NewsForschung & Entwicklung
Projekt MEDUSA
Das Konsortium des oberösterreichischen Medizintechnik-Leitprojekts MEDUSA (Medical EDUcation in Surgical Aneurysm clipping) entwickelt einen chirurgischen Simulator zum Trainieren von Aneurysmen-Clipping Operationen für angehende Neurochirurgen. Die ingesamt 13 Projektpartner (darunter das TIMed-Forschungsteam ReSSL der FH OÖ, Campus Linz unter der Leitung von Andreas Schrempf) entwickeln dabei, einen sogenannten hybriden Simulator. Dabei wird ein Patientenphantom bestehend aus einem künstlichen Gehirn samt Gefäßbaum und Schädel mit der Virtuellen Realität des Operations-Szenarios samt Blutflußsimulation in Echtzeit synchronisiert. Die Vorteile aus realer und virtueller Welt werden dabei optimal kombiniert, um damit bestmögliche, realistische Trainingsszenarien entwickeln zu können.
Thomas Thurner, wissenschaftlicher Mitarbeiter im TiMed-Forschungsteam ReSSL, forscht im Rahmen seiner Dissertation an einer künstlichen Weichteilgewebeschicht – einem Smart Artificial Soft-Tissue - welches die Interaktion zwischen Gewebe und chirurgischen Instrumenten messen kann. Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten fließen im Projekt MEDUSA in die Entwicklung des Kernstücks, einem hydraulisch deformierbaren Gehirn samt sensorischer Erweiterungen, ein. Damit ist es möglich, die notwendigen Bewegungen sowie die Mobilisation der Hirnlappen, die für diese Art von Operationen unerlässlich sind, realistisch nachzubilden. Darüber hinaus kann die Belastung des Hirngewebes sowie die Interaktion mit den verwendeten chrirurgischen Instrumenten objektiv erfasst werden.
Neben dem hydraulischen Hirnlappen samt Miniatur-Hydrauliksystem wurde von der Forschungsgruppe ReSSL der Nachbau eines OP-Mikroskops mit Roboterarm und VR-Brille, die Schädelhalterung (Mayfield-Klemme) und Teile der Sensorik vollständig neu entwickelt sowie die Integration in das Gesamtsystem durchgeführt.
Weitere notwendige Komponenten des komplexen Simulators sind optische und elektromagnetische Trackingsysteme zum Nachverfolgen von OP-Instrumenten und künstlichen Anatomien, leistungsstarke Computer sowie Software samt Darstellung virtueller Komponenten und Simulationen, wodurch das Projekt zu einem interdisziplinären Zusammenspiel verschiedenster Fachbereiche wird.
Eingriffe an patientenspezifischen, künstlichen Gehirnen bzw. Aneurysmen sollen durch Tauschbarkeit der synthetisch nachgebildeten Gewebestrukturen ermöglicht werden, um ein möglichst breites Anwendungsspektrum zu gewährleisten. Durch wiederholte Abstimmungen mit Neurochirurgen wird der Simulator in Bezug auf Nutzen und Anwenderfreundlichkeit optimiert und im Zuge einer medizinischen Studie validiert.
Bewegungen der Hirnlappen: geschlossen (links oben), geöffnet (rechts oben), beim Einbringen eines Clips (links unten), nach Abschluss des Clippings (rechts unten) | Bildquelle: MEDUSA, Forschungsgruppe ReSSL, FH OÖ
Gesamtaufbau des Simulators | Bildquelle: MEDUSA, Forschungsgruppe ReSSL, FH OÖ
Geöffneter Schädel mit Blick auf das sensorische Gehirn samt Blutgefäßen | Bildquelle: MEDUSA, Forschungsgruppe ReSSL, FH OÖ
