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Entwicklung von kamerabasierten Methoden zur dichten 3D-Rekonstruktion von Operationssitus

Entwicklung von kamerabasierten Methoden zur dichten 3D-Rekonstruktion von Operationssitus
Ansprechpartner:

Lu Guo, Werner Nahm

In unserem Szenario für die chirurgischen Visualisierung der Zukunft in den Anwendungsbereichen Mikrochirurgie und Endoskopie arbeitet der Operateur in einer vollständig digitalisierten Visualisierungsumgebung. Dabei betrachtet er sein Operationsfeld nicht mehr über ein optisches Linsensystem oder über eine Videokette. Seine Sicht auf das aktuelle Geschehen wird vielmehr über virtuelle Kameras erzeugt, die auf eine hochgenaue digitale 3D-Rekonstruktion des Situs gerichtet sind. Diese 3D-Rekonstruktion kann als der digitale Zwilling (Digital Twin) des realen Operationsfeldes angesehen werden. Die virtuelle Szene, die beispielsweise 60 mal in der Sekunde aktualisiert wird, bezeichnen wir als digitale Realität (Digital Reality, DR). Die Vorteile der Digital Reality in der chirurgischen Visualisierung liegen primär in der Kompatibilität zu anderen bildgebenden Verfahren (CT, MRT, US, usw.), die ebenfalls 3D-Objekte erzeugen. Die Informationen aus diesen Modalitäten können in der DR je nach Bedarf und Anwendung fusioniert werden und ermöglichen so eine echte 3D-Augmentierung. Weiterhin ist eine DR-Visualisierung nicht begrenzt in der Anzahl der Mitbetrachter oder dem Ort, an dem sich ein Mitbetrachter aktuell befindet. Letztlich bildet die DR die Basis für zukünftige, rein virtuelle Operationssimulationen im Sinne einer optimierten und personalisierten Operationsplanung. In diesem Funktionsumfang geht dieser Ansatz deutlich über bereits vorgestellte oder verfügbare Mixed Reality (MR) Systeme hinaus.