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Zielsetzung: Wir präsentieren Methoden zur bildbasierten computergestützten Risikoanalyse und Operationsplanung bei der Resektion von Bronchialkarzinomen, der Metastasenchirurgie sowie der Volumenreduktionschirurgie von Emphysemen. Diese Methoden beinhalten die Risikoabschätzung, die quantitative Bewertung von Resektionsstrategien sowie die dreidimensionale (3D) Visualisierung zur Operationsplanung.

Methodik: Für die Risikoanalyse wurde eine Software entwickelt, die basierend auf CT-Daten die Segmentierung von Lungenlappen und –Segmenten erlaubt und eine Quantifizierung von Volumen und Schweregrad von Emphysem und Fibrose, innerhalb dieser Lungenkompartimente, ermöglicht. Damit können Lungenfunktionstests und Perfusionsszintigraphie durch eine morphologische Quantifizierung des Lungenparenchyms ergänzt werden, was eine verbesserte Prognose der postoperativen Lungenfunktion erwarten lässt. Zur Bewertung unterschiedlicher Resektionsstrategien stehen ebenfalls quantitative Methoden zur Verfügung: die Größenbestimmung des Tumors, sowie die Abstandsbestimmung zu benachbarten Strukturen wie Segment- und Lappengrenzen bzw. Hilus (entlang des Bronchialverlaufs). Diese Methoden sollen dabei helfen, vor dem Hintergrund zunehmender Früherkennungsuntersuchungen, Patientengruppen zu identifizieren, für die sublobäre Resektionen in Betracht kommen. Zur konkreten Operationsplanung stehen eine Reihe von Methoden zur Verfügung, die Strukturen wie Pulmonalarterien, Pulmonalvenen oder Bronchien selektiv in 3D darstellen, und die Operationsplanung komplexer hilusnaher onkologischer Resektionen unterstützen sollen. Auch für die Volumenreduktionschirurgie bei Emphysemen wurden Methoden zur 3D-Darstellung der emphysematischen Bereiche im Kontext der anatomischen Einheiten der Lunge entwickelt.

Ergebnis: Machbarkeitsstudien im Bereich der selektiven Visualisierung relevanter hilusnaher anatomischer Strukturen zeigen erste Anwendungsszenarien auf, bei denen ein Benefit für die klinische Anwendung zu erwarten ist.

Schlussfolgerung: Die Computerunterstützung hat das Potential, ähnlich wie in der Leberchirurgie, die bildbasierte thoraxchirurgische Planung zu verbessern. Im Rahmen eines bewilligten DFG-Forschungsprojektes soll die vorgestellte Methodik – auch im Hinblick auf den nötigen Interaktionsaufwand – weiter optimiert und hinsichtlich des klinischen Nutzens evaluiert werden.