Neue Methoden der Navigation für transbronchiale Interventionen

• Applicants: Professor Dr. Hubert Hautmann; Professor Dr. Felix JF Herth; Professor Dr. Hans-Peter Meinzer; Professor Dr. Nassir Navab, Ph.D.
• Subject Area: Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology
• Term: from 2008 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 62010375

Motivation für die hier vorgeschlagene erweiterte Navigation sind vor allem derzeit laufende Screening-Studien des Thorax, die eine frühe Erkennung auch von kleinen Rundherden ermöglichen. Für eine transbronchiale Biopsie und/oder Therapie der Rundherde wird eine gezielte Navigation benötigt, damit die Trefferquote gesteigert werden kann. Die größte derzeit laufende Studie ist das "National Lung Screening Trial", welches vom National Institute of Health in den USA konzipiert und finanziert wurde (National Cancer Institute)1. Eine weitere von der DFG geförderte und vom DKFZ koordinierte Studie befasst sich damit, anhand von Spiral CT Scanning eine Früherkennung von Tumoren zu ermöglichen [Becker05]. Das Konzept der Navigation in der Bronchoskopie ist es, die aktuelle Position eines diagnostischen oder therapeutischen Instrumentes (Zange/Nadel/Spühlkatheter) in den zuvor (z.B. während des Screenings) aufgenommenen 3D CT Daten anzuzeigen. Derzeitige Lösungen basieren lediglich auf einer rigiden Navigation innerhalb der Lunge, bei welcher es sich aber um ein dynamisch verformbares Organ handelt. Zudem werden dabei (z.B. bei SuperDimension Inc., Herzliy, Israel2) nicht alle verfügbaren Informationen eingeblendet, wie z.B. Röntgenbilder von einem mobilen C-Bogen, der routinemäßig bei dieser Intervention verwendet wird. Unser Ansatz ist es, die beiden in Heidelberg und München entwickelten Prototypen für die navigierte Bronchoskopie mittels elektromagnetischem Tracking weiterzuentwickeln. Hierbei sollen nicht zwei autarke Prototypen entwickelt werden, sondern gemeinsam neue Methoden für die nicht-rigide Navigation innerhalb des Tracheobronchialbaums erarbeitet und in die Zielsysteme an den beiden klinischen Zentren integriert werden. Zentrale Themen werden hierbei die Fehlererkennung und -korrektur von elektromagnetischem Tracking, die Erweiterung der bisher verwendeten rigiden Ansätze hin zur Weichteilnavigation und die intuitive Repräsentation der Navigationsinformation. In-vivo Tests und erste Patienten- Studien an zwei Zentren sollen den Vorteil der entwickelten Technologien gegenüber konventionellen Methoden und anderen verfügbareren Navigationsmethoden zeigen.

• DFG Programme: Research Grants