HoloMed - Kontextsensitive Unterstützung eines Chirurgen im Operationssaal durch Augmented Reality
Die Ventrikelpunktion des Gehirns ist ein neurochirurgischer Eingriff, der in Deutschland mehr als 20.000 Mal pro Jahr angewendet wird, um eine Entlastung des Hirndrucks zu erreichen. Häufig ist sie in Notfallsituationen, wie z. B. bei Gehirnblutungen, Schädel-Hirn-Trauma oder Schlaganfall angezeigt. Der Ventrikel ist ein mit Hirnwasser gefüllter Hohlraum im Gehirn, der dort in etwa vier Zentimetern Tiefe liegt und eine längliche Form mit einer Breite von ca. einem Zentimeter hat, die jedoch stark variieren kann. Die Punktion wird mittels Katheter durchgeführt, wobei eine optimale Lage des Katheters nur in etwa zwei Dritteln der Fälle erreicht wird, obwohl selbst hierfür teils mehrere Punktionsversuche erforderlich sind. Die Hauptschwierigkeit ergibt sich durch die fehlende Echtzeit-Verifikation der Lage des Katheters im Gehirn.
Diese Problematik aufgreifend, soll das Projekt HoloMed dazu beitragen, die Ventrikelpunktion sicherer und effizienter durchzuführen. Dafür soll im Vorhaben ein Assistenzsystem für neurochirurgische Abläufe durch eine flexible, mobile und kostengünstige Augmented Reality (AR) Lösung realisiert werden. Der Chirurg soll bei der Bestimmung und Festlegung des Einstichpunktes und des Einführwinkels durch überlagerte Informationen auf einer AR-Brille unterstützt werden, um so sicher die Zielregion mit dem Instrument zu erreichen. Herzstück des Vorhabens ist die Visualisierung direkt im Blickfeld des Chirurgen, welche sich nahtlos in den OP-Ablauf integriert und den Eingriff ohne Einschränkungen unterstützt.
Das Projekt HoloMed verknüpft komplexe Registrierungsverfahren, um das virtuelle 3D Modell (die Pfadplanung) mit der realen Umgebung (dem Patientenkopf) in Übereinstimmung zu bringen. Durch Einblendung der operationsrelevanten Informationen in das Sichtfeld des Arztes wird dieser ortsgenau informiert, wie er den Katheter optimal führen kann. Die Basis hierfür bilden die Daten aktueller CT- oder MRT-Scans eines Patienten, aber auch aktuelle diagnostische Daten aus der Elektronischen Patientenakte. Aus der Verfolgung des Verlaufs der Operation wird der aktuelle Zustand automatisiert bestimmt. Dem Arzt können damit situationsgerechte Informationen angeboten und die Möglichkeit zur Korrektur gegeben werden.
Im Bereich der Lehre kann HoloMed zur praxisorientierten Ausbildung von Ärzten vorteilhaft eingesetzt werden. Des Weiteren kann die Lösung bei nachgewiesener klinischer Evidenz auf weitere Interventionen (bspw. Nierenpunktion) adaptiert werden.
Das Projekt adressiert damit eine gesellschaftlich zunehmend relevante Problematik und soll einen Beitrag zur Stärkung des Wirtschaftsstandortes Deutschland liefern. Die nationale ITForschung wird so in Europa und international wettbewerbsfähig bleiben, um Deutschland als attraktiven High-Tech-Standort zu gestalten.
Projektkoordinator:
mbits imaging GmbH