„Augmented reality“ – technologischer Fortschritt in bildgebenden Verfahren

Der Unfallchirurg, Mar 2018

W. Böcker, W. Mutschler

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„Augmented reality“ – technologischer Fortschritt in bildgebenden Verfahren

„Augmented reality“ - technologischer Fortschritt in bildgebenden Verfahren W. Böcker 0 1 W. Mutschler 0 1 Sehr geehrte Leserinnen und Leser 0 1 0 Klinik für Allgemeine, Unfallund Wiederherstellungschirurgie, Klinikum der Ludwig-Maximilians- Universität (LMU) München , Campus Innenstadt, München , Deutschland 1 Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2018 der Blick unter die Köperoberfläche gehört heute in der Chirurgie zur täglichen Routine. Dazu steht eine Vielzahl von bildgebenden Methoden wie Ultraschall, Röntgen, CT, MRT und endoskopische Darstellung zur Verfügung. Kaum eine Diagnose oder Therapieentscheidung wird heute in der Unfallchirurgie ohne eine bildgebende Untersuchung getroffen. Das war aber nicht immer so. Erst mit der Entdeckung der Röntgenstrahlen durch W. C. Röntgen 1895 wurde dem Arzt die Möglichkeit gegeben, sich Strukturen unterhalb der Körperoberfläche anzuschauen. Letztendlich sind aber auch diese bildgebenden Methoden nur eine näherungsweise „Abbildung“ der tatsächlichen Realität. Die Ärzte haben mit der Zeit gelernt, die „Abbildungen“ zu interpretieren und dadurch Diagnosen zu stellen und therapeutische Konsequenzen zu ziehen. Am Anfang der Entwicklung wurden bildgebende Verfahren häufig nur zu diagnostischen Zwecken eingesetzt. Mit der kontinuierlichen technologischen Verbesserung wurden sie aber auch zum Hilfsmittel in der Therapie. Heute sind Durchleuchtungsgeräte aus einem unfallchirurgischen OP nicht mehr wegzudenken. Der nächste Quantensprung in der Geschichte der medizinischen bildgebenden Verfahren war die Entwicklung der Navigation vor ca. 20 Jahren. Dies war der erste große Schritt in Richtung „augmented reality“. Nun war es möglich geworden, die Realität virtuell zu augmentieren. Zur Führung der Operationsinstrumente schaute der Chirurg - nicht mehr auf den Patienten, sondern auf einen daneben aufgestellten Monitor. Derzeit ist die intraoperative Navigation bei vielen Eingriffen, die eine hohe Präzision erfordern, aber im 2D-bildgebenden Verfahren schlecht dargestellt werden können, zum Standard geworden. Ein Beispiel dafür ist die Platzierung von Schrauben in der Wirbelsäulen- oder Beckenchirurgie. Heute stehen wir vor einer erneuten technologischen Revolution in den medizinischen bildgebenden Verfahren. Durch technische Fortschritte erleben wir neue Entwicklungen in der computergestützten Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Die virtuelle Realität und die Realität werden dabei zunehmend miteinander kombiniert und teilweise sogar überlagert. Die Interaktivität geschieht in Echtzeit, und die realen und virtuellen Körperstrukturen stehen dabei 3-dimensional zueinander in Bezug. Während man bei der Navigation noch auf einen Monitor neben dem Patienten schaut, wird häufig bei den neuen Entwicklungen der „virtual augmented reality“ der 3-dimensionale Körper des Patienten einbezogen; man schaut quasi in den Körper unter Echtzeitbedingungen hinein. Die „virtual augmented reality“ wird in Zukunft ganz unterschiedliche Einsatzgebiete haben. Es wird an verschiedensten Systemen von der präoperativen Planung und Aufklärung bis hin zur intraoperativen Assistenz gearbeitet. Eine wichtige Rolle könnte aber auch die virtuell augmentierte Darstellung der Realität in der chirurgischen Ausbildung spielen. Durch chirurgische Simulationstechnologie wird es möglich, chirurgisch-technische Fertigkeiten zu vermitteln, ohne dass reale Patienten dafür operiert werden müssen. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass in Zukunft die Ausbildung im Simulation-OP fester Bestandteil der chirurgischen Ausbildung wird. Die Arbeitsgruppe um Stefan und Navab präsentiert hierzu beispielhaft ihr Projekt in der simulierten Wirbelsäulenoperation basierend auf „mixed reality“. Befrui et al. zeigen an einem praktischen Beispiel der Beckenchirurgie wie „Augmented-reality“-Navigation bei gleichbleibender Präzision die benötigte Zeit und Strahlendosis reduzieren kann. Obwohl „augmented reality“ theoretisch alle menschlichen Sinnesmodalitäten ansprechen könnte, wird jedoch häufig unter erweiterter Realität nur die visuelle Darstellung von Informationen verstanden. Dabei kommt der Display-Technologie für die „augmented reality“ in der Medizin eine Schlüsselrolle zu. Eine zentrale Herausforderung für den Chirurgen im OP ist die Integration der verschiedenen bildgebenden Informationen. Eck et al. beschreiben in ihrem Beitrag, wie die verschiedenen Display-Technologien im OP der Zukunft aussehen könnten. Von der neuen Technologie „augmented reality“ können aber auch die Patienten unmittelbar selbst profitieren. Die Technologien können helfen, dass der Patient seine Erkrankung oder den notwenigen operativen Eingriff besser versteht und damit informierter die für ihn beste Entscheidung treffen kann. Bork beschreibt hierzu ein neu entwickeltes interaktives System für eine personalisierte Patientenaufklärung und -rehabilitation. Wir danken allen Autoren, dass Sie es geschafft haben, die neuesten Technologien in der „augmented reality“ in verständlicher Weise darzustellen. Dadurch wird es dem Leser ermöglicht, einen kleinen Einblick in die aktuellen Entwicklungen eines sich rasant entwickelnden Gebiets der Medizin zu erhalten. Prof. Dr. Wolfgang Böcker Prof. Dr. Wolf Mutschler Korrespondenzadresse Interessenkonflikt. W. Böcker und W. Mutschler geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Klinische Obduktionen Nach Vorgaben des Krankenhaustrukturgesetzes soll die Auszahlung finanzieller Zuschläge für klinische Obduktionen im Krankenhaus an das Erreichen einer bestimmten Quote geknüpft werden. Ziel dieser Maßnahme ist die Erhöhung der Häufigkeit klinischer Obduktionen in deutschen Krankenhäusern, damit die Möglichkeit erhalten bleibt, die dabei gewonnenen Erkenntnisse für die Aus- und Weiterbildung des klinischen Personals zu nutzen, ggf. aus Fehlern zu lernen und Obduktionen als Qualitätssicherungsinstrument einzusetzen. Lesen Sie im Themenheft „Klinische Obduktionen“ (Ausgabe 5/2017) von Der Pathologe mehr zu folgenden Themen: 4 Obduktionszahlen in Deutschland 4 Erwartungen des Viszeralchirurgen an die Ergebnisse klinischer Obduktionen 4 Übersicht nach Sepsis-3 und Ansprüche des Klinikers an die Autopsie des Intensivpatienten 4 Klinische Obduktionen aus der Sicht des Hämatologen/Onkologen 4 Anforderungen des Neurologen an Obduktionen 4 Klinische Obduktionen aus medizinethischer Sicht 4 Obduktionen im Grenzbereich zwischen Pathologie und Rechtsmedizin 4 Postmortale bildgebende Verfahren Suchen Sie noch mehr zum Thema? 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W. Böcker, W. Mutschler. „Augmented reality“ – technologischer Fortschritt in bildgebenden Verfahren, Der Unfallchirurg, 2018, 262-263, DOI: 10.1007/s00113-018-0468-9