Laser und OCT-Kontrolle sollen Operation von Spinalkanalstenosen erleichtern

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Knochenabtrag mit Laser und visueller Kontrolle per OCT: Mit Laser und visueller Kontrolle per OCT wollen LZH-Wissenschaftler:innen Spinalkanalstenosen-OPs erleichtern. (Foto: LZH)
04.10.2023
Pressemitteilung

Wissenschaftler:innen des LZH wollen die Operation von Spinalkanalstenosen erleichtern. Dafür entwickeln sie ein handliches Lasergerät zum Knochenabtrag, das sich eng an den Bedürfnissen von Chirurg:innen orientiert.

Spinalkanalstenosen sind Verengungen des Wirbelkanals, die altersbedingt häufig vorkommen und starke Schmerzen verursachen können. Sie werden oft operativ behandelt. Wie man solche Operationen für Ärzt:innen und Patient:innen erleichtern kann, daran forschen Wissenschafler:innen im Projekt InTherSteLa.

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Der Laser kann den Knochenabtrag exakt regulieren und kann so helfen, einen präzisen Durchbruch zum Nervenkanal vorzunehmen. (Foto: LZH)

Lasern statt fräsen – und Durchblick Dank OCT
Für den präziseren Knochenabtrag wollen sie ein Handgerät mit einem Laser und einer optischen Kontrollmöglichkeit entwickeln. Herkömmlicherweise werden Spinalkanalstenosen operiert, indem der Wirbelkanal mit einer Fräse erweitert wird. Ein Teil des hinteren knöchernen Bogens eines Wirbels sowie Anteile der Zwischenwirbelgelenke werden dabei ausgedünnt und final durchbrochen. Dabei besteht immer die Gefahr, dass die darunter liegende Hirnhaut, die den Nervenkanal umgibt, verletzt wird, und Hirnflüssigkeit austreten kann. Eine solche Komplikation verlängert nicht nur die Operation als solche, sondern auch die Genesungszeit der Patient:innen.

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Die optische Kohärenztomographie (OCT) kann tieferliegende Gewebestrukturen darstellen und erlaubt Chirurg:innen eine visuelle Prozesskontrolle. (Foto: LZH)
 

Um solche Verletzungen zu vermeiden, möchten die Wissenschaftler:innen den Chirurg:innen eine visuelle Prozesskontrolle an die Hand geben. Mit Optischer Kohärenztomographie (OCT) können die unter dem Knochen liegenden Gewebeschichten sichtbar gemacht werden. So können die Chirurg:innen erkennen, wie weit sie den Knochen noch abtragen können, ohne dabei auf die Hirnhaut zu treffen. Mit dem Laser lässt sich der Knochenabtrag auf einige 10-100 μm genau regulieren, so dass der Laser bestens geeignet ist, um einen präzisen Durchbruch zum Nervenkanal zu ermöglichen. Eine Kombination aus Fräsen und Laserabtrag wäre mit einer solchen Therapie möglich.

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Schematische Darstellung eines Handstücks in Endoskop-Form mit integriertem Laser. (Foto: LZH)

Volle Kontrolle dank flexiblem Handstück
Neben der Optimierung sowohl der Laserparameter für den Knochenabtrag als auch der bildlichen Darstellung ist es den LZH-Wissenschaftler:innen vor allem wichtig, eine zukünftige Therapie praxistauglich zu gestalten. Ein Handstück, ähnlich wie ein Endoskop, soll es den Chirurg:innen ermöglichen, während der OP jederzeit flexibel auf die Gegebenheiten einzugehen. Der Anforderungskatalog an ein solches Handgerät wird mit einem erfahrenen Chirurgen erarbeitet und soll in vorklinischen Tests erprobt werden.

Spinal stenosis
Medizinische Illustration einer Spinalkanalstenose; von der Seite und von oben (Grafik: InjuryMap - Free Human Anatomy Images and Pictures)

Über InTherherSteLa
Das Projekt InTherherSteLa (Innovative Therapie der Spinalkanalstenose mittels Laserablation unter OCT-Kontrolle) wird koordiniert von der Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (FOM) und mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert (FKZ: 22642 N).

Im projektbegleitenden Industrieausschuss sitzen die Asklepios Kliniken Hamburg GmbH, die FiberBridge Photonics GmbH, die Laseroptik GmbH, die LISA Laser Products GmbH (OmniGuide Holdings), die OCTLIGHT ApS, die Pantec Biosolutions AG, die Qioptiq Photonics GmbH & Co. KG, die Quazar Software GmbH, die RIWOspine GmbH, die Sill Optics GmbH, der Verband SPECTARIS e. V. und die TEM Messtechnik GmbH.

Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Als unabhängiges gemeinnütziges Forschungsinstitut steht das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) für innovative Forschung, Entwicklung und Beratung. Das durch das Niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung geförderte LZH widmet sich der selbstlosen Förderung der angewandten Forschung auf dem Gebiet der Photonik und Lasertechnologie. 1986 gegründet arbeiten inzwischen fast 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter am LZH.

Der Fokus des LZH liegt auf den Bereichen Optische Komponenten und Systeme, Optische Produktionstechnologien und Biomedizinische Photonik. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Maschinenbauern ermöglicht innovative Ansätze für Herausforderungen verschiedenster Bereiche: von der Komponentenentwicklung für spezifische Lasersysteme bis hin zu Prozessentwicklungen für die unterschiedlichsten Laseranwendungen, zum Beispiel für die Medizintechnik oder den Leichtbau im Automobilsektor. 19 erfolgreiche Ausgründungen sind bis heute aus dem LZH hervorgegangen. Das LZH schafft so einen starken Transfer zwischen grundlagenorientierter Wissenschaft, anwendungsnaher Forschung und Industrie.