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Lebensecht: Operationstraining in virtueller Realität

17.11.2008
Chirurgen müssen sich neue Techniken aneignen, um die sanfteren minimal-invasiven Operationen durchführen zu können. Fraunhofer FIRST unterstützte die KARL STORZ GmbH & Co. KG bei der Entwicklung des TUR-Simulators, einem virtuellen Trainer für minimal-invasive Operationen in der Urologie.

Auf der Medica in Düsseldorf haben die Besucher vom 19.-22. November 2008 auf dem Stand von KARL STORZ in Halle 10C, Stand 22 die Gelegenheit, sich von der realitätsnahen Darstellung zu überzeugen.

Minimal-invasive Operationen werden immer häufiger durchgeführt, da sich der Patient nach solchen "Schlüssellochoperationen" schneller erholt und sich so auch die Dauer des Krankenhausaufenthaltes reduzieren lässt. Den Chirurgen stellt die videogeführte endoskopische Operation allerdings vor neue Herausforderungen.

Er muss lernen, mit Hilfe eines Kamerabildes die Organe zu untersuchen und ohne direkten visuellen und taktilen Kontakt krankes von gesundem Gewebe zu unterscheiden. Mit dem TUR-Simulator, den KARL STORZ auf der Basis eines EU-Forschungsprojekts in direkter Kooperation mit dem Fraunhofer FIRST seit 2002 entwickelt hat, können Chirurgen minimal-invasive urologische Operationstechniken erlernen. In virtueller Realität können die Mediziner verschiedene Operationssituationen in Echtzeit üben und so ihre Operationstechnik verbessern. Ein Statistik-Modul zeigt die Lernerfolge an, dabei werden beispielsweise Blutverlust und die Tumorentfernung ausgewertet.

Der TUR (Transurethral)-Simulator ist auf urologische Operationen spezialisiert, die über die Harnröhre durchgeführt werden. Anfänger können sich mit Hilfe des Simulators zunächst mit der Anatomie vertraut machen und die Handhabung der Instrumente ausprobieren. Erfahrenere Mediziner können Operationstechniken, wie die transurethrale Resektion üben, bei der erkranktes Gewebe aus Harnblase oder Prostata abgetragen wird.

Die Operationssituation wird so realitätsnah wie möglich wiedergegeben: Organe und Tumore sind in 3-D dargestellt. Das Erscheinungsbild aller benötigten Instrumente sowie die Funktionen der endoskopischen Kamera wurden integriert. Dem Operateur stehen verschiedene Ansichten mit unterschiedlichen Blickwinkeln zur Verfügung, damit er sich ein ganzheitliches Bild der Operationssituation verschaffen kann. Blutungen und Blutverlust werden realistisch dargestellt. Wie in echten Operationen kann die Blutung mit unterschiedlichen Instrumenten, wie einem Laser oder einer Kugel-elektrode, gestoppt werden. Wurde eine Blutung übersehen oder konnte sie nicht gestoppt werden, verschlechtert sich die Sicht, und der Mediziner muss die gerade behandelte Stelle "virtuell spülen". Sogar der Tastsinn wurde durch eine Kraft-Rückkopplung, einem so genannten Force-Feedback, nachgeahmt. So spürt der Mediziner in seiner Hand, wenn er beispielsweise mit einem Instrument die Blasenwand berührt.

Um eine große Bandbreite von Operationssituationen trainieren zu können, wurde ein "Patient-Creation-Modul" entwickelt, das verschiedene virtuelle Patientenprofile erzeugt. Der "Session-Manager" stellt dem Nutzer verschiedene Tumorarten zur Verfügung. So kann sich der Urologe im virtuellen Training immer wieder neuen Situationen stellen.

Fraunhofer FIRST unterstützte KARL STORZ vor allem bei der realitätsgetreuen Abbildung der Organe, der Integration des Force-Feedbacks, der Flüssigkeitssimulation in Echtzeit sowie bei der Visualisierung des User-Interfaces.

Auf der Medica präsentiert Fraunhofer FIRST auf dem Stand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 10, Stand F05 weitere Projekte. Nähere Informationen zu den Exponaten "Lebenswichtige Softwarequalität" und "Termin- und Ressourcenplanung in der Dialyse" finden Sie unter: http://www.first.fraunhofer.de/veranstaltung/medica08

Bildmaterial stellen wir Ihnen auf Anfrage gern zur Verfügung. Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:

Pressekontakt Fraunhofer FIRST:
Mitra Motakef-Tratar
Referentin Institutskommunikation
Tel.: 030/6392-1814
E-Mail: mitra.motakef-tratar@first.fraunhofer.de
Pressekontakt KARL STORZ:
Petra Gratwohl
Leiterin Marketing Urologie Europa
E-Mail: p.gratwohl@karlstorz.de

Mirjam Kaplow | idw
Weitere Informationen:
http://www.first.fraunhofer.de
http://www.first.fraunhofer.de/veranstaltung/medica08

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