Chirurg mit Röntgenblick

Chirurgen arbeiten exakt und konzentriert. Es geht um Bruchteile von Millimetern, wenn sie einen Tumor im Kieferbereich entfernen müssen. Fraunhofer-Wissenschaftler stellen auf der Messe MedTec in Stuttgart Halle 4.0, Stand 167 ein neuartiges Darstellungssystem vor: Der Chirurg kann die Operation genauer planen und den Eingriff – mit Hilfe einer dreidimensionalen Projektion des Körperinneren direkt auf den Patienten – noch exakter und schneller durchführen.

„Ein falscher Schnitt, und Nervenfasern sind irreparabel zerstört. Die Informationstechnik hilft bei Operationen Fehler zu vermeiden“, sagt Armin Grab, von der Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG. In dem Forschungsprojekt ARSyS-Tricorder entwickeln die Wissenschaftler ein Augmented-Reality-System, mit dem der Arzt in den Menschen „hineinsehen“ kann.

Wenn ein Tumor am Kieferknochen sitzt, muss der Chirurg auch Knochenmaterial entfernen. Kieferknochen können durch körpereigene Transplantate wieder hergestellt werden. Dazu entnimmt der Chirurg Knochenmaterial aus dem Becken und setzt es im Kiefer wieder ein. „Er muss das körpereigene Transplantat präzise vermessen, entfernen und einsetzen. Durch die Videoüberlagerung der Bilddaten als 3-D-Projektion auf den realen Kieferknochen erkennt der Chirurg auf einen Blick den Operationsweg und kann ihn exakt nachverfolgen“, erklärt Dr. Gernot Goebbels, Leiter des ARSyS-Tricorder Konsortiums den Unterschied zu anderen Navigationssystemen. Die Daten der Magnetresonanztomographie (MRT) und Computertomographie (CT) werden genutzt, um die ideale Entnahmestelle für das Transplantat zu berechnen. Diese Informationen werden in Echtzeit an das Projektionssystem übertragen und auf dem Patienten dreidimensional dargestellt. Zusätzlich kann der Verlauf der wichtigsten Nervenbahnen sowie der Blutgefäße farblich differenziert eingeblendet werden.

Die Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Medienkommunikaton IMK entwickeln die Softwarekomponenten und die graphische Oberfläche der Darstellung des Eingriffs mit Hilfe von AVANGO(TM), einer Software, die den Datenfluss über das Gesamtsystem des ARSyS-Tricorders regelt. Um die Hardware kümmern sich Forscher der TEG: Mit zwei Projektoren wird das virtuelle Bild auf eine Projektionsscheibe geworfen. Ein lichtdurchlässiges Display lenkt das Bild in Richtung des Chirurgen. Er trägt eine Polarisationsbrille, die eine räumliche Darstellung der Bilder ermöglicht.

„Der ARSyS-Tricorder verkürzt den Eingriff. Das ist schonender für den Patienten, und der Chirurg steht für neue Aufgaben bereit“, beschreibt Armin Grab die Vorteile des Systems. Es ist kostengünstiger als gängige Navigationssysteme und auch zu Ausbildungs- und Trainingszwecken einsetzbar.

An der Entwicklung des ARSyS-Tricorders für die Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie arbeiten die Fraunhofer-Wissenschaftler in einem Konsortium zusammen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert und in Zusammenarbeit mit dem center of advanced european studies and research (caesar), der Vertigo-Systems GmbH und dem Hightech-Forschungszentrum für Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie am Klinikum Rechts der Isar in München durchgeführt. Am Klinikum Rechts der Isar werden die zur Zertifizierung notwendigen Untersuchungen des ARSyS-Tricorder durchgeführt.

Ansprechpartner:
Armin Grab
Fraunhofer Technologie Entwicklungsgruppe TEG
Telefon 07 11 / 9 70-37 28, Fax -39 95, armin.grab@teg.fraunhofer.de

Dr. Gernot Goebbels
Fraunhofer-Institut für Medienkommunikation IMK
Telefon 0 22 41 / 14-23 68, Fax -20 40, gernot.goebbels@imk.fraunhofer.de

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Pressefrühstück am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand
auf der MEDTEC 2003
am Dienstag, den 18. März 2003 um 11.00 Uhr
Messe Stuttgart, Halle 4.0, Stand 617

Anmeldung und Auskunft:
Jochen Schmidt
Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT
Telefon 0 68 97 / 90 71-41, Fax -49, medics@medics-network.com