In diesem Projekt wird das Augmented Reality (AR) Overlay mit einem speziell angefertigten Operationsmikroskop (Leica M500-N) erforscht, das intraoperativ mit einem optischen Tracker (NDI Optotrak Certus) getrackt wird. Es ist ein medizinisches Anwendungskonzept  entwickelt (AROSCOPE – Stereo Augmented Reality in a Navigated Surgical Microscope), dass plattformunabhängige open-source Bibliotheken verwendet. Für das Mikroskop eingebettete Operationen wird der Patient mit Landmarke-basierter Registrierungstechnik  registriert und gleichzeitig der Kopf des Mikroskops wird mit dem Patient zusammen navigiert. Dadurch segmentierte anatomische Strukturen von präoperativen radiologischen Bilder und Zugangswege  können zielgenau als AR-Überlagerung in Sichtfeld  (FOV) des Operateurs dargestellt werden, ohne die Aufmerksamkeit des Operateurs aus dem Operationsfeld  abgelenkt wird.

Das technische Konzept und Kerngebiet der AROSCOPE beinhaltet: zweidimensionale (2D) Visualisierung und räumliche Betrachtung der Patientenbilder, Kalibrierung der Stereokameras, die auf dem Kopf des Mikroskops montiert sind, Hand-Auge-Kalibrierung, Patient-Bildregistrierung, dreidimensionale (3D) Segmentierung, intraoperative chirurgische 3D-Navigation und Überlagerung der segmentierten anatomischen Strukturen in das Okular des Operationsmikroskops in Echtzeit.

Dieses Projekt bietet die Möglichkeit zur Verbesserung der Fähigkeiten des Chirurgen für eine bessere intraoperative Orientierung, indem 3D-Informationen direkt in das Sichtfeld überlagert wird.

Ziel
Das Ziel dieses Projektes war Entwicklung eines chirurgischen Navigation- und stereoskopischen Augmented-Reality-Konzept für den Einsatz in minimal invasive mikroskopische bildgestützte Chirurgie in HNO-Operationen.

Das Konzept dient benutzerfreundliche  Interaktionen und alle wesentlichen Schritte von der Planung bis zur Überlagerungsphase und erfüllt wichtige Voraussetzungen für eine erfolgreiche Operation in minimal-invasiven Eingriffen mit navigiertem stereo Operationsmikroskop. Um die Fähigkeit des Operateurs während der Operation zu verbessern und den gesamten komplexen Workflow zu erleichtern, bietet AROSCOPE Schritt für Schritt die Bearbeitung von hauptsächlichen Anforderungen und klare Leitlinie für den Anwender. Folglich erhöht dieses System die Fähigkeiten des Chirurgen visuellen Systems durch die Kombination von computergenerierten Grafiken, Computervision und fortgeschrittene Benutzerinteraktion Technologie.

Screenshots

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Gefördert durch die Österreichische Nationalbank über den Jubiläumsfonds unter Projekt 13003 (2008 – 2012, laufend).

Detaillierte Information zum Projekt finden Sie unter Downloads und Publikationen Seiten.

Y. Özbek, W. Freysinger

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