Innovation für taube Menschen

20.09.2018

Rund um den Planeten tragen 300 000 hochgradig Schwerhörige ein Cochlea-Implantat, in der Schweiz sind es derzeit 2600. Doch die Implantation erfordert ein Bohren nahe heiklen Strukturen, besonders dem Gesichtsnerv. Um eine Gesichtslähmung auszuschliessen, darf der Operateur deshalb beim Eingriff diesen nicht verletzen. Die Berner Forscher am Institute for Human-Centered Engineering HuCE haben eine Lösung.

Heute bereitet dem Chirurgen vor allem der für die Muskulatur von Gesicht und Stirn, für Mimik und Gestik sowie die Bewegung der Augenlider verantwortliche Gesichtsnerv Probleme, denn dieser führt durch das Mittelohr und liegt auf dem Weg dahin, wo der Chirurg das Implantat einsetzen muss. Verletzt er den Nerv, kann die Gesichtsmuskulatur auf der Implantat-Seite vorübergehend oder auch dauerhaft erschlaffen.

Neue Werkzeuge für neue Herausforderungen

Deshalb wird heute der Bohrer oft kurzzeitig mit einer Stimulationselektrode ausgetauscht, die ein kurzes elektrisches Signal abgibt. Nähert sich die Stimulationselektrode dem Nerv, wird der Nerv angeregt und feuert sogenannte Aktionspotenziale ab. Diese laufen entlang der motorischen Nerven und aktivieren die entsprechenden Muskelfasern. Die Muskelaktivität wird durch elektromyographische Elektroden (EMG) gemessen. Das Nervenmonitoring-System verarbeitet und analysiert diese EMG-Signale. Überschreiten sie einen bestimmten Schwellenwert, schlägt das System Alarm. Der Chirurg weiss dann, dass er in der Nähe des Gesichtsnervs ist. «Nervenmonitoring beim Implantieren eines Cochlea-Implantats braucht heute typischerweise sich ändernde Werkzeuge», bilanziert Adrian Sallaz. «Man muss das chirurgische Werkzeug wie den Bohrer und die Stimulationssonde zur Nervenstimulierung abwechselnd einsetzen. Die Entfernung zwischen Bohrer und Nerv wird deshalb nicht kontinuierlich gemessen und der Prozess der wechselnden Instrumente ist zeitaufwendig und unterbricht den Chirurgen im Arbeitsprozess. Mit unseren Arbeiten wollen wir dank des neuen Systems eine kontinuierliche Nervenüberwachung während der Bohrung garantieren: Chirurgischer Bohrer und Stimulationselektrode sind dann in einem einzigen Produkt vereint.»

Erfolgreiche Masterarbeit

An der Berner Fachhochschule hatte Adrian Sallaz schon seine Masterarbeit diesem Thema gewidmet, unter der Leitung von Professor Volker Koch: «Adrian Sallaz hat in unserem Studiengang Master of Science in Biomedical Engineering, einem Angebot der Universität Bern und Berner Fachhochschule, eine äusserst erfolgreiche Arbeit abgeschlossen », betont der Direktor der Masterprogramme. «Diese führte sogar zu einem Patent, Grundstein für ein KTI-Projekt.» Als Industriepartner beteiligten sich die Firma Bien-Air Surgery SA in Le Noirmont, welche erwähnte Bohrsysteme entwickelt, und die in Deutschland domizilierte inomed Medizintechnik GmbH, die Stimulationselektroden und Monitoring-Systeme konzipiert. Damit entstand ein Schulterschluss idealer, weil komplementärer Wissensträger in einem Joint-Venture für die Entwicklung sowie spätere Herstellung und den Verkauf eines kombinierten Bohr- und Nervenüberwachungs- Systems. Unter der Federführung von Professor Volker Koch und Professor Jörn Justiz konzipierten Adrian Sallaz, seine Kollegen Roman Amrein und Sascha Tschabold sowie weitere Entwickler und Studierende das neuartige chirurgische Bohrsystem.

Ganzer Artikel | Swiss Engineering STZ | September 2018

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