Fraunhofer IGD: Augmented Reality im OP

Die Position des Lymphknotens wird während der OP über eine AR-Brille virtuell eingeblendet. (Bildquelle: Nutzungsrechte: Fraunhofer IGD)

Ärzte haben das Problem, die genaue Lage von mit Krebs befallenen Lymphknoten zu bestimmten. Forscher des Fraunhofer IGD in Darmstadt präsentieren nun eine Technologie, die Ärzte im Operationssaal bei der Lokalisierung unterstützt.

Trotz neuer Erkenntnisse in der Medizin sind viele Operationen weiterhin sehr schwierig durchzuführen und mit Risiken verbunden. Ärzte müssen viel Geschick im OP beweisen, da sie die genaue Lage von Organen, Blutgefäßen und erkranktem Gewebe während eines Eingriffs oft nur abschätzen können. Die Forscher des Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt entwickelten gemeinsam mit ihren Partnern nun eine Technologie, die Ärzten als Navigationshilfe während einer Operation dient.

Unterstützung im OP durch Augmented Reality (AR)
Im vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) geförderten Projekt 3D-ARILE entwickelten die Forscher ein neuartiges Augmented-Reality-System für die Lymphknotenentfernung bei Krebspatienten. „Augmented Reality unterstützt den Arzt mithilfe von visuellen Markierungen während der Operation. Dabei wird die Position des Lymphknotens über eine AR-Brille virtuell eingeblendet“, erklärt Dr. Stefan Wesarg vom Fraunhofer IGD in Darmstadt. „Die Technologie dient dem Arzt als Navigationshilfe: Wo muss ich schneiden? Habe ich alles Nötige herausgeschnitten?“ Um den direkt mit dem Tumor verbundenen, zu entfernenden Lymphknoten hierfür vorab sichtbar zu machen, spritzen die Ärzte dem Patienten einen Infrarot-Farbstoff, der sich im befallenen Lymphknoten anreichert. Dieser wird anschließend über Infrarot-Kameras erfasst und in 3D rekonstruiert. Die dafür benötigte Software steuerten die Wissenschaftler des Fraunhofer IGD bei.

Vorteile für den Patienten
Darüber hinaus hilft das neue System nicht nur dem Arzt, sondern hat auch Vorteile für den Patienten. Anstelle einer bisher genutzten radioaktiven Markierungssubstanz wird nun der Farbstoff Indocyangrün (ICG) verwendet. Dieser ist weniger schädlich für den menschlichen Körper und stellt in Kombination mit den Infrarot-Kameras und der AR-Datenbrille eine gute Alternative dar, um den befallenen Lymphknoten zu markieren und so komplett entfernen zu können.

Das Fraunhofer IGD kooperiert im Projekt 3D-ARILE mit der Trivisio Prototyping GmbH und der Dermatologie der Universitätsklinik Essen.

Weiterführende Informationen finden Sie unter: www.igd.fraunhofer.de/projekte/ar-system-fuer-die-lymphknotenextirpation

Das vor 30 Jahren gegründete Fraunhofer IGD ist heute die international führende Einrichtung für angewandte Forschung im Visual Computing. Visual Computing ist bild- und modellbasierte Informatik. Vereinfacht gesagt, beschreibt es die Fähigkeit, Informationen in Bilder zu verwandeln (Computergraphik) und aus Bildern Informationen zu gewinnen (Computer Vision). Die Anwendungsmöglichkeiten hieraus sind vielfältig und werden unter anderem bei der Mensch-Maschine-Interaktion, der interaktiven Simulation und der Modellbildung eingesetzt.

Unsere Forscher an den Standorten in Darmstadt, Rostock, Graz und Singapur entwickeln neue technische Lösungen und Prototypen bis hin zur Produktreife. In Zusammenarbeit mit unseren Partnern entstehen dabei Anwendungslösungen, die direkt auf die Wünsche des Kunden zugeschnitten sind.

Unsere Ansätze erleichtern die Arbeit mit Computern und werden effizient in der Industrie, im Alltagsleben und im Gesundheitswesen eingesetzt. Schwerpunkte unserer Forschung sind die Unterstützung des Menschen in der Industrie 4.0, die Entwicklung von Schlüsseltechnologien für die „Smart City“ und die Nutzung von digitalen Lösungen im Bereich der „personalisierten Medizin“.

Durch angewandte Forschung unterstützen wir die strategische Entwicklung von Industrie und Wirtschaft. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen sowie Dienstleistungszentren können davon profitieren und mit Hilfe unserer Spitzentechnologien am Markt erfolgreich sein.

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