Ferngesteuerte Nadeln

Medizintechnik 4.0 – „Intelligente Katheter“ sind auf ihrem Weg in die Praxis. Die Magdeburger „INKA“-Forschungsgruppe betreibt einen intensiven Wissenstransfer zwischen Forschern und Unternehmern aus der Region.

Die Glasfaser schickt Licht in das Innere von Gefäßen und gleichzeitig Bilder an einen Monitor. (Foto: PRpetuum GmbH)
Die Glasfaser schickt Licht in das Innere von Gefäßen und gleichzeitig Bilder an einen Monitor.
Foto: PRpetuum GmbH
Die Glasfaser in der Hand von Axel Boese hat einen Durchmesser von nur 0,5 Millimetern – und ist doch eine zweispurige Schnellstraße für Daten. Von einem Katheter geführt, leitet die Faser Licht in das Innere von Gefäßen und gleichzeitig Bilder an einen Monitor. Dies hilft dem Arzt, sich bei der Punktion von Gefäßen oder der Entnahme von Gewebe zu orientieren. Boese demonstriert den Prototyp eines Punktionskatheters. Mit diesem können Punktionen auch im stark durchbluteten Gewebe wie etwa von Tumoren durchgeführt werden. Ein sich aufblasender Ballon dichtet die Gefäßwand ab und verhindert starkes Bluten.
 

Mini-CT für den OP

Axel Boese gehört zum Team um Michael Friebe, Stiftungsprofessor für Kathetertechnologien an der Magdeburger Otto-von-Guericke-Universität. Die „Intelligenten Katheter“ gingen 2008 als vom Bundesforschungsministerium geförderte „InnoProfile"-Initiative INKA an den Start. Ziel ist die Entwicklung von Komponenten und Gesamtsystemen für minimalinvasive Operationstechniken. Vor anderthalb Jahren trat Michael Friebe die Stiftungsprofessur an und hatte kürzlich zum Statusseminar eingeladen. Sein Team ist mittlerweile auf zwölf feste Mitarbeiter angewachsen. Doktoranden und Post-Docs aus Deutschland, aus dem Iran und Irak, aus Mexico und Chile entwickeln – unter Einbeziehung des internationalen Masterstudiengangs Medizintechnik – miniaturisierte Instrumente, die minimalinvasive Eingriffe ermöglichen – schonend für den Organismus des Patienten und gleichsam für die Kostenentwicklung im Gesundheitssystem.

Die INKA-Forschungsgruppe nutzt eine miniaturisierte Röntgenquelle für die Entwicklung eines kompakten CT für den OP-Tisch. (Foto: PRpetuum GmbH)
Die INKA-Forschungsgruppe nutzt eine miniaturisierte Röntgenquelle für die Entwicklung eines kompakten CT für den OP-Tisch.
Foto: PRpetuum GmbH

Ein „Interventionelles CT“ ist solch eine zukunftsweisende Entwicklung. Die Computertomografie unterstützt mittlerweile nicht nur die Diagnostik. Eine Behandlung unter CT-Kontrolle platziert den Katheter präzise im Körper und reduziert das Risiko von Komplikationen. Die INKA-Forschungsgruppe nutzt unter anderem eine miniaturisierte Röntgenquelle für die Entwicklung eines kompakten und preiswerten CT. „Der Arzt kann es mit an den OP-Tisch nehmen und seine Instrumente bildgestützt und zielsicher führen“, erklärt Teammitglied Alexander van Oepen.
 

Preisgekrönte Idee

Robert Odenbach aus dem INKA-Team forscht auf dem Gebiet der medizinischen Assistenzsysteme. Bei der minimalinvasiven Behandlung seien wegen der räumlichen Enge in der Röhre bildgeführte Punktionen schwer durchzuführen, sagt der Wissenschaftler und präsentiert eine Positionierungseinrichtung. Mit deren Hilfe kann der Arzt Instrumente ferngesteuert platzieren.


Mit Hilfe einer Positionierungseinrichtung kann der Arzt Instrumente ferngesteuert platzieren. (Foto: PRpetuum GmbH)
Mit Hilfe einer Positionierungseinrichtung kann der Arzt Instrumente ferngesteuert platzieren.
Foto: PRpetuum GmbH

Allerdings sei die Sichtbarkeit von medizinischen Instrumenten im Magnetresonanz-Bild noch ein Problem, erklärt Odenbach: „Weichgewebe besteht zum großen Teil aus Wasser, das für die MR-Aufnahmen als Signalgeber genutzt wird. Weil Katheter und Nadeln keine Wasserstoffatome enthalten, sind sie nicht oder nur sehr schlecht sichtbar.“ Marker-Materialien, die bisher genutzt werden, würden aber Störsignale bei der Bildgebung verursachen, ergänzt der junge Forscher. Seine Idee: An den Instrumenten werden 3D-gedruckte Marker aus Harz befestigt, die innen flüssig sind. Das macht die Instrumente in der MR-Bildgebung sichtbar und sendet keine störenden Signale aus. Dafür erhielt der Forscher dieses Jahr auf dem 11. Interventionellen MR Symposiumin Baltimore den Poster Award  in der Kategorie „Beste Idee in der Grundlagenforschung“.

Am Uniklinikum, so verkündet Stiftungsprofessor Friebe, werde demnächst ein „Inkubator“ eingerichtet: ein Innovationslabor, in dem derzeit 25 neue Erfindungsmeldungen der INKA Gruppe zu praxistauglichen Produkten entwickelt werden.


Weitere Informationen zur InnoProfile-Transfer-Initiative INKA