Augmented Reality unterstützt Neurochirurgie

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Chirurgen und Ingenieure an der Duke University arbeiten daran, neurochirurgische Notfalleinsätze mit Hilfe der Mixed-Reality-Brille HoloLens von Microsoft. Die HoloLens erweitert die bestehende Realität durch die Projektion von virtuellen 3D-Bildern auf reale Objekte. Die Idee, dieses Werkzeug zu nutzen, kam von den Ärzten Andrew Cutler und Shervin Rahimpour, die einen Weg gesucht hatten, Ärzte bei Operationen im nicht sichtbaren Bereich wie beim Einsatz der Ventrikulostomie, zu unterstützen.
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Chirurgen und Ingenieure an der Duke University arbeiten daran, neurochirurgische Notfallprozeduren mit Hilfe der Mixed-Reality-Brille HoloLens von Microsoft. Die HoloLens erweitert die bestehende Realität durch die Projektion von virtuellen 3D-Bildern auf reale Objekte. Die Idee, dieses Werkzeug  zu nutzen, kam von den Ärzten Andrew Cutler und Shervin Rahimpour, die einen Weg gesucht hatten, Ärzte bei „blinden“ Operationen wie beim Einsatz der Ventrikulostomie, zu unterstützen.

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Dabei handelt es sich um eine häufig lebensrettende Prozedur, die den Druck überschüssigen Nervenwassers aus dem Kopf ableiten soll. Dazu muss der Chirurg schnell ein Loch durch die Schädeldecke bohren und dann einen Katheter genau dort einführen, wo sich die Flüssigkeit angesammelt hat. Die Ärzte haben dabei selten Zugang zu einer Echtzeitbildgebung, sondern verlassen sich vielmehr auf statische CT-Scans oder physiologische Orientierungspunkte, um die Nadel zu platzieren.

Diese Orientierungspunkte sind normalerweise sehr verlässlich, aber eben nicht immer. Oftmals ist der angezielte mit Flüssigkeit erfüllte Raum zu klein oder gegenüber einer Standardlage verschoben, so dass die Orientierungshilfen nicht ausreichen. Man benötigte eine schnelle und einfache Möglichkeit, einen umgebauten CT-Scan auf den Kopf des Patienten zu projizieren.

Unter der Leitung von Patrick Codd, der das Brain Tool Laboratory an der Duke University leitet, haben sich die beiden Ärzte mit DiVE-Direktor Regis Kopper und Graduate-Studentin Yameng Liu zusammengetan, um eine erste HoloLens-Simulation für die Operation zu entwickeln. Das sei zwar nicht der erste Einsatz von Augmented-Reality-Technologie, doch bisher seien die Versuche durch Bildzittern und Latenz durchkreuzt worden. Die HoloLens habe hier große Fortschritte gemacht, so Kopper.

In ihrer Simulation kann Liu ein dreidimensionales Bild des  Gehirns auf dem Kopf platzieren und eine virtuelle Projektion des Katheters, wie er in das Hirn eindringt. Bis jetzt wurde die Technologie nur an einem lebensgroßen grauen Plastikmodell eines Kopfes durchgespielt. Wenn sich das Verfahren aber im klinischen Umfeld als erfolgreich erweist, könnten sich die holographischen Darstellungen als Segen für eine Vielzahl neurochirurgischer Eingriffe erweisen.

Weil man ein Hologramm manipulieren könne, ohne tatsächlich etwas zu berühren, habe man Zugang zu allem, was man brauche, ohne die Sterilität zu gefährden, so Cutler. Das Bild werde direkt auf den Patienten projiziert, so dass  man keine Bildschirme zu Hilfe nehmen müsste.

 

Bild: Der Arzt  Andrew Cutler zeigt, wie die Operation mit Hilfe der HoloLens aussehen könnt. Foto: Andrew Cutler

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