Medizintechnik-Innovation führt die Hand des Arztes millimetergenau

Prof. Dr. Waldemar Zylka (l.), Henning Vohwinkel (M.) und Leonid Tafler (r.) haben "TomoGuide" entwickelt, der mithilfe tomographischer Bilder chirurgische Instrumente navigiert. Foto: FHG/SB

Zwei Medizintechnik-Studenten der Fachhochschule Gelsenkirchen haben ein neuartiges System zur bildgeführten Navigation bei Operationen entwickelt, das Arzt und Patienten noch mehr Sicherheit bietet. Interaktive Navigation reduziert Röntgenstrahlung um bis zu 90 Prozent. Medizintechnik-Unternehmen zeigen Interesse am Navigationssystem „TomoGuide“.

Navigationssysteme helfen Seeleuten gefährliche Klippen zu umschiffen, leiten Flugkapitäne auf die gewünschte Landebahn und lotsen Autofahrer an Staus vorbei zum Zielort. Und sie führen während mancher Operationen die Hand des Arztes zum Krankheitsherd im Körper des Patienten. Dass das in Zukunft für Patienten und Arzt strahlungsärmer und noch sicherer als bisher funktioniert, dafür haben zwei Medizintechnik-Studenten der Fachhochschule Gelsenkirchen aus dem Forscherteam von Prof. Dr. Waldemar Zylka gesorgt. In ihren Diplomarbeiten haben Henning Vohwinkel und Leonid Tafler ein neuartiges System zur bildgeführten Navigation entwickelt, das den Arzt über den Computerbildschirm zielsicher durch den Körper des Patienten lenkt. Das Navigationssystem „TomoGuide“ ist auf Gewebeentnahmen oder die Behandlung von Rückenschmerzen spezialisiert. Henning Vohwinkel: „Bisher beobachtet der Arzt den Weg des Instruments anhand kontinuierlich erzeugter Bilder. Wird dabei ein Röntgen-Computer-Tomograph (CT) verwendet, sind Patient und Arzt einer erhöhten Strahlenbelastung ausgesetzt. Der ’TomoGuide’ dagegen nutzt die bereits bei der Diagnose aufgenommenen Bilder, um daraus den Operationsweg zu errechnen, ohne dass weitere Röntgenbilder aufgenommen werden müssen.“

Dadurch verringert sich die Strahlenbelastung für Patienten und Arzt um bis zu 90 Prozent. Außerdem wird die Dauer des chirurgischen Eingriffs insgesamt kürzer. Das Navigationssystem führt die Hand des Arztes, indem es die Position des chirurgischen Instruments im Raum vermisst und im dreidimensionalen, tomographischen Bild anzeigt. Anders als in den heutigen Navigationssystemen, die beispielsweise in der Neurochirurgie verwendet werden, ist im „TomoGuide“ keine komplizierte Umrechnung der Positionen durch den Arzt notwendig. Das System funktioniert automatisch, ähnlich modernen digitalen Seekarten der Seefahrt.

Leonid Tafler: „Auch die Planung des Weges, den das chirurgische Instrument beim Eingriff durch den Körper nehmen soll, ist interaktiv geworden. Unser System zeigt in verschiedenen virtuellen Ansichten dem Arzt Eintritts- und Zielpunkt des Instrumentes an. Vergleichbar einem Navigationssystem in der Luftfahrt, das ein Flugzeug sicher auf die Landebahn lenkt, wird der Arzt anschließend auf einer Art Leitstrahl zuerst zum Eintrittspunkt und von diesem zum Zielpunkt, dem Krankheitsherd, geführt. Die hohe Geschwindigkeit, mit der die Bilder und die virtuellen Ansichten auf dem Bildschirm erscheinen, ist synchron mit der Arbeit des Arztes.“ Während des Eingriffs bleibt dem Arzt die Wahl, ob er ausschließlich dem Leitstrahl am Computerbildschirm folgt oder auf die traditionelle bilderlose, manuelle Technik umschaltet. Prof. Zylka: „Der ’TomoGuide’ navigiert den Chirurgen präzise durch den menschlichen Körper und warnt, wenn benachbarte Organe oder Blutgefäße berührt werden sollten, vergleichbar der Umschiffung von Landküsten in der Seefahrt. ’TomoGuide’ ist jedoch stets eine Hilfe, der Arzt trägt die Verantwortung für die Behandlung.“ Professor Zylka sieht in der Innovation aus seinem Forschungsteam eine Methode der Zukunft. Zylka: „Der ’TomoGuide’ ist weltweit das erste Navigationssystem, das in einem Raum chirurgische Instrumente und einen Computer-Tomographen oder wahlweise einen Magnet-Resonanz-Tomographen völlig automatisch navigiert.“

Die Fachwelt zeigt bereits Interesse an den Ergebnissen der Gelsenkirchener Forscher. Auf dem „CARS“-Kongress in Paris, einem internationalen Medizintechnik-Kongress für Radiologie und Chirurgie, haben Zylka, Vohwinkel und Tafler das neue Navigationssystem vor einigen Wochen vorgestellt. Nun haben auch Medizintechnik-Unternehmen Interesse am „TomoGuide“ angemeldet. Henning Vohwinkel und Leonid Tafler, die seit kurzem Diplom-Ingenieure sind, würden ihre Arbeit an Navigationssystemen gern beruflich fortsetzen. Leonid Tafler: „Über entsprechende Angebote von Medizintechnik-Unternehmen freuen wir uns.“

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:

Prof. Dr. Waldemar Zylka, Fachbereich Physikalische Technik der Fachhochschule Gelsenkirchen, Telefon (0209) 9596-579 oder 9596-315 (Dekanatssekretariat), Telefax (0209) 9596-701, E-Mail W.Zylka@pt.fh-gelsenkirchen.de.

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Dr. Barbara Laaser (Pressestelle idw

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