Wenn ein Tumor sich zu nahe an wichtigen Blutgef??en befindet, kann seine chirurgische Entfernung gef?hrlich oder sogar unm?glich sein. Im Forschungsprojekt VIVATOP haben Wissenschaftler:innen der Universit?ten Bremen und Oldenburg mit ihren Verbundpartner:innen jetzt 3D-Technologien entwickelt, die dem ?rztinnen-Team eine deutlich bessere Einsch?tzung der Situation vor und w?hrend des Eingriffs erm?glichen. Dadurch erwarten sie besonders bei schwierigen F?llen eine bessere Einsch?tzung der Operationsm?glichkeiten und eine damit einhergehende h?here Erfolgsquote. Am Verbund beteiligten sich auch das Fraunhofer-Institut MEVIS sowie die Wirtschaftspartner SZENARIS, cirp und apoQlar.
Das Ende Juni abgeschlossene Verbundprojekt unter Leitung des Technologie-Zentrums Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universit?t Bremen hatte zum Ziel, innovative und interaktive 3D-Technologien für den klinischen Einsatz zu entwickeln. ?Moderne Technologien wie virtuelle Realit?t, erweiterte Realit?t und 3D-Druck bieten ein bislang ungenutztes Potenzial, sowohl die OP-Planung und -Durchführung als auch das Training zu verbessern“, betont Professor Rainer Malaka, gesch?ftsführender Direktor des TZI.
Organe in 3D – zum Anfassen und Angucken
Chirurg:innen haben nun die M?glichkeit, realit?tsgetreue 3D-Modelle der betroffenen Organe zu erstellen, die sowohl digital visualisiert als auch per 3D-Druck physisch greifbar gemacht werden k?nnen. Das Projektkonsortium legte den Fokus dabei haupts?chlich auf die Leber, fügte aufgrund der Pandemie aber auch die Darstellung von Lungen hinzu, um die Diagnose von COVID-19 Erkrankungen zu unterstützen.
Die 3D-Visualisierung eines Organs in der virtuellen oder erweiterten Realit?t (VR/AR) bietet deutliche Vorteile gegenüber den bisher üblichen zweidimensionalen Aufnahmen aus Computer- oder Magnetresonanztomographien (CT/MRT). Mit Hilfe einer speziellen AR-Brille k?nnen sich Chirurg:innen das patientenindividuelle 3D-Modell als ?Hologramm‘ w?hrend der Operation ansehen, wobei sie es durch Gestensteuerung drehen und wenden oder auch manuell platzieren k?nnen. Sie k?nnen sich vor dem Eingriff bereits die Auswirkungen eines Schnitts auf die stark durchblutete Leber anzeigen lassen, um einsch?tzen zu k?nnen, wie viel Gewebe anschlie?end nicht 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 funktionstüchtig sein wird. Ein physisches 3D-Modell erlaubt in Kombination mit einem Trainingssystem darüber hinaus das ?ben von komplexen Eingriffen und Stresssituationen.
Bew?hrungsproben im OP bestanden
Die Universit?tsmedizin Oldenburg war mit dem Viszeralchirurgen Professor Dirk Weyhe vom Pius-Hospital Oldenburg als Anwendungspartner beteiligt. Die Prototypen aus dem VIVATOP-Projekt bestanden dort die klinische Erprobung. ?Mit Hilfe der 3D-Modelle k?nnen wir die komplexe Gef??- und Organanatomie wesentlich schneller erfassen“, berichtet Weyhe. ?Im CT und MRT muss man sich das aus zwei Ebenen zusammensetzen.“ Das Krankenhaus wird von der internationalen Holomedicine-Association als eines von weltweit drei ?Centers of Excellence“ geführt.
Die Forscher:innen haben zus?tzlich eine ?Multi-User“-Funktionalit?t eingebaut, die es erm?glicht, dass 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育ere Personen gleichzeitig mit dem Modell arbeiten. Dabei spielt es keine Rolle, ob sich die Beteiligten gemeinsam in einem Raum befinden oder nicht – per AR-Telefonie k?nnen auch Expertinnen und Experten von anderen Kontinenten hinzugeschaltet werden. Für die entfernten Expert:innen in den Live-Streams aus dem OP werden verschiedene Darstellungen erprobt, um diese m?glichst wirklichkeitsgetreu darzustellen und um ihnen einen realistischen Eindruck des Geschehens im OP zu erm?glichen. In Vorbesprechungen erweisen allerdings auch die ganz realen Modelle aus dem 3D-Drucker ihre St?rken, denn sie k?nnen ohne Technikeinsatz als Anschauungsobjekte dienen.
BMBF-F?rderung mit insgesamt 2,2 Millionen Euro
Das Projekt wurde am TZI der Universit?t Bremen von der Arbeitsgruppe ?Digitale Medien“ (Professor Rainer Malaka) koordiniert und von der Arbeitsgruppe ?Virtual Reality und Computergraphik“ (Professor Gabriel Zachmann) unterstützt. Die Universit?tsklinik für Viszeralchirurgie am Pius Hospital Oldenburg (Professor Dirk Weyhe) lieferte die medizinische Expertise und stellte die Bilddaten zur Verfügung. Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medizin MEVIS erstellte daraus virtuelle realistische Organ-Modelle für AR/VR und den 3D-Druck und erforschte realistische Darstellungsmethoden. Die apoQlar GmbH war als Spezialistin im Bereich ?innovative Interaktionen, Multi-User Nutzung sowie Visualisierungen in Augmented Reality“ eingebunden. Der 3D-Druck Spezialist cirp GmbH erforschte und entwickelte neuartige Planungs- und Trainingsmodelle. Die SZENARIS GmbH verantwortete den Bereich ?Training und Ausbildung“ und kombinierte alle Technologien erfolgreich in ein neuartiges Trainingssystem.
Gef?rdert wurde das Projekt VIVATOP vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt 2,2 Millionen Euro. Die Projektpartner überführen die Ergebnisse bereits in den Praxisalltag und die chirurgische Ausbildung.
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