Translation eines intelligenten Neurochirurgischen UltraSchall-Aspirators
Teilprojekt der Hanse Innovation CommunityGRANNI (Gesundes und resilientes Altern durch nachhaltige Medizintechnik aus der Norddeutschen Hanse Innovation Community)
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert dieses Projekt vom 01.03.2025 bis 31.08.2026 mit insgesamt 399.550 € im Rahmen der Fördermaßnahme „DATIpilot – Fördern und Lernen für Innovation und Transfer: Ein Experimentierraum im Umfeld der DATI“. Die Klinik für Neurochirurgie führt das TINUSA Projekt in Kooperation mit dem Fraunhofer IMTE Lübeck, dem Institut für Robotik der Universität zu Lübeck und der Söring GmbH Quickborn durch.
Ziel
Bei Hirntumoroperationen ist die präzise und sicherere Entfernung des erkrankten Gewebes ein übergeordnetes Ziel. Bei bestimmten Tumoren werden in der Neurochirurgie mittels eines Ultraschallaspirators hochfrequente Ultraschallwellen genutzt, welche eine gezielte Zerkleinerung von Tumoren ermöglichen. Der Ultraschallaspirator wird derzeit über drei Parameter manuell gesteuert: die Absaugstärke, die Ultraschalleistung und die Zugabe von Spülflüssigkeit. In diesem Projekt soll die Ultraschallaspiration mit einer Echtzeit-Gewebedifferenzierung kombiniert werden, um die Entwicklung eines selbstregelnden Ultraschallaspirators zu erreichen. Hierzu werden intraoperativ erhobene Daten genutzt, um eine intelligente Regelungsfunktionen in den Ultraschallaspirator zu integrieren. Die Implementierung dieser Funktion erfolgt mittels noch zu entwickelnder Algorithmen.
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Hintergrund
Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppen am Campus Lübeck konnten zeigen, dass die Festigkeit des aspirierten Gewebes sehr spezifisch für die Unterscheidung verschiedener Tumorarten ist und aus den elektronischen Daten des Aspirators geschätzt werden kann. Hierfür wurden einfache Gewebephantome mit einheitlicher, bekannter Festigkeit in einem reproduzierbaren Laboraufbau vermessen und eine Schätzung der Gewebefestigkeit mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) entwickelt. Im Rahmen des TINUSA Projektes sollen diese grundlegenden Erkenntnisse in die Anwendung translatiert werden.