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RegiLas

Echtzeit-Registrierung und Tracking bei der schonenden retinalen Lasertherapie

Schonende Behandlung diabetischer Makulaerkrankungen

In Deutschland leben derzeit mehr als 6 Millionen Diabetiker mit steigender Inzidenz (2012: ca. 5,9 Millionen Diabetiker, entsprechend 7,2 % der Bevölkerung). Bei den meisten Diabetikern (90% nach 20 jähriger Diabetes) bilden sich mit der Zeit Netzhauterkrankung aus (diabetische Retinophathien). Bei ca. 20 % der Patienten kommt es dabei zu Anschwellungen (Ödemen) der zentralen Netzhaut (Makula), die langsam aber sicher zu einem Sehverlust und unbehandelt zu Blindheit führen.

Die derzeitige Standardtherapie besteht aus Injektionen von Pharmaka direkt in das Auge des Patienten, um die Netzhautanschwellung durch die diabetisbedingte Gefäßleckage der Netzhautgefäße zu reduzieren. Da diese Therapie lediglich solange wirkt, wie das Medikament in ausreichender Konzentration im Auge vorhanden ist, muss diese permanent wiederholt werden, typisch sind ca. 5-7 Injektionen pro Jahr. Da eine einzige Injektion ca. 1.500 € kostet, kommt neben der psychischen Belastung der Patienten, die oftmals auch die idealen Zeitpunkte der Reinjektionen aufschieben, zu einer enormen finanziellen Belastung des Gesundheitswesens mit Kosten von weit mehr als 1 Milliarde € pro Jahr.

Auf der anderen Seite haben erste Studien gezeigt, dass mit ganz milder Laserbestrahlung der Krankheitsverlauf beeinflusst und die Ödembildung verringert werden kann. Allerdings sind diese schwachen Bestrahlungen im Gegensatz zu den üblichen verödenden Laserkoagulationen so mild, dass der Augenarzt die Gewebeeffekte bei Bestrahlung nicht sieht. Durch das Fehlen einer optischen Kontrolle ist die Behandlung selbst und die spätere Verifizierung des Behandlungserfolgs jedoch äußerst schwierig.

Echtzeit-Visualisierung der nicht-sichtbaren Lasertherapie

Um dieses Problem der fehlenden Visualisierung zu adressieren, soll in diesem Verbund ein System realisiert werden, welches die Visualisierung der Effekte ermöglicht. Hierzu soll zunächst ein stereoskopisches Ophthalmoskop aufgebaut werden, dass auf eine übliche Laserbehandlungseinheit (Laserspaltlampe) aufgesetzt werden kann und ein permanentes Bild der Retina im infraroten Spektralbereich aufzeichnet, so dass weder Arzt noch Patient dadurch irritiert werden. Dazu wird eine Software erstellt, die das Auge und die behandelten Orte auf der Netzhaut während der Lasertherapie erfasst und die bereits applizierten Läsionen dem Arzt während der Behandlung simultan aufzeigt.

Gleichzeitig wird während der Behandlung eine Übersichtskarte erstellt, die bei späteren Untersuchungen als Kontrollwerke dient. Zur Therapie wird ein temperaturgesteuertes Regelungsmodul für den Behandlungslaser realisiert, das
eine immer die gleiche, vorher vom Arzt vorwählbare Stimulationstemperatur bei der Bestrahlung an der Netzhaut erzielt, egal wie stark die Lichttransmission
des individuellen Auges und die Pigmentierung der Retina an der behandelten Stelle auch sind. Alle Partner realisieren ein Funktionsmuster dass in
einer Pilotstudie klinisch erprobt wird. Mittels elektroretinographischer Untersuchungen vor und nach Behandlung soll neben dem Visus des Patienten
auch objektiv eine Regeneration der Netzhaut evaluiert werden.

 

Paper:

von der Burchard C, Real-Time Temperature-Controlled Retinal Laser Irradiation in Rabbits. Transl Vis Sci Technol 13: 26, 2024

Abbas HS, Modeling and Temperature Control of Retinal Laser Therapy. IFAC-PapersOnLine, 53:16451-6, 2020

Abbas HS, An Automatic Feedback Temperature Control for Retinal Laser Treatments. Investigative Ophthalmology & Visual Science; 60:3675-, 2019

Herzog C, Temperature-controlled laser therapy of the retina via robust adaptive H∞-control. at-Automatisierungstechnik, 66:1051-63, 2018

Baade A, Power-controlled temperature guided retinal laser therapy. J Biomed Opt. 22, 2017

Tode J, Laser Thermal Stimulation of the Retina (TS-R) reduces Thickness of Bruch’s Membrane (BrM) in Apolipoprotein (Apo) E knock out Mice. Investigative Ophthalmology & Visual Science 57, 2016

Schlott K, Lesion strength control by automatic temperature guided retinal photocoagulation. J Biomed Opt. 21:098001, 2016

Brinkmann R, Real-time temperature determination during retinal photocoagulation on patients. J Biomed Opt.,17:061219, 2012

 

Proceedings:

Theisen-Kunde D, Real-time temperature-control for cw retinal laser therapy in a clinical study. European Conferences on Biomedical Optics; Munich: SPIE. 2023

von der Burchard C, Improved Accuracy in Retinal Laser Therapy by Real-Time Temperature Control. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 63:3800 – F0221, 2022

Hutfilz A, Comparison between continuous wave and 10 kHz pulsed laser irradiation with regard to thermal damage on ex-vivo RPE explants. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 63:3802 – F0223. 2022

Abbas H, Toward feedback temperature control for retinal laser treatment: Proc. SPIE vol EB106; 2019

Überlagerung der Echtzeit IR-Videobilder mit Laserstrahl auf das Live-Bild des Arztes (Quelle: RegiLas-Konsortium)
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