Multimodal Guidance in Neurosurgery
- Reference number
- RMX18-0056
- Project leader
- Wårdell, Karin
- Start and end dates
- 200101-251231
- Amount granted
- 35 000 000 SEK
- Administrative organization
- Linköping University
- Research area
- Life Science Technology
Summary
This Neuroengineering project combines biophotonics with intraoperative MRI (iMRI) for clinical studies of neurosurgical disorders including brain tumors, aneurysm bleedings and brain trauma. The objectives and expected outcomes are: 1) Quantify brain tumor marginal zone intraoperatively for increased patient survival time especially for infiltrative tumors. 2) Introduce intraoperative optical biopsy and real-time “vessel alarm” in brain tumor diagnostics for increased diagnostic yield, decreased hemorrhage and shorter operating time. 3) Monitor and image cerebral blood flow in the neurointensive care for detection of vasospasm and secondary bleedings in brain trauma. Fiber-optic systems (laser Doppler flowmetry, Raman, reflectance and fluorescence spectroscopy) and probes will be translated for integration with iMRI in the neurosurgical setting. A novel combined operating room and 3T MRI at the Neurosurgery Clinic will make this possible. Data and image analysis methods will be developed. Our strength is the long track-record of working cross-disciplinary and our skills to adapt and translate the engineering designs for clinical studies. The Project is grounded on existing expertise in biomedical optics and instrumentation, neurosurgery, neuroradiology, neuropathology, MR-physics and medical imaging. The combination of fiber-optics with iMRI will increase the knowledge of the human brain and open up new horizons with high-gain for treatment of neurosurgical disorders.
Popular science description
Neuroteknik är ett forskningsområde där ingenjörs- och neurovetenskap samverkar. I det föreslagna projektet kommer medicintekniska ingenjörer och neurokirurger att arbeta tillsammans för att utveckla optiska tekniker som kan användas vid magnetresonans tomografi (MRT) undersökningar i samband med neurokirurgiska sjukdomar som hjärntumörer, skallskador och hjärnblödningar. Projektet har flera mål. Ett är att använda fiberoptiska system tillsammans med MRT för att förbättra operationer av hjärntumörer. Ett annat mål med projektet är att kunna utföra säkrare operationer när en biopsi ska plockas ut ur tumören för att bestämma tumörtyp. Ett tredje mål är kombinera rutinmässig monitorering, optik och MRT för att registrera hjärnans blodflöde på patienter som befinner sig på neurointensivvården efter en skallskada eller hjärnblödning. Här hoppas vi kunna ta fram en metod för att upptäcka sekundära blödningar så tidigt som möjligt. Vi kommer att kombinera olika fiberoptiska system och utveckla nya mätprober som kan användas i MRT under operation och neurointensivvård. En ny kombination av neurokirurgisk operationssal och MRT-kamera kommer göra detta möjligt. Data och bildbehandlingsmetoder kommer att utvecklas och användas för att sammanställa informationen från de olika mätsystemen. Genom att kombinera fiberoptiska mätsystem med MRT kommer vi att få ny kunskap om den mänskliga hjärnan samtidigt som det kommer direkt till stor nytta för behandling av neurokirurgiska sjukdomar.