Mit Augmented Reality den Kopf gläsern machen

Hoher Druck im Gehirn, z. B. durch Hirnblutungen oder -traumata, kann zu irreparablen Schäden führen. Um diese Folgen zu verhindern, wird mit einem chirurgischen Eingriff das Ventrikelsystem im Gehirn punktiert und so der Druck durch Flüssigkeitsentnahme gesenkt.

Stand der Technik

Bislang verlassen sich Patienten und Patientinnen bei dieser Gehirnoperation rein auf die Fähigkeiten der Operierenden. Da während der OP nur der Operationsbereich am Schädel frei liegt, können sich Operierende nicht visuell, z. B. an der Nase, orientieren, um Einstichstellen zu bestimmen. Sie nutzen zweidimensionale CT-Bilder und haptische Gegebenheiten, um die Einführpunkte der Instrumente, die Kocherpunkte, sowie die Trajektorie, die optimale Einstichbahn, festzulegen.

Technologie

Am Institut für Anthropomatik und Robotik (IAR) des KIT wurde ein System entwickelt, um Informationen aus CT-Bildern so aufzubereiten, dass sie mittels Datenbrille auf den Kopf des Operierten projiziert werden können. Die Informationen im Sichtfeld unterstützen die Operierenden so bei der Bestimmung von Einstichstelle und -winkel. Dazu werden bestehende CT-Bilder mittels konventioneller Bildverarbeitung in 3D-Modelle umgewandelt. In wenigen Sekunden ist das individuelle Modell errechnet.  Durch die Überlagerung des individuellen Patientenmodells mit dem statistischen Mittel lassen sich die ideale Positionierung der Kocherpunkte zur Schädelöffnung einerseits und die relevanten Injektionspunkte andererseits sichtbar machen. Mit einer Datenbrille werden diese Punkte dreidimensional auf dem Schädel visualisiert und geben Orientierung im Sichtfeld des Operierenden.

Vorteile

Versuche an Kopfmodellen haben gezeigt, dass die virtuell unterstützte Punktion um 10 Prozent akkurater wird. Das bedeutet weniger Risiko für Schädigungen und mehr Behandlungssicherheit für Operateure. Auch die Lernkurve verläuft, gerade bei jüngeren Operierenden, durch die visuelle Führung enorm steil, da der perfekte Weg der Instrumente aufgezeigt wird. Die Methode überzeugt im Vergleich mit anderen Verfahren mit der immensen Geschwindigkeit zur Segmentierung und Modellberechnung. 

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Partner aus dem Bereich Medizintechnik zur Erreichung der Marktreife sowie zur Adaption auf andere Operationen.