Patienten werden bald im künstlichen 3D-Raum operiert

- Was den Autofahrer sicher durch den Straßendschungel führt - ein computergesteuertes Navigationssystem - das kann auch dem Chirurgen helfen, der möglichst genau, schnell und mit bestmöglichem Ergebnis ein Operationsziel anpeilen will. Erste Systeme sind bereits auf dem Markt. Doch der Navigator namens "ARSyS-Tricorder", der jetzt in München von einer Forschergruppe vorgestellt wurde, ist mehr als ein "GPS für Chirurgen": Das sensationelle neue Navigationssystem bezieht in einer "erweiterten Realität" (AR) den echten Patienten in die künstliche 3D-Virtualität mit ein. Am Computer oder am Modell entstandene Operationsplanungen können so direkt und in einer Genauigkeit von 0,6 bis 0,8 Millimeter im Operationssaal umgesetzt werden.

<P>Das System wird interaktiv vom Chirurgen gesteuert, ist also kein Roboter. Durch ein Infrarot-Tracking-System reagiert es aber auf alle Bewegungen - der Computer weiß also immer, wo der Operateur gerade ist, und wie der Patient bewegt wird. </P><P>"Der ARSyS-Tricorder wird die Medizin verändern"</P><P>Ärzte, Informatiker und Ingenieure haben vier Jahre an dem System getüftelt, dessen Prototyp jetzt im Hightech-Forschungs-Zentrum der TU München am Klinikum rechts der Isar vorgestellt wurde. "Wir suchten damals nach einer Lösung, wie wir unsere sehr genau an Schädelmodellen simulierten Operationsplanungen in gleicher Präzision am Patienten durchführen konnten", erklärt Prof. Hans-Florian Zeilhofer, heute Leiter des Hightech-Forschungszentrums (HFZ) der TU München am Klinikum rechts der Isar und Chef der Kiefer- und Gesichtschirurgie am Uniklinikum Basel. Zeilhofer und sein Stellvertreter in Basel und München, Privatdozent Robert Sader, fanden bei dem Informatiker Gernot Goebbels und seinem Mitarbeiter Klaus Troche am IMK-Institut der Fraunhofer Gesellschaft in St.Augustin (bei Bonn) die richtigen Forschungspartner für das Projekt. </P><P>"Der Trick des Systems ist im Grunde, dass der Chirurg denkt, das virtuelle Bild der Planungen kommt direkt vom realen Patienten", so Goebbels, der Projektleiter. Doch was so einfach klingt, erforderte hohe Kreativität, die Entwicklung völlig neuer Software und viele Versuche mit Spiegelsystemen und und Stereokameras, bis im Herbst 2003 der Prototyp des mobilen Systems da stand. <BR>Ein variabel einsetzbarer Navigator. "Er kann in verkleinerter Form auch für ambulante Eingriffe eingesetzt werden", betont der Diplomingenieur Armin Grab von der Fraunhofer Technologie Entwicklungsgruppe Stuttgart, der den ARSyS-Tricorder konstruiert hat.<BR><BR>"Dem Chirurgen verhilft er zu einer genauen räumlichen Orientierung in anatomischen Strukturen, die sonst während der Operation kaum sichtbar werden", so Privatdozent Sader begeistert: "Wir können so sicher zum Operationsziel navigieren, ohne empfindliche Nervenbahnen oder Blutgefäße zu verletzen." Es könnten auch bisher als riskant geltende Operationswege, etwa zu einem tief liegenden Tumor, minimalinvasiv angesteuert werden. "So mancher Eingriff mit großen Schnitten von außen ist damit unnötig", so die Mediziner.</P><P>Die Technologie aus den Fraunhofer-Forschungsstuben ist "in der Praxis gereift" - sie wurde in einzelnen Entwicklungsschritten am Patienten getestet und analysiert.</P><P>Heraus kam ein System, das sich an unterschiedlichste Situationen anpasst und sich durch eine Spezial-Software sogar in der virtuellen Darstellung in Echtzeit auf die Elastizitätsveränderungen der Weichteile des Gesichts beim chirurgischen Eingriff einstellt. Die Bilddatenbearbeitung für die virtuelle Darstellung erfolgt am Großforschungszentrum "caesar" in Bonn. Gesteuert und kontrolliert wird der Navigator vom Operateur. Doch da man verschiedene Planungsebenen und Bilddaten einblenden kann, gibt es für die assistierende Bedienung durch das OP-Personal ein Touchpanel am Monitor.</P><P>"Der ARSyS-Tricorder wird die gesamte operative Medizin nachhaltig verändern", so die Ärzte. Nach Abschluss der Zertifizierung durch die Medizintechnik unter Leitung von Dipl.-In. Klaus Albrecht am Klinikum rechts der Isar wird der Navigator zuerst von Zeilhofer und Sader im OP erprobt, doch das Interesse in anderen Chirurgiefächern ist bereits groß.</P><P>Der Mund-Kiefer-Gesichtschirurg Robert Sader zeigt hier, wie leicht der Navigator während der Operation zu steuern ist. Durch eine (3D)-Polariationsbrille blickt er auf auf einen halbtransparenten Spiegel, der über dem Patienten hängt und sieht ein virtuelles 3D-Bild, das mit dem realen Kopf des Patienten (hier ein Modell) zu verschmelzen scheint. Das System kann auch vom OP-Tisch weggeschwenkt werden.</P><P>Internet:</P><P>www.arsys-tricorder.de;</P><P>www.hfz.info</P><P> </P>

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