Intraoperative Registrierung durch Endoskopie der Knochenbälkchen

• Antragsteller: Dr.-Ing. Lüder Alexander Kahrs
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246361443

Das Projekt iBoneRegistration erforscht die Endoskopie von Knochenbälkchen (Spongiosa) für die intraoperative Registrierung in der navigierten Knochenchirurgie. Durch ihre unverwechselbare strukturelle Beschaffenheit und Darstellbarkeit in präoperativer Bildgebung sind Knochenbälkchen optimal als Merkmale für die eindeutige räumliche Zuordnung von präoperativen Daten zur intraoperativen Lage geeignet, so dass auf künstliche Landmarken oder intraoperative strahlungsbehaftete Bildgebung, wie sie derzeit zum Einsatz kommen, verzichtet werden kann. Die folgenden Bereiche wurden bisher im Projekt iBoneRegistration untersucht und entwickelt: (1) Algorithmen für die Registrierung von Endoskopieaufnahmen der Knochenbälkchen mit präoperativen medizinischen Bilddaten. Diese wurden zunächst anhand hochaufgelöster Bilddaten der Bohrkanaloberfläche simuliert. (2) Endoskopietechniken zur in-situ Aufnahme von Knochenbälkchen in Bohrkanälen. Hierfür wurden neben zugelassenen, medizinischen Endoskopen auch weitere, technische Optiken untersucht. (3) Klinische Evaluierung der Knochenbälkchenendoskopie und Registrierungsverfahren am Beispiel der Otologie und Orthopädie. Im Rahmen des Fortsetzungsantrags soll (A) die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Algorithmen zur Schaffung von Einsetzbarkeit und Akzeptanz untersucht und optimiert werden sowie (B) eine Korrektur der Bohrpose basierend auf der präoperativen Planung und der registrierten Pose möglich werden. Diese beiden neuen Arbeitsbereiche tragen dazu bei, dass das Verfahren von der generellen Machbarkeit in den Status überführt wird, das ein OP-Einsatz möglich und sinnvoll wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Tobias Johannes Ortmaier