Abgeschloßenes Projekt (2014-2018) mit Gründung der HörSys IP GmbH & Co. KG und der OtoJig GmbH

RoboJig

Eine Behandlungsmöglichkeit von schweren oder vollständigen Hörverlusten ist die elektronische Stimulation der Gehörschnecke mittels Cochlea-Implantaten (CI). Bei der Implantierung der Elektrode wird in einer verhältnismässig aufwendigen, Operation ein Teil des Mastoidsknochens (Mastoidektomie) entfernt, um Zugang zum Innenohr zu erhalten. Nach Eröffnung der Gehörschnecke, wird eine filigrane Elektrode eingeführt.

Das Ziel von RoboJig ist die Entwicklung eines sicheren und schonenden, minimal-invasiven Assistenzsystems für CI Operationen.

Das Projekt RoboJig lief unter dem BMBF Förderkennzeichen 13GW0019E (2014-2018) und umfasst folgende Projektpartner:

  • Medizinische Hochschule Hannover/Deutsches HörZentrum Hannover.
  • CAS Lab, Department of Otorhinolaryngology, Hannover Medical School
  • Institut for Mechatronic Systems, Leibniz Universität Hannover
  • A.R.C. Laser GmbH, Nürnberg
  • Fiagon GmbH, Hennigsdorf
  • MED-EL Deutschland GmbH, Starnberg

Inhalte

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Lösungsansatz

Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung eines neuartigen intraoperativen Assistenzsystems für den minimal-invasiven chirurgischen Zugang zum Innenohr. Dazu soll eine patientenspezifische Bohrschablone unter sterilen Bedingungen intraoperativ gefertigt werden.
Diese wird anschließend am Schädel des Patienten fixiert. Durch die Bohrschablone ist die Zugangsrichtung zum Innenohr eindeutig festgelegt, so dass der Chirurg sicher und hochgenau eine einzige Stichkanalbohrung zum Innenohr anlegen kann.

Die folgende Abbildung zeigt einen Vergleich des werkzeuggestützten minimal invasiven Ansatzes (links im Bild) und der klassischen Operationsmethode (rechts).

Das gesamte chirurgische Vorgehen soll sich durch leichte Erlernbarkeit, intuitive Anwendung, hohe Sicherheit und Genauigkeit sowie reduzierter Material-, Zeit- und letztlich Kostenaufwand auszeichnen.

Da das gesamte Verfahren intraoperativ unter Narkose ablaufen soll, ergeben sich hohe Anforderungen an den Automatisierungsgrad der Planungs- und Segmentierungsalgorithmen für die Verarbeitung der klinischen Bilddaten. Durch diese sollen individuelle dreidimensionale Modelle des Patientenkopfes erstellt werden, welche als Grundlage für die spezifische Fertigung der Bohrschablone dienen. Insbesondere die zuverlässige und ausreichend genaue Segmentierung der nervalen Strukturen, vorrangig des Geschmacksnerv auf Basis intraoperativer Bilddaten (DVT, Digitale Volumen Tomographie) stellte eine besondere Herausforderung dar, welche die HörSys GmbH mit dem Forschungsvorhaben adressierte.

Die Umsetzung der Bohrpfadplanung erfolge prototypisch in der Software Slicer3D.

Veröffentlichungen

2018

  • Rau Th. S., Timm M. E., Kluge M., John S., Stieghorst J., Fröhlich M., Kahrs L., Ortmaier O., Majdani O., Lenarz Th. (2018): Preclinical Evaluation of a Micro-Stereotactic Surgical Targeting System for Minimally In- vasive Cochlear Implant Surgery. In: Proc. of 17th Annual Meeting of the German Society for Computer and Robot Assisted Surgery (CURAC), September 13-15, Leipzig. Pages 154-157.
  • Lexow GJ, Kluge M, Gellrich N-C, Lenarz T, Majdani O, Rau TS (2018): On the accuracy of cochlear duct length measurement in computed tomographic images. Eur Arch Otorhinolaryngol. 275(5):1077-1085.
  • Majdani O., Kluge M., Kreul D., Lexow J., Lenarz T., Rau Th. (2018): Technical accuracy of the stereotactic minimally invasive “RoboJig” system for CI surgery. In Proc. 5th International Conference on Cochlear Im- plants and Other Implantable Auditory Technology (CI 2018), June 27-30, Antwerp, Belgium.
  • Kluge M., Rau Th., Lexow J., Lenarz Th., Majdani O. (2018): Evaluation of the positional accuracy of the RoboJig for minimally invasive cochlear implant surgery. In Proc. 89th Annual Meeting German Society of Oto-Rhino- Laryngology, Head and Neck Surgery, Mai 9-12, Lübeck, Germany.
  • Majdani O., Kluge M., Kreul D., Lexow J., Lenarz Th., Rau Th. (2018): Clinical assessment of the positioning accuracy of the RoboJig system by comparison with anatomical and surgical constraints. 89th Annual Meeting German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery, Mai 9-12, Lübeck, Germany.
  • John S., Kluge M., Erfurt P., Müller S., Lexow J., Kahrs L. A., Rau Th., Ortmaier T., Majdani O., Lenarz Th. (2018): Feasibility of a Simple, Safe, and High-Precision Approach to Minimally Invasive Cochlear Implanta- tion. In Proc. Association for Research in Otolaryngology (ARO). 41:236-237.

2017

  • Majdani O., Kluge M., Lexow G., John S., Kahrs L. A., Ortmaier T., Müller S., Gaa J., Nülle K., Lenarz Th., Rau Th. S. (2017): Minimally invasive, mini-stereotactic approach for Cochlear Implant Surgery (CI): RoboJig. In: Proc. of 16th Annual Meeting of the German Society for Computer and Robot Assisted Surgery (CURAC), October 05-07, Hannover. Pages 37-38.
  • John S., Schurzig D., Alcacer-Labrador D., Timm M. E., Rau Th. S., Lenarz Th. (2017): Combining Surgical Expertise and Statistical Results for the Clinical Evaluation of the Cochlear Size and Shape. In: Proc. of 16th Annual Meeting of the German Society for Computer and Robot Assisted Surgery (CURAC), October 05-07, Hannover. Pages 101-105.
  • Kluge M., Lexow G. J., Lenarz Th., Majdani O., Rau Th. S. (2017): Untersuchung zur Genauigkeit des intraop- erativen Fertigungssystems für den RoboJig. In: Proc. of 16th Annual Meeting of the German Society for Com- puter and Robot Assisted Surgery (CURAC), October 05-07, Hannover. Pages 262-265.
  • Lexow G. J., Kluge M., Majdani O., Lenarz Th., Rau Th. S. (2017): Phantom-based evaluation method for sur- gical assistance devices in minimally-invasive cochlear implantation. In Proc. SPIE Medical Imaging 2017: Im- age- Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling. 101352N.
  • Kluge M., Rau Th. S., Lexow J., Kahrs L. A., Kobler J.-P., Ortmaier T., Lenarz Th., Majdani O. (2017): Eine iterative Entwicklung eines Mini-Stereotaxiesystems für die laterale Schädelbasis. In: Proc. 88th Annual Meeting of the German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery, May 24-27, Erfurt.
  • Majdani O., Kluge M., Lexow G. J., John S., Kahrs L. A., Ortmaier T., Müller S., Lenarz Th., Rau, Th. S. (2017): Minimally invasive, mini-stereotactic approach for Cochlear Implant Surgery: RoboJIG. In: Tagungs- band Festival della Scienza Medica, April 20-23, Bologna.

2016

  • Kluge M., Wellers J.-N., Lexow G. J., Lenarz Th., Müller S., Ortmaier T., Kahrs L. A., Majdani O., Rau Th. S. (2016): Experimentelle Untersuchung zur Bohrgenauigkeit von Spiralbohrern in Knochenersatzmaterial für die minimal-invasive Cochleaimplantat Chirurgie. In: Ansó J. et. al (Hrsg.): Proc. of 15th Annual Meeting of the German Society for Computer and Robot Assisted Surgery (CURAC), September 29 to October 1, Bern. pp. 164- 169.
  • Lexow G. J., Rau Th. S., Kluge M., Majdani O. (2016): Kostengünstige Methoden zum Auffinden präoperativ geplanter Punkte an der lateralen Schädelbasis. In: Ansó J. et. al (Hrsg.): Proc. of 15th Annual Meeting of the German Society for Computer and Robot Assisted Surgery (CURAC), September 29 to October 1, Bern. Seiten 272-276.
  • Rau Th. S., Lexow G. J., Kluge M., Lenarz Th., Majdani O. (2016): An alternative concept for template-guided minimally-invasive cochlear implantation surgery. In: Ansó J. et. al (Hrsg.): Tagungsband der 15. Jahrestagung der Dt. Gesell. für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie e.V. (CURAC), 29.09.-01.10.2016, Bern. Seiten 149-154.
  • Majdani O, Lexow J, John S, Rau T, Lenarz T (2016) Minimally Invasive, individualized stereotactic frame based approach for Cochlear Implant Surgery. 4th Int. Congr. Cochlear Implant Relat. Science. April 27-29, Shiraz, Iran.
  • John S., Rau Th. S., Kluge M., Lexow J., Gaa J., Müller S., Kahrs L., Majdani O., Ortmaier T., Lenarz T. (2016): Designkonzept und daraus abgeleitete Prototypen für eine resthörerhaltende, minimal-invasive CI Oper- ationsstrategie „RoboJig“. In Proc. 87th Annual Meeting German Society of Oto-Rhino-Laryngology, Head and Neck Surgery, May 04-07, Düsseldorf.
  • Rau Th. S., Kluge, M., Dhanasingh A., Sieber D., Lenarz T., Majdani O. (2016): Ein an den minimal-invasiven Zugang zum Innenohr angepasstes Insertionstool und zugehörige CI-Elektrode. In: Tagungsband zur 87. Jahresversammlung der Dt. Gesell. für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals-Chirurgie e.V., 04.-07.05., Düsseldorf.

2015

  • Kluge M., Rau Th. S., Lexow G. J., Kobler J.-P., John S., Lenarz Th., Ortmaier T., Kahrs L. A., Majdani O. (2015): Anatomische Bauraumanalyse für knochenverankerte Mini-Stereotaxiesysteme der lateralen Schädelba- sis. In: Proc. of 14th Annual Meeting of the German Society for Computer and Robot Assisted Surgery (CU- RAC), September 17-19, Bremen. Seiten 337-342.
  • John S., Kluge M., Kobler J.-K., Rau Th. S. Lexow J., Gaa J., Müller S., Kahrs L., Majdani O., Ortmaier T., Lenarz Th. (2015): Towards minimally invasive cochlea implantation by individualized mini-stereotactic frames for children and adults. 12th European Symposium Pediatric Cochlear Implant (ESPCI 2015), June 18-21, Tou- louse.
  • John S., Kluge M., Kobler J. P., Lexow J., Rau Th. S., Gaa J., Müller S., Kahrs L., Majdani O., Ortmaier T., Lenarz T. (2015): RoboJiG – Overview and Design Decisions for a New Integrated, Minimally Invasive CI Surgery Strategy. 3rd Congress of European ORL-HNS, June 07-11, Prag.
  • Majdani O., John S., Kluge M., Kobler J.-P., Lexow J., Gaa J., Müller S., Kahrs L., Ortmaier T., Lenarz T., Rau Th. S. (2015): A novel individualized stereotactic frame for minimally invasive Cochlear Implant Surgery. In: Proc. 49th Annual Conference of the German Society for Biomedical Engineering (BMT), September 16-18, Lübeck.
  • Majdani O., Gerking T., Lexow J., John S., Rau Th. S., Lenarz Th. (2015): Realisierung einer Linearführung für die chirurgische Fräse für den minimal-invasiven Zugangsweg für die Cochlea Implantat Operation. In: Tagungsband zur 86. Jahresversammlung der Dt. Gesell. für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf- und Hals- Chirurgie e.V., 13.05.-16.05. Berlin. doi:10.3205/15hnod112.