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Aktuelles Projekt: COOLCUT

COOLCUT (Collaboratives Lasersystem mit Optischer Diagnostik von lebensbedrohlichen Knochentumoren für die strukturerhaltende curative MKG-Chirurgie) ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt zur Entwicklung einer präzisen, minimalinvasiven Technologie für die chirurgische Behandlung von Tumoren im Kieferbereich.

Symbolische Darstellung der medizinischen Laserchirurgie: Röntgenaufnahme eines Kiefers mit medizinischem Kreuz und kreisförmiger Sensordarstellung für das COOLCUT-Projekt

Die Mission

Plattenepithelkarzinome der Mundhöhle zählen weltweit zu den häufigsten Krebserkrankungen. Bei fortgeschrittenen Tumoren ist häufig auch der Kieferknochen betroffen. Da bislang kein schnelles intraoperatives Diagnostikverfahren für Knochengewebe verfügbar ist, werden zur Sicherstellung einer vollständigen Tumorentfernung oft großzügige Knochensegmente reseziert. Retrospektive Studien zeigen jedoch, dass in bis zu 45 % der Fälle der Kieferknochen tatsächlich nicht vom Tumor befallen ist.

COOLCUT setzt genau hier an: Durch die Kombination aus robotergeführter Lasertechnologie und optischer Echtzeit-Diagnostik soll es künftig möglich sein, Tumorgrenzen während der Operation präzise zu erkennen. Dadurch können unnötige Resektionen vermieden und bei geringem Knochenbefall minimalinvasive Eingriffe durchgeführt werden – mit dem Ziel, gesunde Knochenstrukturen bestmöglich zu erhalten und die chirurgische Versorgung nachhaltig zu verbessern.

Zentrale Ziele

Ziel von COOLCUT ist die Entwicklung eines robotischen Laseroperationssystems, das

  • die chirurgische Präzision erhöht,

  • minimalinvasive Eingriffe ermöglicht und

  • gesunde Knochenstrukturen maximal erhält.

Das System kombiniert modernste Sensortechnologien mit robotergeführter Lasertechnik:

  • Robotischer Applikator für hochpräzise Laser­schnitte entlang vorgeplanter Schnittlinien

  • OCT-Messverfahren zur Echtzeit-Überwachung der Lasertiefe

  • LIBS-Sensorik zur Analyse der chemischen Zusammensetzung des abgetragenen Gewebes und damit zur Bestimmung von Tumorverteilung am Resektionsrand

  • Dynamische Anpassung der Schnitttrajektorie auf Basis dieser Messdaten

  • Visualisierung in VR zur Unterstützung des Operationsteams in Echtzeit

Innovation und Ausblick

Mit COOLCUT entsteht ein Demonstratorsystem, das in einem experimentellen Operationssaal am UK Aachen eingesetzt wird. Die gewonnenen Mess- und Steuerungsdaten sollen zukünftig die chirurgische Entscheidungs­findung verbessern und dazu beitragen, Kieferknochen auch bei geringem Befall zu erhalten – zum Wohle der Patient:innen und mit Blick auf schonendere Behandlungen.

Projektpartner

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT (Aachen, Deutschland)

Uniklinik RWTH AAchen

DigitalTwin Technology GmbH (Köln, Deutschland)