Minimal invasive Eingriffe werden einfacher und sicherer gemacht
Computer hilft bei der Orientierung im Körper

Bei der minimal invasiven Chirurgie mit dem Endoskop haben die Ärzte Probleme, sich im Körper des Patienten zu orientieren. Mit Hilfe einer Computersimulation könnte dieses Handicap beseitigt werden. Aus aktuellen Messdaten erstellt der Rechner ein dreidimensionales Bild, das den Arzt durch den Körper führt.

HB HOMBURG. Computersimulation könnte endoskopische Operationen verkürzen, diese sicherer und für den Patienten weniger belastend machen. Fraunhofer-Ingenieure des Instituts für Biomedizinische Technik (IBMT) in St. Ingbert und Bauchchirurgen der Universitätskliniken Homburg/Saar arbeiten gemeinsam mit den Firmen Karl Storz-Endoskope (Tuttlingen) und Toshiba Medical Systems Europe an einer solchen Technik. Sie entwickeln das Computersimulationssystem Araas (steht für "Augmented Reality-Assisted Abdominal Surgery"), das dem Arzt einen dreidimensionalen Blick in den Bereich des Körpers ermöglicht, in dem er operiert.

"Das Computersystem soll dem Chirurgen einen größeren Überblick über den Bauchraum verschaffen und ihm auch verdeckte Strukturen aufzeigen, ohne dass diese zeitaufwendig freigelegt werden müssen", erläutert Dr. Andreas Limberger, Chirurg an der Uniklinik Homburg. Als Beispiel nennt der Arzt die Entfernung der Gallenblase. Dabei darf der im Endoskopbild unsichtbare Gallengang nicht verletzt werden. "Die genaue Identifizierung braucht Zeit und erfordert viel Präzision und Geschick", unterstreicht Limberger. Araas soll das Innere des Körpers sichtbar machen und gleichzeitig den räumlichen Blick auf Nachbarorgane ermöglichen.

Als Grundlage für die Orientierung dient zunächst das zu Diagnosezwecken erstellte Bild des Kernspin-Tomographen, das einen räumlichen Eindruck des Zielorganes und seiner Nachbarn vermittelt. Dieses Bild spiegelt allerdings nicht die Situation während des Eingriffs, da sich die pulsierenden weichen Organe ja ständig verformen.

Die Aufnahme muss daher den realen Gegebenheiten und dem Blickwinkel der Kamera im Körperinnern angepasst werden. Erreicht werden soll dies mit einem optischen Trick. Eine Lampe im Endoskop wirft ihr Licht durch eine Schlitzschablone, so dass auf der gekrümmten Organoberfläche Lichtstreifen entstehen. Verformt sich das Organ, ändert sich auch das Streifenmuster, welches von einer Kamera aufgenommen und an den Rechner übermittelt wird.

Der Computer vergleicht die Bilder mit der Kernspinaufnahme und übernimmt deren Abgleich mit der Realsituation. Dabei sollen auch die Daten eines Ultraschallsensors berücksichtigt werden, der während des Eingriffs die Lage des Gallenganges sichtbar macht. Erfasst wird vom Rechner außerdem die exakte Position des chirurgischen Instrumentes, das in das nach hochkomplizierten mathematischen Methoden errechnete Bild integriert wird.

Die Darstellung erfolgt auf einem 3D-Bildschirm. Alternativ kann das Bild auch über eine halbdurchsichtige Spezialbrille, die üblicherweise der Orientierung in simulierten Computerwelten dient, auf die Bauchdecke projiziert werden. Der Chirurg operiert dann quasi im virtuellen Raum. "Für den Patienten bedeutet das letztlich weniger Belastung durch kürzere Narkosezeiten und ein geringeres OP-Risiko, für den Chirurgen eine bessere Orientierung und damit mehr Sicherheit", ist Limberger überzeugt. Das System soll sich in gängige Kamerasysteme integrieren lassen, so dass kein weiterer Operationszugang erforderlich wird. Die Entwickler hoffen, dass Araas das Einsatzgebiet der minimal invasiven Chirurgie erweitern wird. So bei der Entfernung von Tumoren, indem dem Chirurgen die Grenzen möglicher Schnitte eingeblendet werden.

Doch noch steht das Team ganz am Anfang der Entwicklung. IBMT-Ingenieur Peter Weber: "Derzeit entwickeln wir das Endoskop zur dreidimensionalen Darstellung der Organe." Weber zeigt sich aber zuversichtlich, dass sich das System durch die Zusammenarbeit mit den Firmen recht schnell realisieren lässt.

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