Intelligenter Hirnspatel soll OPs sicherer machen

Wissenschaftler der Fakultät Physikalische Technik/Informatik der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) entwickeln gemeinsam mit Partnern einen neuartigen Hirnspatel mit Sensorik. Dieser soll Operationen am offenen Gehirn sicherer machen.

Primäres Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Hirnspatels mit integrierter Sensorfunktion zur Erfassung der mechanischen Krafteinwirkung auf das Hirngewebe und zur Überwachung und Vermeidung von gewebsschädigenden Belastungen. Die von der Sensorik erhobenen Daten sollen dem operierenden Neurochirurgen sowohl während als auch nach der Operation zur Verfügung stehen.

„Die Darstellung der Gewebsbeanspruchung in Echtzeit unterstützt sowohl bei der Platzierung des Spatels als auch bei der Beurteilung der Gesamtbelastung über den OP-Verlauf hinweg“, erklärt Prof. Markus Seidel. Im Sinne der Qualitätssicherung und Risikominimierung sollen die ausgewerteten Daten für zukünftige neurochirurgische Eingriffe nutzbar gemacht werden. Wissenschaftler der WHZ arbeiten bis Ende 2020 an der Entwicklung einer digitalen Auswerteeinheit für den Hirnspatel. Eine derartige Entwicklung kann einen großen Einfluss auf die Qualität und Patientensicherheit zukünftiger neurochirurgischer Eingriffe am Gehirn haben.

Stand der Technik

Spatel sind in der medizinischen Anwendung gebräuchliche chirurgische Werkzeuge, um behinderndes Weichgewebe fernzuhalten oder zu fixieren. Bei neurochirurgischen Eingriffen am offenen Gehirn werden sogenannte Hirnspatel verwendet, um das höchst empfindliche Hirngewebe zu separieren und an tieferliegende Zielregionen im Hirninneren zu gelangen.

Die Realität im Operationssaal sieht häufig so aus, dass sich die Spateloberfläche auf dem Hirngewebe bereits nach wenigen Minuten deutlich abzeichnet. Bei ungünstiger Positionierung und Krafteinwirkung durch den Neurochirurgen beziehungsweise das Instrument kann es insbesondere an den Spatelkanten zu hohen lokalen Druckbelastungen kommen. Bisher existieren auf dem Medizinproduktemarkt keine chirurgischen Instrumente, die es in geeigneter Weise erlauben, den mechanisch ausgeübten Druck auf das Hirngewebe qualitativ oder quantitativ zu erfassen beziehungsweise darauf Einfluss zu nehmen. Für eine derartige Funktion müsste eine geeignete Sensorik und Elektronik in einen Hirnspatel integriert werden. Genau an dieser Stelle setzt das Vorhaben an.