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Medica 2012: Optisches Lokalisierungssystem für OP-Instrumente

Mittwoch, 14. November 2012

© UDE

Düsseldorf – Auch wenn chirurgische Eingriffe immer noch weitgehend Handarbeit sind, nutzen operierende Ärzte zunehmend häufiger Computer und Roboter als Assistenz­systeme. Intelligente Systeme dienen dazu, Instrumente selbst in Bereichen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, präzise zu steuern. Die Ingenieure Christian Lange und Reinhard Viga von der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben hierfür ein optisches Lokalisierungssystem („LoMaR“) entwickelt.

Die Navigationshilfe arbeitet nicht wie herkömmliche Lösungen mit Kameras, sondern projiziert zufällige Lichtmuster auf Gegenstände, wie etwa dem Operationsbesteck, auf die kleine flache Detektorplättchen aufgebracht sind. Der Vorteil für den Operateur: LoMaR ist sehr klein, mobil einsetzbar und unempfindlich gegen Fremdlicht. Außerdem lassen sich die Bewegungen in Echtzeit überwachen.

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„Unser System ist zum Beispiel für neurologische und HNO-Operationen interessant, bei denen die Instrumente sehr klein sind und der Arzt besonders gefordert ist, weil er den Ort des Eingriffs nur am Computer sieht“, erläutert Viga. Er arbeitet am Fachgebiet für Elektronische Bauelemente und Schaltungen und forscht vor allem in den Bereichen Automotive und Medizintechnik, also an der Schnittstelle Mensch-Maschine-Interaktion.

Am Beispiel eines Eingriffs durch die Nase demonstrieren die Ingenieure auf der Medizinmesse Medica (14. bis 17. November 2012 in Düsseldorf) die Funktionsweise des Systems: Der optische Detektor, der so groß ist wie ein 1-Cent-Stück, ist am OP-Besteck fixiert – in diesem Fall eine Zange mit Scherengriffen.

Der Operateur kann sich MRT- oder CT-Aufnahmen von dem Bereich, in dem er operieren will, als Standbild am Monitor anzeigen lassen. Auf einem dynamischen Bild sieht er zusätzlich, wo sich die Zange gerade befindet, wo sie hin muss und an welcher Stelle andere Instrumente liegen. Das geschieht durch lichtempfindliche Dioden, aus denen die Detektorplättchen bestehen: Sie nehmen die Lichtsignale auf, ein Computer wertet sie mit komplexen mathematischen Verfahren aus und liefert dem Arzt dreidimensionale Lageinformationen.

Lokalisierung und Lageerkennung ermööglicht das kamerafreie Verfahren ohne wahrnehmbare zeitliche Verzögerung. Das erleichtert dem Operateur seine filigrane Arbeit erheblich. Auch kann er sich über Lichtzeiger durch die Operationsschritte leiten lassen. LoMaR lässt sich künftig auch in ein Handgerät integrieren und ist dadurch sehr flexibel einsetzbar. Informationen: Dr. Reinhard Viga, E-Mail: reinhard.viga@uni-due.de © EB/aerzteblatt.de

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