Navigationssystem basierend auf prä- und intraoperative Patientendaten als Unterstützung hochpräziser chirurgischer Eingriffe

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Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines computergestützten, intraoperativen Planungs- und Navigationssystems zur Optimierung chirurgischer Eingriffe. Das System besteht aus einem chirurgischen und einem radiologischen Arbeitsplatz, die miteinander vernetzt sind. Grundlage für die Navigation bilden intraoperativ gewonnene dreidimensionale Sonographiedaten. Diese sollen entweder alleine oder nach Matching mit präoperativ gewonnenen CT oder MRI Datensätzen für die Navigation von chirurgischen Instrumenten und Simulation von operativen Eingriffen nutzbar gemacht werden. Geplant ist zunächst die Erprobung der Technik im Rahmen der konventionellen Chirurgie. In einem zweiten Schritt soll das Navigationssystem auf laparoskopische Operationstechniken übertragen werden. ... Folgende Komponenten sind für das System notwendig: 1. Schnelle online Registrierung und Prozessierung von intraoperativen 3D-US-Datensätzen. 2. Einfache und stabile intraoperative Kalibrierung von Ultraschallkopf und Instrumenten relativ zum präoperativ erzeugten Modell und zum Patienten. 3. Entwicklung eines Verfahrens zur halbautomatischen Bestimmung anatomischer Landmarken. 4. Echtzeit-Visualisierung von anatomischen Volumenmodellen des Operationssitus und chirurgischen Instrumenten, wobei virtuelle (3D-Ultraschall- und Planungskamera) und reale Ansichten (Operateur bzw. Laparoskopkamera) aufeinander abgeglichen und die aktuelle Position sowie Orientierung des Instruments in die Visualisierung integriert werden. 5. Segmentierung und Registrierung zur 3D-Rekonstruktion der Leber und ihrer Struktur zu einem in der Routine einsetzbaren Modell. Die Arbeitsplätze werden als Module in ein vorhandenes, funktionierendes Telepräsenzsystem (OP2000/SICONET) integriert. Den Chirurgen und Radiologen sollen dadurch die Möglichkeiten zur Optimierung der Behandlung sowie zur Verbesserung der Aus- und Weiterbildung mittels der Kombination von intraoperativem Situs und korrespondierenden CT/MR- und US-Daten gegeben werden.