Minimalinvasive Operationsverfahren verdrängen aufgrund kürzerer Genesungszeiten und geringerer Komplikationen konventionelle chirurgische Eingriffe. Für die Bewertung und Zulassung dieser Verfahren muss das Risiko für den Patienten vor der Operation bekannt sein. Hierfür existiert aktuell kein Risikomodell, das umfassend genutzt werden kann. Das Risiko wird meist experimentell abgeschätzt, was mit hohen Kosten und erhöhten Gefahren für die Versuchspersonen verbunden ist. Dies gilt insbesondere für minimalinvasive Verfahren, bei denen Zugänge in der Nähe von sensitiven Strukturen, wie z. B. Nerven oder Arterien, gebohrt werden müssen. Hierbei können die sensitiven Strukturen sowohl durch einen mechanischen Kontakt des Bohrers als auch durch eine thermische Verletzung geschädigt werden.
In dieser Arbeit wird ein Risikomodell für thermische Verletzungen bei minimalinvasiven Bohrprozessen an der lateralen Schädelbasis entwickelt, um das Patientenrisiko für diese Form der Eingriffe präoperativ abschätzen zu können. Mit Hilfe des
entwickelten Risikomodells ist es erstmalig möglich das Risiko für den Patienten bewerten und auf einzelne Unsicherheitskomponenten zurückführen zu können. Es kann damit
als Grundlage für die Zulassung sowie für eine zielgerichtete Optimierung des Eingriffes
genutzt werden. Zentraler Bestandteil des Risikomodells ist die Auftrittswahrscheinlichkeit für thermische Verletzungen, welche aufgrund eines zu hohen Energieeintrages durch den Bohrprozess entstehen. Der Energieeintrag wird in der Medizin durch den CEM43-Wert angegeben und entspricht der Zeitdauer, über die eine Struktur 43°C ausgesetzt sein müsste, um denselben Energieeintrag zu erhalten. Für den CEM43-Wert wird erstmalig eine Unsicherheitsbetrachtung durchgeführt. Für den Anwendungsfall, dass die Temperatur bohrkopfintegriert gemessen wird, wird zudem ein Wärmeleitungsmodell inklusive Unsicherheitsbetrachtung aufgestellt, um den Energieeintrag in die sensitive Struktur abschätzen zu können. Dabei werden alle Einflussparameter und Prozessunsicherheiten entlang der gesamten Prozesskette des minimalinvasiven Eingriffes beachtet. In Versuchen mit knochenäquivalentem Material wird anschließend gezeigt, dass die Temperaturprognose innerhalb der Unsicherheitsbereiche mit der gemessenen Temperatur übereinstimmt. Anschließend wird am Anwendungsszenario einer Cochlea-Implantation am Innenohr beispielhaft gezeigt, wie mit Hilfe des Modells das Patientenrisiko konkret angegeben werden kann.