VOSTARS ist geboren: das Visier der neuen Generation, mit dem Chirurgen in Augmented Reality operieren

Das Projekt mit 12 europäischen Partnern entwickelt einen neuen chirurgischen Navigator, der ein innovatives Visier als Hilfsmittel für den Chirurgen nutzt

Die weltweit erste Operation in Augmented Reality war ein großer Erfolg.

Bekannt gegeben wurde sie von der Poliklinik Sant’Orsola in Bologna, wo der Chirurg bei einem kiefer- und gesichtschirurgischen Eingriff virtuelle Elemente vor sich sah.

Konkret bestand die Operation darin, Ober- und Unterkiefer eines Patienten zu resezieren und neu zu positionieren, um die Funktion des Bisses wiederherzustellen: Mit der neuen Technologie war es möglich, die Kiefer zu resezieren und neu zu positionieren.

„Möglich wurde dies dank eines hochmodernen Augmented-Reality-Viewers, den der Chirurg während der Operation trug“, sagt die Universität Pisa, die das europäische Projekt koordiniert und VOSTARS entwickelt hat, den Viewer der neuen Generation, den der Chirurg aus Bologna bei der Operation verwendete.

„Dank des Visiers“, erklärt Giovanni Badiali, Projektleiter an der Universitätspoliklinik Sant’Orsola in Bologna, der die Operation durchgeführt hat, „haben ich und das gesamte Team im Saal vor der Operation in Augmented Reality die Anatomie des Gesichtsschädels, der Kiefer und der Schnittlinien visualisiert. Anschließend ermöglichte das Gerät während der Operation, direkt auf dem Knochen des Patienten eine gepunktete 3D-Linie darzustellen und so den Weg zu zeigen, dem das chirurgische Instrument folgen muss. Mit Hilfe des Viewers“, schließt er, „konnten wir den Kiefer mit der erforderlichen Präzision durchtrennen“.

Mit dem Projekt VOSTARS (Video and Optical See Through Augmented Reality Surgical Systems) hält die Augmented Reality Einzug in die Operationssäle.

Das Projekt mit 12 europäischen Partnern zielt darauf ab, einen neuen chirurgischen Navigator zu entwickeln, der ein innovatives Visier nutzt. Dieses liefert dem Chirurgen den Blick auf den Operationssaal, spezifische Informationen über den Patienten und allgemeinere Informationen über die an der Operation beteiligten Organe. All dies ist dank einer Videokamera möglich, die die Bilder vor dem Chirurgen mit den radiologischen Bildern des Patienten kombinieren kann. In den Operationsphasen, in denen keine präzise virtuelle Führung nötig ist, kann der Viewer zudem transparent werden, sodass der Chirurg das Operationsfeld direkt mit eigenen Augen natürlich sehen kann, wie Vincenzo Ferrari, Biomedizintechniker am Institut für Informationstechnik der Universität Pisa und Koordinator des europäischen Teams, das den innovativen Viewer entwickelt hat, erläutert:

„Um VOSTARS zu entwickeln, mussten wir sehr komplexe Probleme lösen, die vor allem die Hand-Auge-Koordination und die Kohärenz zwischen realem und virtuellem Bild in zeitlicher und räumlicher Hinsicht sowie in Bezug auf den Fokus betreffen. Wenn der Chirurg einer virtuellen Schnittlinie folgen muss, müssen diese Linien selbstverständlich am richtigen Ort und zum richtigen Zeitpunkt der Operation erscheinen, aber das zu erreichen ist nicht trivial. Außerdem müssen die virtuelle Führung und der Patient gleichzeitig scharf gestellt werden können, damit der Chirurg ihr mit dem Skalpell folgen kann“, schließt er. „Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Viewer stellen einige digitale Inhalte direkt im Sichtfeld bereit, etwa das dreidimensionale Bild des zu operierenden Organs. Üblicherweise betrachtet der Arzt diese virtuellen Bilder, die aus Röntgenscannern (etwa CT und MRT) gewonnen werden, vor der Operation, um sich bei der Vorbereitung des Eingriffs zu unterstützen. Dass ein Viewer jedoch zur Führung des eigentlichen chirurgischen Eingriffs genutzt wurde, ist bisher noch nie vorgekommen“.