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 Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren
16.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Dr. Philipp Schommers erhält Förderpreis für Klinische Infektionsforschung
16.10.2017 | Uniklinik Köln

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: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz