ISDmed ARS

Entwicklung eines KI-basierten Augmented Reality Systems zur Platzierung von Kathetern im Gehirn für die sogenannte Externe Ventrikeldrainage (EVD)

_{FuE-Kooperationsprojekt zwischen Universität Leipzig, Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie und ISD Internet Systems GmbH.}

Exemplarisches Setup des Chirurgen mit der Datenbrille und Instrumentennavigation in der OP-Umgebung am Modellkopf

ISDmed ARS ist ein FuE-Projekt zur Entwicklung neuer Produkte und Verfahren und zur Erhöhung der Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit in Zusammenarbeit mit der Universität Leipzig, Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie.

Augmented Reality (AR) ist eine Zukunftstechnologie, die mit fortschreitender Digitalisierung im Gesundheitswesen eine breite Anwendung finden wird und dazu beiträgt, die Patientensicherheit zu erhöhen und die Kosten zu senken.

Blick durch die Datenbrille aus Sicht der Chirurgen. Anzeige der Echtzeitposition des Kathe-ters im Gehirn

Das Ziel des Vorhabens und dessen Innovation ist die Entwicklung eines KI-basierten Augmented Reality Systems zur Platzierung von Kathetern im Gehirn für die sogenannte Externe Ventrikeldrainage (EVD). Im Gegensatz zur vorwiegend Freihand durchgeführten Positionierung des Katheters im Ventrikel des Gehirns wird mit Hilfe einer AR-Datenbrille oder eines Smartphones der Weg des Katheters durch das Gehirn als Trajektorie virtuell in das Sichtfeld der Chirurgen eingeblendet und der realen Patientenanatomie überlagert. Dieses System soll es den Chirurgen ermöglichen, die mit der Trefferquote verbundene Zielgenauigkeit zu verdoppeln und damit die Patientensicherheit deutlich zu erhöhen. Die Digitalisierung chirurgischer Eingriffe durch diese Form der Computerassistenz könnten damit auch kleinere Krankenhäuser in der Peripherie in Anspruch nehmen.

Virtueller idealer Instrumentenpfad zum Zielpunkt (Trajektorie)

Die externe Ventrikeldrainage (EVD) ist eine lebensrettende Maßnahme zur Entfernung von überschüssigem Gehirnwasser (Liquor) aus dem Ventrikelsystem des Gehirns. Dies kann erforderlich sein, wenn das Ventrikelsystem blockiert ist oder wenn das Gehirn zu viel Liquor produziert. Die invasive EVD beinhaltet den Einsatz von Drainagesonden, die durch die Schädeldecke in die Ventrikel eingeführt werden und an eine Drainagevorrichtung angeschlossen werden.

Positionierung des Katheters im Ventrikel des Gehirns (Cleveland Clinic)

Anatomische Lage des Eintrittspunkts Kocher-Punkt

Die Innovation der Entwicklung besteht in folgenden Punkten:

Virtuelle Einblendung des mittels KI ermittelten idealen Pfades des chirurgischen Instruments zur Zielstruktur mittels Datenbrille oder Tablet/Smartphone
Einblendung anatomischer Strukturen, die nicht verletzt werden dürfen und graphische sowie akustische Warnung bei kritischer Näherung
Anzeige der Echtzeit-Position des Katheters in den 2D-MRT oder CT-Bildern
Reduzierung der OP-Zeit um 40%
Reduzierung der Röntgen-Strahlenbelastung um 60% während der OP
Geringere Stressfaktoren für die Chirurgen
Einfache Bedienung durch geringe Komplexität der Benutzerschnittstelle
Erweiterung des Anwendungsspektrums um die Möglichkeit der lokalen Strahlentherapie zur Tumorbehandlung oder zur Implantat-Platzierung in der Unfallchirurgie

ISD übernimmt folgende Aufgaben: