welche nicht verletzt werden dürfen, betrachten kann. Die patientenspezifische Halterung und ein Großteil der Vorschubeinheit werden durch additive Fertigungsverfahren hergestellt. Dabei kommt das Fused Deposition Modeling (FDM) zum Einsatz. Am Ende der Prozesskette zur Herstellung erfolgt eine Qualitätskontrolle durch einen Soll-Ist-Vergleich der Geometrie.