Basel – Die Planung eines Eingriffs ist in der Chirurgie eine entscheidende Voraussetzung für eine erfolgreiche Behandlung. Um festzulegen, wie bei Operationen am besten vorgegangen wird und wo geschnitten werden soll, müssen sich Chirurgen ein möglichst realistisches Bild von anatomischen Strukturen wie Knochen, Gefäßen und Geweben machen. Forscher der Universität Basel haben nun eine Technik entwickelt, die in Echtzeit aus Computertomographie-Daten eine dreidimensionale Darstellung für eine virtuelle Umgebung generiert.
Visualisierung und Planung im virtuellen Raum
Das von den Basler Forschern entwickelte System SpectoVive erlaubt es Ärzten, mit einer Virtual-Reality-Brille der neusten Generation in einem dreidimensionalen Raum beispielsweise mit einem Hüftknochen zu interagieren, der operiert werden soll: Sie können den Knochen vergrößern, ihn aus jedem beliebigen Winkel betrachten, die Beleuchtungsrichtung anpassen sowie zwischen der 3-D-Ansicht und den gewohnten CT-Bildern wechseln. „Die virtuelle Realität erlaubt es dem Arzt, sich auf sehr intuitive Weise ein Bild zu verschaffen und zu verstehen, was möglich ist“, sagt Prof. Philippe C. Cattin vom Department of Biomedical Engineering der Universität und des Universitätsspitals Basel.
Verbessertes Volume Rendering in Echtzeit
Dem Forscherteam um Cattin ist es erstmals gelungen, zweidimensionale Schnittbilder aus der Computertomographie ohne Verzögerung für eine virtuelle Umgebung aufzubereiten. Dank ausgeklügelter Programmierung und mithilfe moderner Grafikkarten konnten sie die Berechnungen so beschleunigen, dass die notwendige Bildrate erreicht wird.
CT-Bilder lassen sich bereits seit Längerem für eine dreidimensionale Darstellung am Bildschirm umwandeln. Bisher war handelsübliche Hardware aber nicht in der Lage, solche dreidimensionale Volumen in Echtzeit für virtuelle Räume zu berechnen (Volume Rendering).
Navigation in der minimalinvasiven Knochenchirurgie
SpectoVive ist Teil des Projekts MIRACLE am Department of Biomedical Engineering. Ziel des Projekts ist die minimalinvasive Knochenbearbeitung mittels Laserstrahlen. Die in SpectoVive verwendete Technik soll künftig bei der Navigation des im Rahmen von MIRACLE entwickelten, robotergeführten Lasersystems zur Anwendung kommen.
Großes Potenzial sieht Philippe Cattin, Professor für Image-Guided Therapy, außerdem auch im Bereich der Diagnostik, Operationsplanung und medizinischen Ausbildung. Zurzeit führen die Basler Forscher SpectoVive regelmäßig Ärzten vor, um zu zeigen, welche Möglichkeiten das System bietet und um gleichzeitig die Bedürfnisse der Mediziner besser zu verstehen.
Quelle: Universität Basel