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Eine Vision wird Realität - Die Röntgenbrille im OP

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Sonderbares geschieht im Operationssaal der Chirurgischen Klinik. Nicht nur Scheren, Skalpelle und Zangen verwenden die Mediziner hier. Nein, sie haben noch ganz andere Geschütze im Kamp gegen Verletzungen und Krankheiten aufgefahren. Die Forscher in München verfügen über den Röntgenblick. Ohne mit dem Skalpell in die Haut zu schneiden, können die Operateure der Münchner Ludwigs-Maximilians-Universität zunächst mit einem mobilen Röntgengerät in das Innere des Patienten sehen.

Der sogenannte „C-Bogen“ – ein spezielles, mobiles Röntgengerät – durchleuchtet den Körper des Verletzten und zeigt dem Chirurgen eine Komposition aus Röntgenbild und einem normalen Videobild: Bei einer OP am Handgelenk beispielsweise sieht der Chirurg den Handwurzelknochen und kann genau darüber die Stelle einzeichnen, wo er schneiden will – denn das Mischbild zeigt gleichzeitig die Hautoberfläche.

„Augmented Reality“ im OP

Für Informatiker der Technischen Universität München ist ein solches Röntgengerät jedoch erst der Anfang. Dank ihrer Arbeit werden Ärzte im OP schon bald nicht mehr nur mit zweidimensionalen Röntgenbildern arbeiten, sondern virtuell in den Körper des Patienten schauen können und dank dreidimensionaler Bilder aus Computertomografien oder dem Kernspintomografen Krankheitsbilder viel besser verstehen können.

„Augmented Reality“ – erweiterte Realität. So nennt man dieses Verfahren, bei denen Ärzte mit Hilfe einer speziellen Brille, dem sogenannten Head Mounted Display, direkt in den menschlichen Körper schauen können – und zwar ohne dabei den Blick vom Patienten abzuwenden. Ein Monitor wird somit überflüssig.
"Erweiterte Realität" heißt dieses Verfahren, weil es das reale Bild um Zusatzinformationen aus dem Computer ergänzt. Mit den so aufbereiteten Informationen soll der Chirurg in der Lage sein, Knochen, Blutgefäße, Organe, Tumore oder gesundes Gewebe beim Blick auf den Patienten unterscheiden zu können. Ein faszinierender Blick – der im wahrsten Sinne unter die Haut geht.

Kern der komplexen Technik ist das sogenannte Trackingsystem mit seinen vier Infrarotkameras. Es bestimmt auf Millimeterbruchteile genau die Positionen von Patient und Chirurg während der Operation. Und es erkennt auch, wo und wie der Chirurg sein Operationsbesteck bewegt. Denn nur so kann der Computer reales und virtuelles Bild perfekt miteinander abgleichen. Damit kann sich der Chirurg voll und ganz auf die OP konzentrieren, ohne dabei seine Arbeit an weit entfernten Monitoren zu überprüfen.

OP-Planung am virtuellen Kopf

Auch vor der eigentlichen Operation soll diese Technik in Zukunft eingesetzt werden: In der Planung. Das macht Sinn, weil Chirurgen bei Operationen, zum Beispiel am Gehirn, nur möglichst wenig gesundes Gewebe verletzen dürfen. Mit der neuen Technik suchen die Chirurgen dann schon vor der Operation den bestmöglichen Weg, um etwa einen Tumor zu erreichen, der tief im Inneren des Gehirns liegt.

Mit Hilfe der erweiterten Realität blicken die Chirurgen dabei Schicht um Schicht in den Kopf ihres Patienten hinein. Sie unterscheiden Schädelknochen, Nervenbahnen und Blutgefäße. Waren die dafür notwendigen Daten bislang noch kaum zu veranschaulichen, genügt ihnen dank der neuen Technik jetzt ein Styroporkopf, auf den die vorher erstellten MRT-Bilder des Patienten projiziert werden.

Ein Traum wird endlich wahr

Schon heute werden unglaublich viele Bilddaten von Patienten hergestellt: In klassischen Röntgenaufnahmen, per Ultraschall, im Kernspin oder bei der Computertomografie. Waren diese Daten bisher aber auf echten Filmen oder in einzelnen Computern gespeichert und konnten nur zweidimensional betrachtet werden, so können sie jetzt dank „Augmented Reality“ realitätsnah miteinander verknüpft werden. Für Ärzte stellt das eine enorme Erleichterung ihrer Arbeit dar.

Schon bald soll das System der erweiterten Realität praxistauglich sein. Dann könnte die "Röntgenbrille", das Head Mounted Display, einmal das wichtigste Instrument der Chirurgen werden. Die größte Herausforderung ist jetzt nur, die komplexen Abläufe der Technik in einer Operation zu integrieren. Ist das aber geschafft, geht endlich ein lang gehegter Traum in Erfüllung: Der Traum vom Röntgenblick. (gs)

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