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Künstliche Intelligenz in der Chirurgie: Augmented Reality unterstützt im Operationssaal

| Pressemitteilung | Gesundheit & Medizin | Mensch Maschine Interaktion | Virtual & Augmented Reality | Eingebettete Intelligenz | Kaiserslautern

Die klinische Chirurgie erfordert große Genauigkeit, jahrelange Erfahrung, spezielles Fachwissen und höchste Konzentration der operierenden Ärztinnen und Ärzte. Ein aktuelles Forschungsprojekt zielt darauf ab, ihnen ein interaktives Werkzeug zur Verfügung zu stellen, mit dem sich die Präzision und Leistungsfähigkeit verbessern lässt. Ein Team des DFKI-Forschungsbereichs Eingebettete Intelligenz entwickelt gemeinsam mit Ärzten des Klinikums Saarbrücken neue Methoden für AR-basierte Assistenzsysteme zur Unterstützung von Operationen an der Bauchspeicheldrüse.

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Der Chirurg nutzt die Anwendung intraoperativ zur Visualisierung des Gefäßsystems des Patienten

Das Assistenzsystem wurde speziell für die Visualisierung der vitalen anatomischen Strukturen während der Operation am Patienten entwickelt, wobei ein mobiles AR-System zum Einsatz kommt. Mithilfe einer speziellen Brille (HoloLens) werden die Informationen im realen Sichtfeld des Operateurs abgebildet. Dazu werden anatomische Merkmale als Orientierungspunkte verwendet, um das 3D-Modell exakt am Patienten zu positionieren.

Evaluierung in der klinischen Praxis

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DFKI arbeiten eng mit dem Team von Gergor Stavrou, Chefarzt der Allgemein- und Viszeralchirurgie, Abteilung Chirurgische Onkologie des Klinikums Saarbrücken zusammen. Durch die Kooperation mit dem Klinikum können die Anwendungen in der realen Chirurgie evaluiert und durch Beobachtungen während der Operation und Post-hoc-Interviews nach den Eingriffen wichtige Forschungsdaten erhoben werden. „In diesem ökologisch hoch validen Umfeld sind solche Einblicke in die Praxis von unschätzbarem Wert“, sagt Projektleiterin Hamraz Javaheri, wissenschaftliche Mitarbeiterin am DFKI-Forschungsbereich Eingebettete Intelligenz.

Der Prototyp wurde in einer ersten Patientenstudie getestet und erwies sich als sehr erfolgreich darin, das Gefäßsystem des Patienten als 3D-Modell zu visualisieren und damit die Entscheidungsfindung während des Eingriffs zu unterstützen. Bei einer extrem schwierigen Operation zur Entfernung eines bösartigen Tumors mit dem sogenannten „Appleby-Verfahren“, bei dem unter anderem eine Hauptschlagader umgeleitet werden musste, wurde das Assistenzsystem von Dr. Gregor Stavrou eingesetzt. Außerdem eröffnet das System ganz neue Möglichkeiten in der medizinische Ausbildung und bei der Operationsvorbereitung.

HumanE-AI-Net – Menschzentrierte KI im europäischen Netzwerk

Auf Basis der bisherigen Praktischen Erfahrungen wird das  AR-System dezeit sukzessive verbessert und soll schon bald in neuen klinischen Studien evaluiert werden. Durchgeführt und gefördert wird das Projekt wird im Rahmen des europäischen Exzellennetzwerks HumanE-AI-Net.

Weitere Informationen:
Pressemitteilung des Winterberg-Klinikums
Beitrag der Saarbrücker Zeitung (vom 24.10.2023)

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Chirurgen nutzen die Anwendung intraoperativ zur Visualisierung des Gefäßsystems von Patienten