OPhonLas: OCT-geregelte Laserablation bei Stimmlippen-Phonation

Einleitung

Im Rahmen dieses EFRE-geförderten Projektes soll ein rigides, anatomisch geformtes Laryngoskop entwickelt werden, das mit einem steuerbaren Ablationslaser ausgestattet ist. Neben der Anwendung auf ruhenden Stimmlippen soll ein Laserschnitt auch während einer Phonation–also auf schwingenden Stimmlippen–durchgeführt werden. Dadurch wird die Behandlung bestimmter Pathologien ermöglicht und der funktionelle Therapieerfolg direkt sichtbar gemacht. Die hohen Anforderungen an die Echtzeit-Regelung des Lasers setzen die Fusion von Stereobilddaten und optischer Kohärenztomographien voraus.

Beschreibung des Projekts

Am Überschreiten der Schwelle zum Zeitalter der lichtgestützten Chirurgie wird die Kehlkopfchirurgie durch die relativ schwierige Zugänglichkeit des Zielgewebes (Stimmlippen), die Unmöglichkeit, das Zielgewebe für eine präzise Entfernung von erkrankten Gewebe zu fixieren sowie die mangelnde  intraoperative Funktionskontrolle gehindert.

Dieses Projekt verfolgt daher den innovativen Ansatz, die optischen Komponenten für ein Videobild und einen chirurgischen Laser mit motorischer Strahlablenkung zu koppeln und deren Zugang über ein anatomisch gekrümmtes, indirektes Laryngoskop zu ermöglichen. Zusätzlich zu einem Videobild hat sich die optische Kohärenztomographie (OCT) für die tiefenaufgelöste Darstellung des Stimmlippen-Schichtgewebes als diagnostisch vielversprechend erwiesen. Dieses soll ebenfalls in den gemeinsamen optischen Strahlengang eingekoppelt werden.

Neben der Anwendung auf ruhenden Stimmlippen (Respirationsstellung) berücksichtigt das Projekt eine Anwendung während einer Phonation (schwingende Stimmlippen), um die Sichtbarkeit bestimmter Pathologien zu ermöglichen und den funktionellen Therapieerfolg direkt zu beobachten. Dies stellt hohe Anforderungen an die Echtzeit-Regelung des Ablationslasers hinsichtlich Strahlablenkung, Pulsauslösung und Synchronisation. In diesem Zusammenhang wird untersucht, wie die einzelnen Modalitäten zueinander registriert werden und welche Algorithmen auf Basis der zuvor genannten Sensor-Daten und bspw. prädiktive Ansätze eine robuste Regelung der Ablation ermöglichen.