Wie Brainlab 3D-Bildverarbeitung zur präzisen Patientenpositionierung nutzt
Die Strahlentherapie ist ein nicht invasives medizinisches Verfahren. Sie wird üblicherweise zur Krebstherapie verwendet, da sie das Zellwachstum eindämmen und Tumoren verkleinern kann. Bei der Behandlung kommt ionisierende Strahlung aus einem Linearbeschleuniger zum Einsatz, um das genetische Material des bösartigen Gewebes zu beschädigen und eine weitere Zellteilung zu verhindern. Ziel und Kalibrierung der Strahlen müssen präzise sein, da manchmal nur wenige Millimeter zwischen gesundem, äußerst wichtigem Gewebe und bösartigem Gewebe liegen, so dass die Patientenposition lückenlos verfolgt wird.
Strahlentherapie auf einen Blick
Strahlentherapie wird üblicherweise mehrere Wochen lang täglich verabreicht, wobei die einzelnen Behandlungssitzungen 10 bis 30 Minuten dauern. Die Gesamtzahl der Sitzungen hängt von der Größe und Art des Tumors ab. Die Behandlung ist nicht invasiv, deshalb bleibt der Patient während des Verfahrens wach.Bei jeder Sitzung liegt der Patient/die Patientin auf einem Tisch und medizinische Fachkräfte positionieren seinen/ihren Körper so, dass das Zielvolumen (Tumor) im Isozentrum für die Behandlung ausgerichtet ist. Der Linearbeschleuniger dreht sich anschließend um den Tisch, um den Strahl im geeigneten Winkel auszurichten, damit das Ziel vollständig abgedeckt ist. Der Patient muss während der Behandlung genau in der geplanten Position bleiben. Aufgrund des submillimetrischen Spielraums können sogar Atembewegungen des Patienten zu einer fehlerhaften Ausrichtung führen. Daher wird die Patientenposition laufend von einem medizinischen Team in einem Nebenraum überwacht.
Herausforderungen bei hochpräzisen medizinischen Behandlungen meistern
Obwohl die Strahlentherapie ein gängiges Verfahren ist, birgt sie auch Herausforderungen. Die erforderliche Präzision führt zu Beschränkungen im Hinblick auf die Ausrüstung, die während der Therapie verwendet werden kann. Zum Glück halten neue Technologien Einzug in die Behandlungsräume. Sie sind so konzipiert, dass sie medizinische Fachkräfte besser bei der Anwendung der Behandlung und bei der Versorgung der Patienten unterstützen.
Ein Beispiel dieses technologischen Fortschritts ist ein innovatives Positionierungs- und Überwachungssystem, das von Brainlab, einem globalen Anbieter medizinischer Hard- und Software entwickelt wurde. Dieses einzigartige System kombiniert die Leistungsfähigkeit des Brainlab ExacTrac® Dynamic Systems mit der 3D-A5060 Kamera von Cognex. So ist es effektiv bei hochpräzisen Anwendungen und kann:
- Hochauflösende 3D-Oberflächenbilder vom Körper des Patienten erfassen
- Behinderungen im Sichtfeld vermeiden
- Wärmesignatur- und stereoskopische Röntgenbilder mit den 3D-Oberflächenbildern kombinieren
Integrierte Lösung bewältigt Komplexität und liefert submillimetrische Genauigkeit
ExacTrac Dynamic ist ein automatisiertes bildgeführtes Strahlentherapiesystem, das ein präzises Patienten-Setup ermöglicht. Während einer Strahlentherapie verfolgt das System die Patientenposition in Echtzeit mit einer Thermaloberflächenkamera nach und verwendet stereoskopische Röntgenstrahlen für die innerliche Überprüfung (Knochenanatomie). ExacTrac Dynamic verhindert, dass der Patient versehentlich von der geplanten Position abweicht und stellt sicher, dass die Strahlung zum Schutz gesunder Zellen präzise auf das Krebsgewebe ausgerichtet ist.
Das 3D-A5000 von Cognex ist eine 3D-Flächenscan-Kamera, die schnell hochauflösende 3D-Bilder mit der LightBurst-Technologie aufnimmt. Die LightBurst-Technologie liefert in 200 Millisekunden eine Punktwolke als 3D-Bild des gesamten Sichtfeldes und ermöglicht so einen höheren Durchsatz sowie kürzere Zykluszeiten für zeitkritische Anwendungen wie die Strahlentherapie. Die Bilder der 3D-Punktwolke bestehen aus über 1,5 Millionen 3D-Datenpunkten, damit die Oberflächenmerkmale eines Bildes präzise rekonstruiert werden.
Gemeinsam ermöglichen ExacTrac Dynamic und die 3D-A5060 es den medizinischen Fachkräften, hochpräzise Verfahren mit submillimetrischer Genauigkeit durchzuführen. Die von dieser leistungsstarken integrierten Lösung produzierte hochauflösende 3D-Bildgebung in Echtzeit bewältigt viele klinische Herausforderungen, für die früher mehrere Systeme erforderlich waren.
Ergebnisse und Anwendungsbeispiele aus der Praxis
Die bahnbrechende Positionierungs- und Überwachungslösung von Brainlab kommt in Arztpraxen auf der ganzen Welt zum Einsatz. Obwohl der ursprüngliche Anwendungsbereich des Systems die Strahlentherapie war, geht die Anwendbarkeit darüber hinaus. So können Therapien für eine noch größere Bandbreite von Patientenbedürfnissen angeboten werden. Medizinische Fachkräfte haben das System beispielsweise erfolgreich bei der Behandlung von anderen schwierigen Krankheiten eingesetzt, wie multiplen Hirnmetastasen und Prostata- und Wirbelsäulentumoren. Ebenso wie die von ExacTrac Dynamic und der 3D A-5060 aufgenommenen Bilder reichen die Vorteile dieser Lösung über die Oberflächenebene hinaus.
Über Brainlab
Brainlab® bietet eine herausragende Technologie, von der Patient*innen in der Medizin weltweit profitieren. Die Hard- und Software des Unternehmens ermöglichen die Planung, Überwachung und Durchführung einer wirksamen Therapie bei Patienten mit einer Vielzahl von Krankheiten, einschließlich Krebs- und funktioneller Erkrankungen. Brainlab bietet die für eine optimierte Behandlungsplanung, Positionierung, Überwachung und Überprüfung erforderlichen modernen Tools, um bei verschiedenen Anwendungen erfolgreiche Resultate zu erreichen. So zum Beispiel in den Bereichen Onkologie (insbesondere Strahlentherapie und Radiochirurgie), bildgestützte Chirurgie und integrierte OP-Lösungen sowie Austausch und Optimierung medizinischer Bilddaten.
Die Recherche und Informationen über die oben beschriebenen medizinischen Behandlungen und Verfahren stammen aus folgenden Quellen:
- Radiation Therapy. (1. Juli 2020). Mayo Clinic. Abgerufen am 10. September 2021 von https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/radiation-therapy/about/pac-20385162
- Radiotherapy. (25. Februar 2020). National Health Service. Abgerufen am 10. September 2021 von https://www.nhs.uk/conditions/radiotherapy
- Radiation Therapy to Treat Cancer. (8. Januar 2019). National Cancer Institute. Abgerufen am 10. September 2021 von https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/types/radiation-therapy
