Motivation
Die Ventrikelpunktion des Gehirns ist ein neurochirurgischer Eingriff, der in Deutschland mehr als 20.000 Mal pro Jahr durchgeführt wird, um eine Entlastung des Hirndrucks zu erreichen. Häufig ist sie in Notfallsituationen wie Gehirnblutungen, Schädel-Hirn-Trauma oder Schlaganfällen erforderlich. Der Ventrikel ist ein mit Hirnwasser gefüllter Hohlraum im Gehirn, der in etwa vier Zentimetern Tiefe liegt und eine längliche Form mit einer Breite von ungefähr einem Zentimeter hat, die jedoch stark variieren kann. Die Punktion erfolgt mittels Katheter, wobei eine optimale Lage des Katheters nur in etwa zwei Dritteln der Fälle erreicht wird, obwohl hierfür oft mehrere Punktionsversuche nötig sind. Die Hauptschwierigkeit ergibt sich durch die fehlende Echtzeit-Verifikation der Lage des Katheters im Gehirn.
Ziele und Vorgehen
Diese Problematik aufgreifend, soll das Projekt HoloMed dazu beitragen, die Ventrikelpunktion sicherer und effizienter durchzuführen. Dafür soll ein Assistenzsystem für neurochirurgische Abläufe durch eine flexible, mobile und kostengünstige Augmented-Reality-(AR)-Lösung realisiert werden. Der Chirurg soll bei der Bestimmung und Festlegung des Einstichpunktes sowie des Einführwinkels durch überlagerte Informationen auf einer AR-Brille unterstützt werden, um die Zielregion mit dem Instrument sicher zu erreichen. Herzstück des Vorhabens ist die Visualisierung direkt im Blickfeld des Chirurgen, welche sich nahtlos in den OP-Ablauf integriert und den Eingriff ohne Einschränkungen unterstützt.
Innovationen und Perspektiven
Das Projekt HoloMed verknüpft komplexe Registrierungsverfahren, um das virtuelle 3D-Modell (die Pfadplanung) mit der realen Umgebung (dem Patientenkopf) in Übereinstimmung zu bringen. Durch Einblendung der operationsrelevanten Informationen in das Sichtfeld des Arztes wird dieser ortsgenau informiert, wie er den Katheter optimal führen kann. Die Basis hierfür bilden die Daten aktueller CT- oder MRT-Scans eines Patienten sowie aktuelle diagnostische Daten aus der Elektronischen Patientenakte. Die Verfolgung des Verlaufs der Operation ermöglicht die automatisierte Bestimmung des aktuellen Zustands. Dem Arzt können damit situationsgerechte Informationen angeboten und die Möglichkeit zur Korrektur gegeben werden. Im Bereich der Lehre kann HoloMed zur praxisorientierten Ausbildung von Ärzten vorteilhaft eingesetzt werden. Zudem kann die Lösung bei nachgewiesener klinischer Evidenz auf weitere Interventionen, beispielsweise die Nierenpunktion, adaptiert werden.