Neue Werkzeuge für die minimalinvasive Chirurgie

Minimal-invasive Chirurgie kann wie ein Traum erscheinen – oder ein Albtraum. Einerseits erfordern solche Verfahren nur einen kleinen Einschnitt, wodurch das Trauma des Körpers verringert, die Genesungszeit verkürzt und die Kosten für Krankenhäuser gesenkt werden. Auf der anderen Seite ist ein Arzt ohne die Möglichkeit, das Ziel im Körperinneren direkt zu sehen, nur so gut wie die Bildgebungstechnologien, die zur Führung des Verfahrens verwendet werden.

Eine Workstation für minimal-invasive Operationen führt Bilder aus CT und Ultraschall zusammen, um einen besseren Überblick über die Anatomie des Patienten zu erhalten und gleichzeitig die Position der chirurgischen Instrumente im Körper zu verfolgen. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Philips Research)

Jetzt entwickelt Philips Research eine Bildführungs-Workstation, die mehr Informationen als aktuelle Systeme generiert und Chirurgen bei minimal-invasiven Eingriffen hilft, besser zu navigieren. Die Technologie kombiniert Bilder aus Computertomographie (CT)-Scans und Ultraschall und verwendet ein elektromagnetisches Tracking-System, um die Position von chirurgischen Instrumenten im Körper zu lokalisieren.



Wenn wir uns ansehen, wie [nicht-invasive chirurgische] Verfahren heute durchgeführt werden, sehen wir eine Art primitiver Landschaft, sagt Guy Shechter, leitender Forschungswissenschaftler bei Philips Research. Er sagt, dass die meisten Kliniker nur eine Art von Bildgebungstechnologie verwenden, obwohl jede Art ihre Schwächen hat.

Shechters Team arbeitet seit zwei Jahren an der Entwicklung einer Bildführungs-Workstation und arbeitet mit Brad Wood, einem interventionellen Radiologen an den National Institutes of Health, zusammen, um die Technologie an Patienten zu testen.

Sie haben sich auf ein minimal-invasives Verfahren namens Radiofrequenzablation (RFA) zur Behandlung von Tumoren konzentriert. Dabei wird Krebsgewebe mit Strom erhitzt, bis es abstirbt. Das Verfahren hat sich zu einer beliebten Alternative zur Behandlung bestimmter Krebsarten ohne ausgewachsene Operation entwickelt. Entscheidend ist jedoch, den Strom an den richtigen Ort zu bringen.

Ein Patient, der sich einem Hochfrequenz-Ablationsverfahren unterzieht, würde typischerweise mehreren CT-Scans unterzogen, zuerst um den Tumor zu lokalisieren, und dann mehreren Scans, um sicherzustellen, dass die Ablationssonde an der richtigen Stelle eingeführt wird. CT-Scans liefern das klarste Bild der Anatomie des Körpers, können jedoch aufgrund der Strahlendosis nicht in Anwesenheit eines Arztes durchgeführt werden.

Die Philips Workstation macht mehrere Scans überflüssig, da CT- und Ultraschallbildgebung zusammen mit Tools zur Verfolgung der Position der chirurgischen Instrumente kombiniert werden.

Der Patient wird zunächst mittels CT gescannt, um ein dreidimensionales Bild zu erstellen. Dann lokalisiert ein elektromagnetisches Tracking-System die Position der Ablationsnadeln im Körper (ähnlich wie ein GPS-Navigationssystem, das ein Objekt im Weltraum lokalisiert). Diese Informationen werden dann auf Informationen von der CT kalibriert. Sie können jetzt sehen, wo sich Ihre Nadel relativ zu Ihrem CT-Bild befindet, sagt Shechter.

Während des Eingriffs wird der Fortschritt des Patienten in Echtzeit mit Ultraschall überwacht. Auch die Position der Ultraschallsonde wird elektromagnetisch verfolgt und an die jeweilige Schicht des vorab aufgenommenen CT-Bildes angepasst. Und beide Bilder werden auf einem Monitor zusammengeführt und können nebeneinander oder überlagert betrachtet werden. Laut Ramin Shahidi, Leiter der Image Guidance Laboratories an der Stanford University School of Medicine, hilft diese Verbindung der beiden Bildgebungstechnologien, ein großes Problem bei den meisten minimal-invasiven Verfahren zu überwinden: störende Bewegungen.

In der Vergangenheit haben Shahidis und andere Gruppen Techniken eingeführt, um ein Modell der Anatomie des Patienten zu erstellen, das vor der Operation aus CT-Scans entnommen wurde und dann als Hilfestellung für die Operation verwendet wird. Diese Technik funktioniert gut bei Operationen an Kopf, Hals und Knien, bei denen die Strukturen starr sind.

Aber Shahidi sagt, dass es beim Betrachten von Weichteilen wie Leber, Darm, Brust oder Prostata versagt, wo sich die Anatomie leicht bewegen oder ändern kann. Die anatomischen Informationen, die wir um acht Uhr morgens zur Orientierung verwenden, gelten nicht für eine Operation um zehn Uhr morgens, sagt er. Die dynamische Natur des Ultraschalls in Verbindung mit der CT würde diese enorme Einschränkung beheben.

Philips arbeitete mit dem NIH-Team zusammen, um eine kleine Pilotstudie mit 20 Patienten abzuschließen, die die Technologie zur Hochfrequenzablation von Weichteilbiopsien in Leber, Niere, Lunge und Wirbelsäule testeten. Sie verbessern es nun weiter, um sich auf größere Studien vorzubereiten. Helen Routh, Vizepräsidentin von Philips Research, sagt, dass die Workstation noch einige Jahre vom Markt entfernt ist.

Shahidi von Stanford sagt, dass die Technik von Philips die einzige ist, die er gesehen hat, die ein wirklich entscheidendes Potenzial für die minimal-invasive Weichteilvisualisierung hat. Er fügt hinzu, dass das Tool für Radiologen, die anstelle von Chirurgen zunehmend minimal-invasive Verfahren durchführen, äußerst nützlich sein könnte.

Radiologen, so Shahidi, fühlen sich mit der Verwendung und Interpretation von Bildgebungstechnologien viel wohler als Chirurgen, ihnen fehlt jedoch das Wissen des Chirurgen, den Körper zu navigieren. Diese Art von Technologie, sagt er, würde ihren Komfort erhöhen und den Radiologen etwas geben, was ihnen bisher gefehlt hat: wie man von A nach B kommt.

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