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Donnerstag, 18. Mai 2017, Ausgabe Nr. 20

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Medizintechnik

Augmented Reality im OP

Von Jutta Witte | 13. November 2015 | Ausgabe 46

Computertechnik lässt reale und virtuelle Welten immer mehr zusammenwachsen. Augmented Reality (AR), früher ein „nice to have“ für Spielefans, ist inzwischen ein Megathema – auch in der Medizintechnik. So lässt sich etwa die Strahlenbelastung im OP-Saal erheblich senken.

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Foto: Doris Herrmann/TUM

Besserer Einblick in den menschlichen Körper – mit optischem Tracking und Head Mounted Display. Das erleichtert die Diagnose und liefert wichtige Daten für die Planung minimal-invasiver Eingriffe.

Der Arzt hat seine Datenbrille aufgesetzt und untersucht den Unterleib des „Patienten“. Ohne den Blick von der Versuchspuppe abzuwenden, zeigt ihm das Gerät Schicht für Schicht Lage und Struktur der Organe, Knochen und Gefäße – farbig und in 3-D. Das, was er real sieht, wird ergänzt durch Informationen von MRT- oder CT-Aufnahmen.

„Wir arbeiten an Systemen, die Patienteninformationen und das, was aktuell geschieht, auf einen Blick und in Echtzeit sichtbar machen“, erklärt Nassir Navab, Inhaber des Lehrstuhls für Informatikanwendungen in der Medizin & Augmented Reality an der TU München (TUM).

Sein Team erforscht und testet gemeinsam mit Medizinern der Ludwigs-Maximilians-Universität München Augmented-Reality-Anwendungen – vor allem in der Orthopädie, bei Bauchspiegelungen zum besseren Schutz der Blutgefäße oder bei Biopsien.

Im Idealfall genügt ein einziges Röntgenbild

Klinisch getestet ist bereits der Camera Augmented Mobile C-Arm (CamC). Der CamC hilft beim chirurgischen Eingriff. Er umkreist den Patienten und macht bis zu zwölf Röntgenbilder zur besseren Orientierung des Arztes. Dies aber erhöht die Strahlenbelastung von Patienten und OP-Personal.

Der CamC wird nun um eine Videokamera erweitert, die die Markierung für den Eingriff aufzeichnet. So kann der Chirurg am Monitor genau verfolgen, wo sich sein Instrument in Relation zur Markierung befindet. Eine zweite Kamera, im rechten Winkel zu Röntgenkamera und Life-Kamera angebracht, liefert Informationen zur Lage des Instrumentes. Im Idealfall genügt so ein einziges Röntgenbild für die OP.

Auch Leberoperationen könnten künftig durch AR-Anwendungen kürzer und mit weniger Komplikationen ablaufen. Dass sie mithilfe von 3-D-Darstellungen des komplexen Organs mit seinen vier Gefäßsystemen geplant werden, ist bereits „state of the art“.

Die am Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin (Mevis) entwickelte Software hilft, CT-Aufnahmen der Leber in 3-D-Bilder umzuwandeln und wichtige Volumenwerte zu berechnen. So bereiten die Ärzte die OP vor; wichtige Ansichten können sie aber nur als Screenshot oder auf dem Tablet-PC mit in den OP-Saal nehmen.

„Unser Ziel ist es, die kompletten Daten über eine mobile App in den OP zu bringen und sie dort interaktiv zu nutzen“, erklärt Mevis-Wissenschaftler Alexander Köhn.

Die Software soll mit weiteren Funktionalitäten für intraoperative Anwendungen ausgestattet werden, um den Chirurgen neue Werkzeuge – etwa für die virtuelle Durchtrennung von Gefäßen – an die Hand zu geben. Zudem sollen die virtuellen Daten, die im Tablet-PC abgelegt sind, übereinander gelegt werden mit Bildern, die die Tablet-Kamera in Echtzeit von dem Organ liefert. „Dies kann Resektionen, bei denen die Ärzte sich im Moment noch in Millimeterarbeit mit dem Skalpell vorarbeiten, wenn sie Gefäße freilegen und abbinden müssen, beschleunigen“, sagt Köhn. 

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