Die optische Schnittstelle für computergestützte Therapie

Projektnummer: Forschungsprojekt P 12464 Projekttitel: Die optische Schnittstelle für computergestützte Chirurgie KURZBESCHREIBUNG DES PROJEKTES Das grundsätzliche Anliegen dieses zweijährigen Projektes ist der "Röntgenblick für den Chirurgen". vor der Operation aufgenommen Röntgen-, Computer- und Kernspintomographiebilder sollen während der Operation so eingespielt werden, daß der Chirurg in den Patienten "hineinschauen" kann. Aus den Patientenbildern konstruierte dreidimensionale Objekte (z.B. Tumore) müssen mit der Realansicht des Operationsfeldes überlagert werden, so daß der Eindruck entsteht, diese Objekte gehörten zur realen Welt. Damit soll die Orientierung während des Eingriffs erleichtert und die Belastung für den Patienten verringert werden. Das Projekt beschränkt auf Kiefer- und Gesichts- sowie HNO-Chirurgie. Bei bisherigen diesbezüglichen Forschungsarbeiten wird das sog. Head-mounted Display (HMD) als fix vorgegebenes Gesamtsystem eingesetzt. Das HMD hat die Gestalt eines Helms oder einer aufwendigen "Sonnenbrille", wobei die Bilder der virtuellen Realität auf den eingebauten miniaturisierten Computerbildschirmen entstehen. Im Gegensatz zur "Virtuellen Realität" mit geschlossenen Helmen muß für den chirurgischen Einsatz der Blickkontakt zur Außenwelt gewahrt bleiben. Daher spricht man hier von "Augmented Reality", der "erweiterten Realität". Dieses Projekt befaßt sich mit der optischen Schnittstelle selbst, welche die visuelle Integration von Patientenbildern oder von daraus im Computer berechneten Objekten in die Realansicht des Chirurgen bewerkstelligt. Beim HMD befindet sich vor jedem Auge eine solche Schnittstelle. Im Gegensatz zu bisherigen Forschungsarbeiten soll die Schnittstelle selbst im Mittelpunkt stehen und ihre Einfluß auf Qualität und Technik der Bildüberlagerung wissenschaftlich untersucht und optimiert werden. Damit soll ein weiteres Spektrum ihrer Einsatzmöglichkeiten in der Chirurgie zugänglich werden. Das Projektziel besteht einerseits in der Entwicklung und Konstruktion eines aufsteckbaren Flansches, das die optimierte Schnittstelle mit dem miniaturisierten Bildschirm enthält und universell für Lupenbrillen, HMDs, Endoskope und Stereo-Operationsmikroskope geeignet ist, andererseits in der Untersuchung und Optimierung der optischen Eigenschaften der Schnittstelle bei der Fusion von realen und digitalen Bildern.