Ismar 2014: Die Rolle von AR in der Medizin

Blutig wurde es auf der Ismar 2014 als Terry Peters von den Imaging Research Laboratories am RRI am Beispiel intrakardialer Eingriffe zeigte, welche Rolle Augmented Reality in unserem Alltag spielen wird.

Zur Verdeutlichung erläutert der Wissenschaftler, wie Herzchirurgen heute klassisch arbeiten und wie moderne Bildgebung während des Eingriffs unterstützen kann. Er zeigt eine Reihe von Operationen wie das Einsetzen von Herzklappen-Implantaten oder Stents zur Erweiterung der Blutbahnen. Trotz modernster Methoden liegt die Sterblichkeitsrate bei etwa 10% bei einer Operationsmethode mit dem Namen TAVI. Hauptgrund für die Mortalitätsrate bei der ansonsten schonenden und eigentlichen ungefährlicheren TAVI (kein Röntgen, keine Herz-Lungen-Maschine, mögliche Nierenschädigungen, usw.) ist die fehlende Bildgebung, die Ärzte bei dem Eingriff unterstützen kann.

Als Lösung zeigt er den Einsatz eines Augmented Guidance Systems, welches das Komplikationsrisiko um 50% sinken lässt. Auf den bestehenden Bildgebungslösungen (Ultraschall und Fluidscan) setzt das System auf und kann wichtige Elemente wie zum Beispiel die eingesetzten Instrumente oder die Zielregion hervorheben. Dadurch können die Grenzen bestehender Systeme, wie zum Beispiel der fehlende Kontext und Gesamteindruck, umgangen werden.

Um dies zu realisieren fertigte die Forschungsgruppe virtuelle Instrumente und ersann Methoden zum optischen Tracking. Auch eigene Instrumente wurden erdacht, um den speziellen Anforderungen einer Herz-OP gerecht zu werden. Besonders spannend ist das Tracking mittels Magnet-Ortung, die den Ärzten 6 DOF ermöglicht.

Die Sicherheit der TAVI-Operation lässt sich mit AR-Werkezugen um 50 Prozent erhöhen.

Die Virtualisierung der Operationsumgebung verbessert den Zugang der Ärzte und reduziert ablenkende Bildeindrücke.

Alle Komponenten (Ultraschallbild, Instrumente, Virtuelle Instrumente, Tracking, Pre-Op Models, Guidance Platform, HMD, Calibration Unit) erlauben den Ärzten Informationen zur idealen Werkzeugführung, zur Pfadlänge, zu Anstellwinkeln usw. zu erfühlen. Anhand verschiedener Analogien zeigt er, dass dieses Problem sich auch auf andere Verfahren übertragen lässt, wie zum Beispiel Fahrzeugnavigation.

Peters zeigt an überzeugenden Operationsversuchen, dass die Präzision mit seinem AR-gestützten Guidance System sich massiv verbessert hat. Allerdings machte die Forschungsgruppe eine interessante Erkenntnis. Die Augmentierung des ganzen Herzens war weder nötig noch von den Chirurgen gewünscht. In der Praxis sammelten sie die beste Erfahrung mit einer abstrahierten Darstellung, die alles unnötige für die OP ausblendete und nur die relevanten Inhalte bestehen ließ.

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