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Minimal-invasive Absaugung intrazerebraler Blutungen

Ziel

Ziel des Projektes ist das Design, die Konstruktion und Evaluierung einer steuerbaren Hohlnadel zur minimal-invasiven Evakuierung akuter intrazerebraler Blutungen (ICB) von innen heraus. 15% aller Schlaganfallpatienten erleiden eine ICB. Diese Erkrankung hat eine hohe Mortalität von bis zu  50% innerhalb von 3 Monaten und von bis zu 60% innerhalb einen Jahrs. Bei Patienten mit zerebellärer ICB mit einem Durchmesser > 3cm oder einem Volumen > 20 cm3 wird eine chirurgische Hämatomevakuation vorgenommen. Trotz der Möglichkeit das Gehirn zu dekomprimieren ist der schlechte klinische Outcome wohl dadurch begründet, dass während der Operation ein hoher Anteil vom ICB unbetroffenes Gehirngewebe passiert werden muss um zur Hämorrhagie vorzudringen. Um die chirurgische Dekompression zu verbessern, schlagen wir ein System vor, welches die Hämorrhagie durch einen kleinen Zugang von innen heraus evakuiert.

Mit einer steuerbaren Hohlnadel wird dabei zunächst auf direktem Weg zur Hämorrhagie durch ein kleines Bohrloch im Schädel vorgedrungen. Durch die Insertion einer weiteren Hohlnadel mit kleinerem Durchmesser erfolgt dann die Absaugung. Die Absaugnadel ist dabei aus einem elastischen Material und vorgebogen und wird durch lineare oder rotatorische Bewegungen innerhalb der Hämorrhagie bewegt. Das Projekt hat es zum Ziel Computertomographieaufnahmen (CT) und eine Deformationsmodells des Gehirnes mit dem Hohlnadelsystem zu komninieren. Zur Demonstration der Machbarkeit werden in vivo Versuche an Schweinen durchgeführt.

Projektpartner

Michael I. Miga (Co-PI), Vanderbilt University, Nashville, TN, USA

  • Biomechanische Modellierung

Robert J. Webster III (Co-PI), Vanderbilt University, Nashville, TN, USA

  • Mechanisches Design
  • Chirurgische Instrumentenentwicklung

Jessica Burgner-Kahrs (Co-I), Leibniz Universität Hannover

  • Optimale Auslegung des Aspirationsröhrchens
  • Adaptive Bewegungplanung

    Kyle Weaver (Co-I), Vanderbilt University Medical Center, Nashville, TN, USA

    • Medizinische Motivation
    • Evaluation

    Phil Williams (Co-I), Vanderbilt University Medical Center, Nashville, TN, USA

    • Klinische Forschung
    • Tierstudien

    Publikationen

    I.S. Godage, A. Remirez, R.W. Gonzalez, K.D. Weaver, J. Burgner-Kahrs, R.J. Webster III:
    Robotic Intracerebral Hemorrhage Evacuation: An In-Scanner Approach with Concentric Tube Robots.
    IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 1447-1452, 2015

    Y. Guo, J. Granna, K.D. Weaver, R.J. Webster III, J. Burgner-Kahrs: 
    Comparison of Optimization Algorithms for a Tubular Aspiration Robot for Maximum Coverage in Intracerebral Hemorrhage Evacuation.
    The Hamyln Symposium on Medical Robotics, pp. 11-12, 2015.

    Beteiligte LKR Wissenschaftler und Studierende

    • Josephine Granna (seit 02/15)
    • Yannik Vornehm (Projektarbeit, seit 10/15)
    • Yi Guo (Masterarbeit, 07/14-02/15)

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