Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Den Tumor fest im Visier

24.05.2012
Robotikexperten der Universität Würzburg haben ein Verfahren entwickelt, mit dem die Behandlung von Lungentumoren deutlich präziser durchgeführt werden kann. Dafür haben sie jetzt den Walter Reis - Innovation Award for Robotics erhalten.

Lungenkrebs gehört in Deutschland zu den häufigsten Krebsarten. Rund 50.000 Menschen – circa 34.000 Männer und 15.600 Frauen – erkrankten nach Schätzungen des Robert-Koch-Instituts im Jahr 2008 daran. Fatalerweise macht sich der Tumor häufig erst in einem sehr späten Stadium bemerkbar, in dem eine operative Entfernung nicht mehr möglich ist.

Dann ist eine Kombination aus Chemotherapie und Bestrahlung die Behandlung der Wahl. Dafür machen sich die Mediziner mit Aufnahmen aus dem Computertomographen vorher ein möglichst genaues Bild von der Größe und Lage des Tumors und bestimmen so die zu bestrahlende Region im Körper.

Allerdings bewegt sich der Tumor durch die Atmung des Patienten sehr stark unter dem feststehenden Strahl. Aus diesen Gründen weiten Mediziner typischerweise die zu bestrahlende Zone auf den gesamten Bereich aus, in dem sich der Tumor bewegt. Dieser „Sicherheitspuffer“ hat zwangsläufig zur Folge, dass auch gesundes Gewebe hohen Strahlendosen ausgesetzt wird.
Wie der Roboter arbeitet

Mit Hilfe moderner Technik ist es allerdings möglich, das umliegende gesunde Gewebe weitgehend zu schonen. Dazu bewegt ein Roboter die Liege, auf der sich der Patient befindet, und gleicht dessen Atembewegungen aus, der Tumor verharrt fest auf einer Stelle im Raum und kann hochpräzise bestrahlt werden.

Christian Herrman, Doktorand am Lehrstuhl Informatik VII, und Lehrstuhlinhaber Professor Klaus Schilling haben diese komplexe Aufgabe, die Sensortechnik, Modellierung und vor allem die Roboterreaktionen in Echtzeit umfasst, erforscht: „Wir haben einen Ansatz zur Bewegungskompensation mit einem Roboter entwickelt, so dass die Geräte der Strahlentherapie besonders effektiv eingesetzt werden können“, erklärt Schilling.
Dafür erfassen zunächst Sensoren bei den Patienten auf der Behandlungsliege die Bewegungen des Brustkorbs. Über ein am Computer-Tomographen erstelltes Modell der dazugehörigen Tumorbewegung kann ein Rechner nun bestimmen, wie der Roboter den Patienten entgegengesetzt bewegen muss. Diese Daten werden an eine Robotersteuerung übermittelt, die auch die Verzögerung vorhersagt, bis die Motoren in der Umsetzung den Zielpunkt für die Liege erreichen. Das Ergebnis: Der Tumor wird an der richtigen Stelle für die Bestrahlung positioniert und bleibt dort für die Behandlungsdauer fixiert.

„Eine adaptive Regelung steuert so in Echtzeit entgegen, und gleicht das Auf und Ab des Brustkorbs aus. Auf diese Weise können wir eine punkt- und zeitgenaue Bestrahlung des Tumors erreichen“, so Schilling.

Die Vorteile für den Patienten liegen auf der Hand: Weil die Mediziner den „Sicherheitspuffer“ klein halten können, wird das gesunde Gewebe in der Nachbarschaft des Tumors geschont, die Strahlung kann effizienter dosiert werden. Gleichzeitig verkürzt sich die Behandlungszeit. Eingriffe am Patienten sind dazu nicht notwendig. Ein weiterer Vorteil bietet sich aus Sicht des Technikers: „Unser System basiert ausschließlich auf Standard-Hardware und kann somit in den unterschiedlichsten Klinikumgebungen kostengünstig eingesetzt werden“, sagt Schilling.

Der Innovationspreis

Das Projekt haben die beiden Robotikexperten gemeinsam mit der Strahlentherapie der Würzburger Universitätsklinik (Leitung: Prof. Dr. Michael Flentje) und einer mittelständischen Firma durchgeführt; die Bayerische Forschungsstiftung hat es gefördert. Jetzt haben sie für die fortgeschrittene Echzeitsteuerung des Roboters den Walter Reis - Innovation Award for Robotics erhalten, genauer gesagt: den 3. Preis für „Innovationen der Kinematik, der Steuerung und der Antriebstechnik für Roboter“.

Walter Reis, Gründer und Inhaber der Firma Reis Robotics in Obernburg, hat den Preis im Jahr 2006 ins Leben gerufen. Er wird seitdem alle zwei Jahre vergeben. Ausgezeichnet werden damit sowohl Innovationen zur Anwendung von Robotern für den vollautomatischen Betrieb als auch die Anwendung von Assistenzrobotern, vor allem im industriellen Umfeld. Der Preis schließt aber auch Innovationen ein, die zur Verbesserung von Eigenschaften und Fähigkeiten von Robotersystemen beitragen, um neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen.

Der Preis wurde am 24. Mai auf der Messe “Automatica” in München vergeben.

Kontakt
Prof. Dr. Klaus Schilling, T: (0931) 31-86647, E-Mail: schi(at)informatik.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Berichte zu: Bestrahlung Brustkorb Echtzeit Gewebe Lungenkrebs Merit Award Roboter Robotic Strahlentherapie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Über 1,6 Millionen Euro für Forschung im Bereich Innovative Materialien und Werkstofftechnologie
17.05.2017 | Hochschule Osnabrück

nachricht MHH-Forscher beleben Narbengewebe in der Leber wieder
16.05.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie