Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blut und Rauch: Operationssimulation noch realer

28.01.2011
Virtuelle Chirurgie mit neuen visuellen Effekten angereichert

Vergossenes Blut und brennendes Fleisch können jetzt genau nachmodelliert werden. Die Entwicklung des Rensselaer Polytechnic Institute soll es ermöglichen, die virtuelle Chirurgie realistischer zu machen.

Üben an Simulatoren

Wie Piloten üben auch Chirurgen ihr Handwerk an Simulatoren. Sensoren in den künstlichen Organen geben die Daten an einen Computer weiter, auf dessen Bildschirm sichtbar wird, wie wirkliche Organe auf einen Eingriff reagieren würden. Dieser Teil der Simulation in Realzeit verbraucht derzeit allerdings den Großteil der Ressourcen von heutigen Hochleistungsrechnern. Andere wichtige Aspekte von Operationen können nicht dargestellt werden und verringern so die Echtheit der Simulation.

Das Gewebe im Unterleib verfügt über sehr viele Blutgefäße. Kommt es beim Kauterisieren zu einem Kontakt von Gerät und Gewebe, entsteht Rauch und es kann zu einer Blutung kommen. Diese Effekte sind in einer Simulation nur schwer darzustellen. Der Grund dafür ist, dass derartige Simulationen es erfordern, dass jedes Mal Gleichungen für die Dynamik von Flüssigkeiten gelöst werden. Die derzeitige Technologie braucht dafür Stunden.

Vorprogrammierte visuelle Effekte

Um dieses Problem zu lösen, haben Wissenschaftler ein Verfahren entwickelt, das vorprogrammierte visuelle Effekte in die Simulationen einblendet. Am Anfang standen Videos von wirklichen minimalinvasiven Eingriffen, die zeigten wie der Rauch dem Chirurgen die Sicht versperren kann. Diese Clips zeigten den dichten Rauch an der Spitze des Instruments und den weiter entfernten schwachen Rauch. Diese Sequenzen wurden gespeichert und anschließend ein Algorithmus entwickelt, der es dem Computer ermöglicht, sie immer dann aufzurufen, wenn das Gerät zum Kauterisieren eingesetzt wird.

Die Software aktualisiert die eingebundenen Bilder mit 30 Frames pro Sekunde. Das ist schnell genug, um der Simulation einen interaktiven Charakter zu verleihen. Die Dichte des Rauches hängt von der Dauer des Einsatzes des Gerätes ab und vom Abstand zum Operationsgebiet.

Für die Simulation von Blutungen greift ein anderer Algorithmus auf eine Datenbank zu den Gefäßen in einem bestimmten Bereich des Körpers zurück. Das Ausmaß der wahrscheinlichen Blutung wird basierend auf der Tiefe des Einschnitts geschätzt und eine entsprechende Menge an Blut wird auf dem Bildschirm sichtbar. Die Wissenschaftler arbeiten laut NewScientist an weiteren Verbesserungen der Software. Sie soll noch realistischer werden. Denkbar ist sogar ein Einsatz bei Videospielen.

Michaela Monschein | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://rpi.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Auf die richtige Verbindung kommt es an: Tiefe Hirnstimulation bei Parkinsonpatienten individuell anpassen
22.06.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

nachricht Forschungsprojekt BabyLux: Neues Messinstrument schützt Frühgeborene vor Gehirnschädigungen
12.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Umfangreiche Fördermaßnahmen für Forschung an Chromatin, Nebenniere und Krebstherapie

28.06.2017 | Förderungen Preise

Immunabwehr: Wie Proteine Membranbläschen zusammenbringen

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das Auto lernt vorauszudenken

28.06.2017 | Maschinenbau