Real, realer, am realsten

24. Januar 2008
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Die so genannte Augmented Reality, zu Deutsch "erweiterte Realität", gilt als Technologie der Zukunft. Sie vereint virtuelle und reale Bilder - jetzt setzt sich dieser Trend in der Medizin durch. Chirurgische Eingriffe können dadurch eine nie gekannte Dimension erreichen.

Die Brille des Operateurs erinnert ein bisschen an Karneval. Kleine weiße Kugeln spicken die Kanten des Nasengestells, die Gläser leuchten mitunter in verschiedenen Farben auf. Und doch: Dass und was der Chirurg durch seine Spezialbrille sieht, galt noch vor einem Jahrzehnt als reine Utopie – heute erobert die Augmented Reality (AR) die Welt der Medizin.

Das Prinzip, das den Blick in die Tiefen des menschlichen Körpers simultan zur realen Wahrnehmung erlaubt, ist einfach. Zunächst generieren herkömmliche Bildgebungsverfahren wie CT oder MRT die nötige Datenbasis für die Erstellung eines dreidimensionalen Abbildes des Patienten. Wo welche Arterie verläuft, oder an welcher Stelle ein eingedrungener Fremdkörper genau liegt, lässt sich auf diese Weise zunächst rein statisch erfassen. Richtig spektakulär sind derartige Aufnahmen damit noch nicht. Erst ihre Projektion auf die eigens dazu entwickelte Polarisationsbrille des Arztes vollbringt das Novum im OP-Saal: Der Doc sieht die reale Welt mit seinen eigenen Augen – und erhält die virtuellen Daten als visuellen Bonus obendrein. Perfekt ist damit jene Illusion, mit eigenen Augen selbst das sehen zu können, was eigentlich unterhalb der Haut seines Patienten liegt.

 

Chirurg sucht das Superbild

Damit sich die Bewegungen des Arztes in Echtzeit auf die Projektion im Spiegelglas übertragen lassen, und beispielsweise das Skalpell während der AR-gestützten OP nicht mit Zeitverzögerung ins Fleisch dringt, sorgt ein spezielles Infrarot-Trackingsystem in Form der kleinen Kugeln am Brillenrand und Markierungspunkte auf dem Körper des Patienten für die Erfassung des korrekten Blickwinkels. Egal, wie sich Doc und Patient von nun an zueinander räumlich betrachtet befinden, die Brille des Arztes oder das eingesetzte Display liefern stets das real-aufgerüstete Superbild.

Erste Systeme dieser Art sorgten innerhalb der IT-Branche bereits vor Jahren für Aufsehen, als der vom Fraunhofer Institut für Medienkommunikation (IMK) mitentwickelte ARSyS-Tricorder den Fachmedien vorgestellt wurde.

Mittlerweile zählen AR-Systeme für die Medizin zu den Hoffnungsträgern deutscher Innovationskunst, kaum ein anderer Bereich der Bildgebungsverfahren birgt so viel Potenzial wie die auf Polarisationsbrillen oder Displays eingespielten, visualisierten Rohdaten des Menschen. Ob Punktion, Biopsie, Herzchirurgie oder Krebs- und Brachytherapie, kaum ein Gebiet scheint für den Einsatz der Technologie ungeeignet.

So "existiert auch noch sehr großes Potenzial, Ärzte bei der Führung und Positionierung der Nadel oder einem anderen Instrument zu unterstützen", wie es auf den Web-Seiten des MEDARPA-Projektes, ein vom BMBF gefördertes Vorhaben zur Etablierung eines kostengünstigen und praktikablen AR-Systems, heißt.

Erfolgreiches Testing

Tatsächlich machten sich Ärzte an Unikliniken daran, die Segen der AR-Technik in der Praxis zu prüfen. So testete die Uniklinik Frankfurt in einem Versuchsaufbau das AR-Display, auch die Radioonkologie und interdisziplinäre Onkologie des Klinikums Offenbach beteiligte sich wie viele andere Institutionen am MEDARPA-Projekt. Wie sich die Technologie in der Praxis umsetzen lässt beschreiben die Fachleute am Beispiel einer Punktion: "Der Patient wird narkotisiert und mit starrem Rohr intubiert. Sobald die Punktionsnadel in das Trachealsystem des Patienten eingeführt wird, ist die Spitze im AR-Display als Leuchtpunkt zu sehen. Dadurch ist es möglich, den genauen Punktionsort zielsicher zu lokalisieren".

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