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 Weltweit einzigartige Femtosekundenlaseranlage eingeweiht
21.06.2018 | Hochschule RheinMain

nachricht Stahl-Innovationspreis 2018: Mikro-Dampfturbine ausgezeichnet
21.06.2018 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

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: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nah dran an der Fiktion: Die Außenhaut für das Raumschiff „Enterprise“?

22.06.2018 | Materialwissenschaften

VLT macht den präzisesten Test von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie außerhalb der Milchstraße

22.06.2018 | Physik Astronomie

Aus-Schalter für Nebenwirkungen

22.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics