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Die medizinische Bildgebung ist heute in der Lage, hochaufgelöste dreidimensionale medizinische Bilddaten zu liefern. Im Operationssaal stehen dem Chirurgen während des Eingriffs jedoch nur eingeschränkte Möglichkeiten zur Visualisierung dieser Bilder zur Verfügung. Meist beschränken sich diese auf zweidimensionale Folien am Leuchtkasten oder Papierausdrucke. Praktisch ungenutzt durch den Operateur bleiben dreidimensionale Informationen, die durch eine Stereodarstellung während einer Operation wertvolle Orientierungshilfen im Bezug auf die räumlichen Beziehungen der anatomischen Strukturen des Patienten liefern könnten.

Ziel unserer Forschung war es, ein Visualisierungs- und Interaktionssystem zu entwickeln, welches in der Lage ist, dreidimensionale medizinische Bild- und Planungsdaten mit Hilfe eines autostereoskopischen Monitors darzustellen und zu manipulieren. Der Chirurg soll ohne Unterbrechung seiner Tätigkeit am Patienten und ohne Zuhilfenahme weiterer Gegenstände, wie z.B. Eingabewerkzeugen oder Stereobrillen, die ihm dargebotenen Patientenbilder räumlich sehen und bearbeiten können.

Zu diesem Zweck wurde VREDmed entwickelt, eine plattformübergreifende 3D Rendering Engine zur Visualisierung von dreidimensionalen Daten wie CAD-Modellen und Volumenbildern. Es wurde um Module zur Verarbeitung medizinischer Bilddaten, einem flexiblen Trackingsystem, einer Sprachsteuerung und einer Gestenerkennung für die Interaktion mit Hilfe von Handbewegungen erweitert. Diese dient dem Chirurgen während eines Eingriffes, um die Perspektive auf das virtuelle Bild oder Einstellungen wie Schnittebenen und Kontrast während des Eingriffes berührungslos zu verändern.Das Trackingsystem kann zur Positionsbestimmung einer Vielzahl von Objekten gleichzeitig dienen, wie z.B. des Patienten, von multiplen chirurgischen Instrumenten und Monitoren wie z.B. eines Head-Mounted-Displays für Anwendungen von Augmented Reality, falls in Echtzeit gewonnene Bilddaten zum Einsatz kommen sollen.Zur Stereovisualisierung wurden mehrere gebräuchliche Verfahren impelmentiert, u.a. eine Anbindung an ein autostereoskopisches LCD-Display, welches die räumliche Betrachtung von 3D-Objekten ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie z.B. Rot/Grünbrillen oder Polfilter erlaubt. Durch eine Visualisierungsmethode, die dem Chirurgen das räumliche Betrachten von dreidimensionalen CT-, MRT- oder Ultraschalldaten ohne Beeinträchtigung während seiner chirurgischen Tätigkeit am Operationstisch erlaubt und der Möglichkeit, sprach- oder gestengesteuert mit den digitalen Bilddaten zu interagieren, ist ein nützliches Werkzeug für den Einsatz im Operationssaal entstanden.

Es konnte ein Visualisierungssystem entwickelt werden, dass die räumliche Betrachtung von medizinischen Bilddaten durch den Operateur während eines Eingriffes im Operationssaal ohne Beeinträchtigung der gewohnten Arbeitsmethoden ermöglicht. Die Stereo-Visualisierung dient der besseren Orientierung des Operateurs am Patienten an Hand prä- oder intraoperativ gewonnener dreidimensionaler Bilddaten. Das System wird zur Zeit klinisch evaluiert. [Abb. 1]