Endoskopietechniken sind für Patienten schonende Verfahren zur Diagnose und Therapie verschiedener Leiden. Auch für Behandlungen der Gallenwege und Bauchspeicheldrüsengänge (ERCP) – etwa zur Beseitigung von Gallensteinen – empfehlen sich endoskopische Verfahren. Allerdings ist die Behandlung in diesen Bereichen mit relativ häufigen Risiken verbunden – bei fünf bis zehn Prozent der Fälle treten zum Teil ernste Komplikationen auf. Ein entscheidendes Erfolgskriterium ist ein gutes Training und damit eine große praktische Erfahrung der behandelnden Ärzte.
Forscher um Prof. Dr. Volker Aurich vom Institut für Informatik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und Prof. Dr. Karl-Ernst Grund vom Universitätsklinikum Tübingen haben hierzu ein Trainingssystem entwickelt, mit dem Ärzte diese Endoskopietechniken realitätsnah, aber ohne die Beeinträchtigung von Patienten und des Arztes, erlernen können. Beim ERCP-Training muss aber auch der Lernende geschont werden: Eine ERCP am Patienten muss zwingend unter Röntgenkontrolle stattfinden, um die Lage der Instrumente in Echtzeit kontrollieren zu können. Trainieren sollte man aber ohne Röntgenkontrolle, um die Übenden nicht unnötig zu bestrahlen.
Die von Prof. Grund aufgebauten Trainingssysteme (Phantome) bestehen aus gewebeähnlichen Stoffen. In ihnen wird mit so genannten Seitenblick-Endoskopen trainiert, die auch beim Patienten eingesetzt werden. Es wird geübt, wie das flexible Instrument durch die Speiseröhre und den Magen bis in den Zwölffingerdarm vorgeschoben wird und vor Ort mit den Instrumenten des Endoskops Behandlungen durchzuführen sind. Die Phantome wurden von Prof. Aurich mit von ihm selbst entwickelten Sensoren ausgestattet. Mit ihrer Hilfe kann die genaue Lage der verschiedenen Instrumente (z.B. Führungsdraht, elektrische Messer, Zangen) im Bezug etwa auf die Gallengänge ermittelt werden.
Matthias Vietz, Doktorand bei Prof. Aurich, entwickelte die Software zur Visualisierung der Sensordaten in ein realitätsnahes Röntgenbild der Organe inklusive der Instrumente in Echtzeit. Durch diese Echtzeit-Simulation des Röntgenbildes wird eine Strahlenbelastung gänzlich vermieden. Die Masterstudentin Duygu Özmen entwarf einen Algorithmus, mit deren Hilfe nur aufgrund des Endoskopbildes ermittelt werden kann, ob die Position der Endoskopspitze für einen Gallengangeingriff überhaupt geeignet ist.
Mit diesem Trainingssystem können komplexe Eingriffe wie das Entfernen von Gallensteinen oder das Legen eines Stents realitätsnah geübt werden. Die zur Zeit üblichen Verfahren (Tiermodell, Biosimulatoren, Virtual-Reality-Umgebungen) sind dagegen in wesentlichen Punkten nicht ausreichend realitätsnah. Für ihr Projekt „Neuartige virtuelle Simulation des Röntgenbildes und der Endoskop-Position für das phantomgestützte Hands-on-ERCP-Training ohne Strahlenbelastung“ wurden die Düsseldorfer und Tübinger Wissenschaftler mit dem mit 1500 Euro dotierten Boston Scientific Innovationspreis ausgezeichnet.
Weitere Informationen:
www.acs.uni-duesseldorf.de/~aurich/Preise/dgebv2013.pdf
Boston Scientific Innovationspreis
Das Unternehmen Boston Scientific hat den Innovationspreis gestiftet. Der Preis wird jährlich von der Chirurgischen Arbeitsgemeinschaft für Endoskopie und Sonographie im Rahmen der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Endoskopie und Bildgebende Verfahren (zuletzt 14.-16. März 2013 in München) verliehen.
Kontakt
Prof. Dr. Volker Aurich
Institut für Informatik
Tel.: 0211-81-11356