UltraLas: Optische Messverfahren kombiniert mit Ultraschall- bzw. Laser-Geweberesektion in der Neurochirurgie zur lokalen Erfassung von Gewebegrenzen, -elastizität und Gefäßarchitektur

In Deutschland kommt es jährlich zu rund 43.000 onkologischen Neuerkrankungen im zentralen Nervensystem (ZNS), wobei diese Zahl aufgrund der demographischen Bevölkerungsentwicklung zukünftig weiter steigen wird. Die mikrochirurgische Resektion stellt die Standardbehandlung für den Großteil der Tumore im ZNS dar. Die Überlebensrate hängt dabei u. a. vom Resektionsausmaß ab. Bis heute sind die Tumorränder zum intakten Gewebe intraoperativ, jedoch nur schwer oder mit hohem technologischen Aufwand erkennbar. Problematisch sind weiter die stark schwankende Dissektionsrate bei der Verwendung von Ultraschall- oder Laserinstrumenten und die mangelhafte Erkennbarkeit der unterliegenden Gefäßverläufe. Folge sind eine für den Chirurgen schwierige Wahl der Geräteparameter und intraoperative Blutungen, die derzeit meist mit stromdurchflossenen bipolaren Pinzetten gestillt werden. Nachteile dieser kontaktbasierten Blutstillung sind u. a. Probleme durch Gewebeanhaftungen an den Elektroden sowie eine induzierte weiter erschwerte farbliche/haptische Unterscheidbarkeit des tumorösen Gewebes. Übergeordnetes Ziel der Verbundarbeiten ist es daher, durch die automatische Detektion von Tumoreigenschaften und Tumorrändern das Resektionsausmaß während der Operation zu verbessern. Gleichzeitig soll das mit der Operation verbundene Risiko für den Patienten minimiert werden und so zu einer verlängerten Lebenszeit bei hoher Lebensqualität führen.

Optische Messverfahren kombiniert mit Ultraschall- bzw. Laser-Geweberesektion für die klinische Praxis
In diesem Projekt sollen verschiedene Methoden zur intraoperativen in-vivo-Erfassung von Tumorausdehnung, Gefäßarchitektur sowie Tumorelastizität in der Neurochirurgie erarbeitet und evaluiert werden. Mehrere innovative photonische Verfahren sollen einerseits zu einer schnellen und nicht-invasiven Vermessung der Läsionen eingesetzt werden und andererseits in Verbindung mit therapeutischen Instrumenten zu einer effektiven Dissektion und Koagulation des Tumorgewebes führen. Teilziele sind neuartige Systemlösungen aus optischen Messverfahren in Kombination mit Laser- bzw. Ultraschallinstrumenten. Eine solche Kombination unterschiedlicher Technologien vereint eine intraoperative, vergleichsweise kostengünstige optomechanische Gewebeanalyse unter hoher lokaler Auflösung und Visualisierung der tiefliegenden Gefäßarchitektur mit einem verbesserten Laser- bzw. Ultraschallinstrument. Diese neuartige Optimierung des Resektionsverfahrens ermöglicht durch unterstützende Resektionsranderkennung und optimierte Dissektionsperformance eine deutlich verbesserte Tumorresektion in der klinischen Praxis. Nach Abschluss des Projektes sollen die Ergebnisse in