Forschungscampus M²OLIE

Entwicklung einer Systemplattform für die minimalinvasive, assistierte molekulare Intervention – M²INT
Teilprojekt des BMBF-Forschungscampus M²OLIE – Mannheim Molecular Intervention Environment

Das Projekt M²INT – Entwicklung einer Systemplattform für die minimalinvasive, assistierte molekulare Intervention – ist ein Teilprojekt des BMBF-Forschungscampus M²OLIE – Mannheim Molecular Intervention Environment (www.m2olie.de). Das Projekt M²OLIE behandelt die Entwicklung durchgängiger technischer und medizinischer Prozesslösungen für die effiziente und präzise Behandlung oligometastasierter Patienten. M²OLIE ist für eine Laufzeit von 15 Jahren ausgelegt und ermöglicht somit die Entwicklung und Implementierung von komplexen Strukturen in einer klinischen Umgebung. Das Teilprojekt M²INT befasst sich unter dem Dach von M²OLIE mit der Technologieentwicklung für die Optimierung der Prozesse im Interventionsraum. Den Forschungsschwerpunkt bildet dabei die Automatisierung von bildgestützten Interventionen durch Einsatz von Robotersystemen und deren Integration in die Gesamtabläufe.

Klinischer Aspekt

Das Ziel beim Einsatz von Robotern im Interventionsraum ist eine effiziente und präzise Durchführung von bildgestützten Interventionen. In M²INT stehen dabei die Roboteranwendungen für Nadelsonden-gestützte Interventionen (Biopsie, IRE, Thermoablation etc.) im Mittelpunkt. In M²INT konnte in den vergangenen Jahren bereits gezeigt werden, dass mit Hilfe von Robotersystemen die Interventionszeiten gesenkt und die Einarbeitungszeit für Mitarbeiter verkürzt werden können. Ziel ist aber nicht nur ein Ausgleich der höheren Investitionskosten durch einen höheren Patientendurchsatz. Der Robotereinsatz bereitet außerdem den Weg, um künftig routinemäßig Biopsien von Krebspatienten entnehmen zu können, welche auf molekularer Ebene untersucht werden – und dient damit einer besseren medizinischen Versorgung. Darüber hinaus unterstützt der Roboter den Arzt oder die Ärztin bei der Orientierung und Navigation der Nadelsonde, sodass diese insgesamt sicherer und präziser positioniert werden kann (siehe auch https://www.youtube.com/results?search_query=m2olie).

Forschungsinhalte

In der ersten Projektphase von M²INT lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung eines durchgängigen Systems für die roboterassistierte Biopsie, wobei auf der Integration des KUKA-Leichtbauroboters LBR Med und eines ARTIS ZEEGO Systems der Firma Siemens in einem hybriden Interventionsraum aufgebaut werden konnte. Das Ergebnis ist eine Produktentwicklung zusammen mit der Firma BEC, die weiter unten näher beschrieben wird. Aktuell findet auf Basis dieser Erfahrung die Entwicklung einer neuen Generation effizienterer Lösungen für die assistierte Biopsie im oder am Computertomographen (CT) sowie neuartiger Roboterkonzepte mit einem geschlossenen Regelkreis (Closed-Loop) für den Einsatz im Magnetresonanztomographen (MRT) statt. Dafür werden neue Konzepte für Roboter aufgebaut und untersucht, die auch die klinischen Abläufe berücksichtigen. Die bisherigen Forschungsarbeiten in M²INT haben außerdem gezeigt, dass ein wirtschaftlicher Robotereinsatz von der Effizienz der medizinischen und organisatorischen Prozesse abhängt, in die der Robotereinsatz eingebettet ist. Daher werden nicht nur Schnittstellen für die Nutzung der diagnostischen Informationen speziell der präinterventionellen Bilddaten geschaffen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer erweiterten Generation von Systemplattformen, durch die Abläufe im Interventionsraum auch jenseits der Navigation, beispielsweise die Kollisionskontrolle, besser gesteuert werden können.

Ergebnisse

Im Rahmen des BMBF-geförderten Forschungscampus M²OLIE wurde in den ersten fünf Jahren ein Robotersystem für die Biopsie als Funktionsmuster realisiert und evaluiert, das zurzeit von der Firma BEC für den Einsatz im Hybriden Interventionsraum zum Produkt weiterentwickelt wird. Das System verwendet einen KUKA Leichtbauroboter auf einer mobilen Plattform, der in Kombination mit einem ArtisZEEGO^® von Siemens Healthineers eingesetzt wird. Die Registrierung erfolgt automatisch während des Scans und der Arzt zeichnet die Einstichstelle und Trajektorie in die Bilddaten ein. Der Roboter positioniert anschließend eine Führungshülse für die Biopsienadel über der Einstichstelle. Der Vorschub der Nadelsonde erfolgt in diesem Entwicklungsstadium noch manuell, die Automatisierung des Vorschubs ist Bestandteil der Forschung.

Mehr Information finden Sie unter: www.guidoo.net