Informatiker und Physiker der Universität Bremen wollen gemeinsam mit Forschern des Bremer Fraunhofer-Instituts für Bildgestützte Medizin MEVIS Chirurgen bei ihrer anspruchsvollen Arbeit unterstützen. Dafür werden neue Ansätze für die Interaktion mit dreidimensionalen präoperativen Planungsdaten im Operationsaal entwickelt. Das Projekt erhält im Rahmen der Exzellenzinitiative der Universität Bremen eine dreijährige Förderung als Creative Unit mit dem Titel „Intra-Operative Information“ von insgesamt 750.000 Euro.

Zukünftig sollen Chirurgen während der Eingriffe am Gehirn oder an der Leber die zum jeweiligen Zeitpunkt benötigten komplexen Informationen optimal aufbereitet zur Verfügung gestellt bekommen. „Unsere Ausgangsidee ist, dass Chirurgen während der Operation nicht alle Informationen haben, die sie brauchen“, erklärt Projektleiter Ron Kikinis, Informatikprofessor an der Universität Bremen und Professor für Radiologie an der Harvard Medical School in Boston sowie Institutsleiter von Fraunhofer MEVIS. Er ist ein Pionier der computergestützten Medizin und gründete bereits 1990 in Boston das „Surgical Planning Laboratory“ (SPL). „In der Creative Unit gehen wir der Frage nach, wie welche Informationen zu welchem Zeitpunkt optimal als Bilddaten während der laufenden OP zur Verfügung gestellt werden können.“ Um ein vertieftes Verständnis vom klinischen Workflow zu erhalten, sollen Forscher ohne medizinischen Hintergrund, beispielsweise aus der Informatik, sich nicht nur eng mit medizinischem Personal und Chirurgen austauschen, sondern auch selbst vor Ort bei Operationen am Gehirn und der Leber hospitieren.

Die Bremer Wissenschaftler kooperieren mit zwei erfahrenen klinischen Spezialisten: Dem Leberchirurgen Professor Karl Oldhafer vom Klinikum Hamburg-Barmbek und dem Gehirnchirurgen Professor Arya Nabavi vom International Neuroscience Institute (INI) in Hannover. In beiden Kliniken haben die Informatiker, Ingenieure und Naturwissenschaftler bereits live Operationen begleitet. Später sollen Ergebnisse des dreijährigen Projekts dort auf ihre praktische Tauglichkeit hin getestet werden. „Bei der Tumor-OP am Gehirn schauen die Chirurgen durch ein Mikroskop. Hier können wir womöglich ansetzen und 3D-Infos direkt einspielen, wenn sie jeweils benötigt werden“, berichtet Professor Rainer Malaka vom Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI), der das Know-how im Bereich Interaktion einbringt. „Im OP ist alles steril, der Chirurg braucht beide Hände für den Eingriff. Wir benötigen also eine Steuerung von außerhalb des Raumes installierter Hardware über Gesten oder Sprache. Die klassischen Interfaces wie Tastatur oder Maus funktionieren hier nicht.“

Professor Gabriel Zachmann, der am TZI die Arbeitsgruppe Computer Graphics leitet, hat ein erstes Arbeitspaket für die automatische Ausleuchtung bei einer Leber-OP gestartet. „Hier steht ein Team rund um den OP-Tisch und arbeitet auch stärker gemeinsam, während bei der Gehirn-OP der Chirurg allein im Fokus steht. Mehrere Menschen sind beteiligt, bewegen sich am Tisch und verdecken so mit Händen oder anderen Körperteilen den Eingriffsbereich“, berichtet Zachmann. Damit es nicht immer wieder Pausen gibt, in denen die OP-Lampen nachjustiert werden müssen, soll es eine automatische Steuerung der Ausleuchtung geben. „Wir wollen das über ein Echtzeit-Tracking der Menschen und den Einbau von Motoren in die Lampen erreichen“, erklärt Zachmann.

Weitere wissenschaftliche Partner in der Creative Unit sind die Professoren Christian Freksa, Leiter der Arbeitsgruppe Kognitive Systeme, und Matthias Guenther, MEVIS und Forschungsgruppe MR-Physik am Zentrum für Kognitionswissenschaften. Eingebunden in ein weltweites Netzwerk aus klinischen und akademischen Partnern entwickelt Fraunhofer MEVIS praxistaugliche Softwaresysteme für die bildgestützte Früherkennung, Diagnose und Therapie. Im Mittelpunkt stehen Krebsleiden sowie Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems, des Gehirns, der Brust, der Leber und der Lunge.

Weitere Informationen:
Universität Bremen
Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI)
Knut Köstergarten
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