unilink April herunterladen (pdf, 2.0 MB) - Abteilung Kommunikation ...
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175-Jahr-Jubiläum<br />
Operations-Simulationen: Der PC wird zum Assistenzarzt<br />
Mit der Schlüsselloch-Chirurgie werden<br />
heute minimal invasive Operationen<br />
durchgeführt. Was es dazu braucht? Einen<br />
Chirurgen, einen Computer, Instrumente<br />
und eine entsprechende Software, wie sie<br />
an der Uni Bern entwickelt wird.<br />
Marc Puls führt die Operationsnadel in die<br />
Nasenöffnung des Schädels hinein, der vor<br />
ihm auf dem Pult liegt – die Demonstration<br />
beginnt. Doch der Schädel scheint<br />
den Softwareentwickler nicht zu interessieren,<br />
er blickt konzentriert auf den<br />
Monitor, der daneben steht: Auf dem Bildschirm<br />
leuchtet weiss der Knochen aus vier<br />
verschiedenen Perspektiven, und darüber<br />
schiebt sich langsam die Nadel, die Puls in<br />
der Hand hält. Es ist beeindruckend –<br />
bildet der Computer doch eins zu eins ab,<br />
was auf dem Pult und später auf dem<br />
Operationstisch passiert. Diese am<br />
«ARTORG Center for Biomedical Engineering<br />
Research» der Universität Bern entwickelte<br />
Navigationssoftware macht minimal<br />
invasive Hightech-Operationen möglich,<br />
zum Beispiel die Entfernung von Tumoren<br />
im empfindlichen Nasenraum.<br />
Bild und Realität sind deckungsgleich<br />
Marc Puls erklärt anhand einer fiktiven<br />
Operation die neue Technologie, welche<br />
die Brücke zwischen Computer und Skalpell<br />
schlägt: In einem ersten Schritt<br />
werden die Informationen aus den vorher<br />
angefertigten Tomografien, 3-D-Röntgenbildern<br />
des Patienten, in den Computer<br />
geladen. Damit stehen alle Daten des<br />
Schädels digital bereit. Liegt schliesslich<br />
der Patient in corpore auf dem Operationstisch,<br />
wird der Computer-Schädel mit<br />
dem echten Schädel in Übereinstimmung<br />
gebracht. Dazu wird am Patienten<br />
während der Operation ein mit Referenzmarkern<br />
versehenes Kunststoff-Mundstück<br />
fixiert. Anhand dieser vier fixen Marker,<br />
die von einer Kamera laufend verfolgt<br />
werden, überträgt die Software alle Daten<br />
aus den Tomografien und Live-Aufnahmen<br />
in ein übereinstimmendes Koordinatensystem.<br />
«Als Resultat dieser Berechnungen<br />
bewegt sich der Schädel auf dem Monitor<br />
Das Projekt «Operations-Simulationen»<br />
wird unterstützt durch die Berner<br />
Kantonalbank BEKB l BCBE.<br />
Hochpräzise Instrumente unterstützen die Hand des Arztes und<br />
ermöglichen die so genannte Schlüsselloch-Chirurgie.<br />
synchron mit dem echten Kopf», sagt<br />
Informatiker Marc Puls. Dasselbe geschieht<br />
mit den Operations-Instrumenten, die<br />
ebenfalls mit Referenzmarkern ausgestattet<br />
sind und sich auf dem Bildschirm<br />
analog bewegen wie in Realität.<br />
Für jedes Gelenk ein Programm<br />
«Die Abweichungen zwischen Echt- und<br />
Digitalbild sind kleiner als ein Millimeter»,<br />
erklärt Professor Stefan Weber, Leiter der<br />
<strong>Abteilung</strong> «Institute for Surgical Technology<br />
& Biomechanics» am ARTORG-Center.<br />
Für delikate Operationen wie im Hals-<br />
Nasen-Ohren-Bereich sei eine solche<br />
Genauigkeit unbedingt erforderlich. «Diese<br />
neuen Technologien aber ersetzen nicht<br />
etwa den Chirurgen, sondern unterstützen<br />
ihn», betont Weber. Zurzeit sind rund 16<br />
verschiedene Navigations- und Planungssysteme,<br />
die am ARTORG-Center entwickelt<br />
wurden, in den europäischen und<br />
amerikanischen Operationssälen im<br />
Einsatz.<br />
Die Bewegung wird animiert<br />
Ein weiterer Schwerpunk der ARTORG-<br />
<strong>Abteilung</strong> ist die Entwicklung von Diagnose-Software:<br />
Trickfilmartig können die<br />
Informatiker Bewegungsabläufe von<br />
Gelenken eines Patienten digital abbilden.<br />
Auch dieser Technologie liegen die Tomografien-Daten<br />
eines Patienten zugrunde,<br />
die mithilfe von Software-Applikationen<br />
animiert werden können. «Ein Orthopäde<br />
kann somit vor der Operation anhand des<br />
digitalen Bewegungsablaufs nachvollziehen,<br />
an welcher Stelle beispielsweise<br />
ein Oberschenkelknochen in der Hüfte<br />
blockiert wird», erklärt Marc Puls. Eine<br />
wertvolle Hilfe bei der Diagnose von Hüftbeschwerden.<br />
Bettina Jakob<br />
Operations-Simulationen live erleben<br />
Ein Schwerpunktthema des 175-Jahr-Jubiläums<br />
ist die Medizintechnik. Eine<br />
Wanderausstellung an verschiedenen<br />
Standorten im Kanton Bern zeigt die vielfältigen<br />
Tätigkeiten der Universität Bern<br />
in der Forschung und Entwicklung der<br />
Medizintechnik. Anhand von Eingriffen in<br />
Bauchraum und Schädel wird demonstriert,<br />
wie chirurgische Navigationsgeräte<br />
und intelligente Instrumente in der Praxis<br />
angewendet werden. Als besondere<br />
Attraktion können Besucherinnen und<br />
Besucher selber Hand anlegen und<br />
verschiedene chirurgische Technologien<br />
ausprobieren. Wo und wann Interessierte<br />
bei den Operations-Simulationen dabei<br />
sein können unter:<br />
www.175.unibe.ch/de/medizintechnik/<br />
operation.html<br />
4 <strong>unilink</strong> <strong>April</strong> 2009