Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der gläserne Patient

19.11.2001


INI-GraphicsNet stellt auf der MEDICA neue Augmented-Reality-Systeme vor

Die bildgebenden Verfahren der Informationstechnik haben die medizinische Diagnostik schon revolutioniert: Aus Ultraschall-, Röntgen- oder Magnetresonanz-Aufnahmen lassen sich sehr detaillierte und anschauliche dreidimensionale Modelle erzeugen, die neue Einblicke ins Innere des Kranken ermöglichen.
Zur Zeit ist die Computerunterstützung bei der Intervention, das heißt beim Eingriff ins Körperinnere mit Hilfe von Instrumenten, erst in Ansätzen verwirklicht. Durch die Technologie der "Augmented Reality" (AR), der so genannten Erweiterten Realität, ist es möglich, dem Mediziner in sein Sichtfeld vom Rechner erzeugte Informationen einzublenden und damit die reale Umgebung zu überlagern. Mit Hilfe von halbtransparenten Brillen oder Displays blickt der Arzt ins Innere des Patienten, kann Organe, Gewebeteile oder Knochen genau betrachten - ohne den Kranken zu berühren oder den Blick von der Eingriffsstelle abzuwenden.
Wie die Technologie der Augmented Reality die Ärzte vor, während und nach einer Intervention optimal unterstützten kann, zeigen Forscher des INI-GraphicsNet auf der MEDICA 2001 in Düsseldorf vom 21. bis 24. November 2001. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD und das Zentrum für Graphische Datenverarbeitung e.V. (ZGDV) in Darmstadt demonstrieren ihre integrierten AR-Lösungen für unterschiedliche medizinische Anwendungen auf dem Gemeinschaftsstand in Halle 14, Stand A05/06.
Ein Szenario aus dem Projekt AR-X-Ray: Zur Behandlung eines Patienten setzt der Chirurg die teiltransparente Datenbrille auf. Sogleich erhält er die anatomischen Strukturen, aus Computertomografie (CT)-Daten ermittelt, lagerichtig über dem Kopf des Patienten eingeblendet. Auf Wunsch erscheinen grafische Zusatzinformationen, beispielsweise ein optimaler Zuweg, den der Arzt so bereits in der Operationsplanung festgelegt hat. Oder das System AR-X-Ray zeigt dem Chirurg millimetergenaue Navigationsdaten an, die im helfen die Instrumente exakt zu führen. Die aktuelle Lage der Weichteile und deren Bewegungen (Deformationen) sollen permanent registriert und die eingeblendeten Daten - ob aus CT, Ultraschall, Magnetresonanz oder anderen bildgebenden Verfahren gewonnen - in Echtzeit angepasst werden. "Mit dem gezielten Einsatz der AR-Technologie kann die Genauigkeit und Qualität einer Operation erhöht und gleichzeitig das Risiko für den Patienten minimiert werden", erläutert Ulrich Bockholt, Projektleiter in der Abteilung "Visualisierung und Virtuelle Realität" am Fraunhofer IGD.
Dass die Augmented-Reality-Technologie auch die Diagnose und Therapie des Blasenkrebses verbessern und damit die derzeit hohe Rückfallquote senken kann, soll das Projekt AR-Urolo zeigen: Wissenschaftler des Fraunhofer IGD und der Dr.-Horst-Schmidt-Kliniken entwickeln gemeinsam eine neue Bildverarbeitungs-Software, um die etablierte Weißlicht-Endoskopie "aufzurüsten". Das interdisziplinäre Experten-Team nutzt die unterschiedlichen optischen Eigenschaften, die zwischen dem Blasentumor und dem gesunden Gewebe der Blasenschleimhaut bestehen. Mit einer innovative Computersoftware ist es zukünftig möglich, diese und weitere Charakteristika zu kombinieren, zu entschlüsseln und direkt auf der AR-Brille, einem Display oder Endoskop-Monitor sichtbar zu machen. So kann der Tumor während der Operation ermittelt, markiert und den Urologen über das Endoskopiebild angezeigt werden. "Mit der verbesserten Endoskopie ist es den Ärzten möglich, das Blasenkarzinom vollständig zu entfernen. Auch die kleinen Satellitentumore, flachen Tumorausläufer und Tumorvorstufen - verantwortlich für viele Rückfälle - sollen damit entdeckt werden können", beschreibt Ulrich Bockholt das Projektziel. Dieses neue Verfahren hat keinen Einfluss auf die Endoskopie- und Operationstechnik - der Patient wird nicht zusätzlich belastet.

Ein frei schwenkbares, halbtransparentes Display kann zum Ausgabemedium der Zukunft werden. Im Projekt MEDARPA realisieren die Partner nicht nur ein derartiges "Augmented Reality"-Fenster zum Patienten, sondern weitere neue Visualisierungs- und Interaktionsverfahren, für den medizinischen Arbeitsplatz der Zukunft. Vor der Operation werden die einzelnen Datensätze des Patienten aus Ultraschall, CT und Röntgenaufnahme im Rechner zu dreidimensionalen Modellen zusammengefügt und stehen dem Arzt vor und während des Eingriffs zur Verfügung. "Der Chirurg kann sich die relevanten grafischen Patientendaten über ein halbtransparentes Display einblenden lassen, die er aktuell benötigt und erhält so Einblick in tiefer liegende Strukturen", so beschreibt Michael Schnaider, Leiter der Abteilung "Visual Computing" am ZGDV, die Vorteile der innovativen Ausgabetechnik. Somit kann der Arzt seine chirurgischen Instrumente präziser setzen. Das ist insbesondere in der Neurochirurgie und der Endoskopie wichtig, denn hier ist bei Eingriffen millimetergenaues Vorgehen unerlässlich. Die Ergebnisse von MEDARPA könnten die Endoskopie wie auch für die minimal invasive Chirurgie entscheidend verbessern. Unter der Führung des Zentrums für Graphische Datenverarbeitung (ZGDV) in Darmstadt forschen im MEDARPA-Projekt Partner wie das Fraunhofer IGD, die MedCom GmbH, die Städtischen Kliniken Offenbach, die Universitätsklinik Frankfurt und das Klinikum Nürnberg Nord. Sie entwickeln neue Lösungen für die Bereiche Herzchirurgie, Pulmologie und Radioonkologie.

MEDICA 2001 Messe Düsseldorf
Halle 14, Stand A05/06
Fraunhofer IGD
Ulrich Bockholt
ZGDV
Michael Schnaider
Telefax: 06151/155-199
E-Mail: ulrich.bockholt@igd.fraunhofer.de 
michael.schnaider@zgdv.de

Kurzprofil INI-GraphicsNet:
Das internationale Netzwerk der Graphischen Datenverarbeitung (INI-GraphicsNet) besteht aus dem Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD, dem Zentrum für Graphische Datenverarbeitung (ZGDV) e.V., beide in Darmstadt und Rostock, und dem Fachgebiet Graphisch-Interaktive Systeme (GRIS) der Technischen Universität Darmstadt. Weitere Institutionen des Netzwerkes sind das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Computergraphik in Chemie und Pharmazie (AGC) in Frankfurt, das Fraunhofer Center for Research in Computer Graphics (CRCG) in Providence, Rhode Island (USA), das Fraunhofer Centre for Advanced Media Technology (CAMTech) in Singapur und das Centro de Computaç"o Gráfica (CCG) in Guimar"es (Portugal).
Innerhalb des Netzverbundes sind an den sechs Standorten über 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie rund 560 wissenschaftliche Hilfskräfte beschäftigt. Bei einem Haushalt von über 41 Millionen EURO bildet das INI-GraphicsNet weltweit den größten Forschungsverbund auf dem Gebiet der Graphischen Datenverarbeitung.

Bernad Lukacin | idw
Weitere Informationen:
http://www.igd.fhg.de/igd-a4/projects/medizin/
http://www.medarpa.de/

Weitere Berichte zu: Datenverarbeitung Graphische Datenverarbeitung IGD ZGDV

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Effizienz steigern, Kosten senken!
17.08.2017 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Maßgeschneiderte Lösungen für APos-Maschinen: Kamerasystem Keyence CV-X100
11.08.2017 | Heun Funkenerosion GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

22.08.2017 | Physik Astronomie

Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Virus mit Eierschale

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie