Die Bandscheibe auf dem Bildschirm
Von Annegret Faber · 09.10.2013
Die Haut, das Blut, die Wunde, alles sieht täuschend echt aus, doch es ist eine Simulation: Wissenschaftler haben einen Torso entwickelt, an dem Studenten verschiedene Bandscheibenoperationen üben können. Das hat nicht nur für die Studenten Vorteile - diese Erfindung könnte auch international bedeutsam werden.
Ein OP-Saal. Auf dem Operationstisch liegt ein Patient. Sein Körper ist mit einem Tuch bedeckt. Nur im Bereich der unteren Lendenwirbel ist die Haut des Patienten sichtbar. Hier wird der Chirurg gleich einen Bandscheibenvorfall korrigieren.
Die Öffnung im Lendenbereich, das Blut, der Chirurg, alles sieht echt aus. Trotzdem ist dies keine reale Operationen, sondern eine Simulation - der Patient ein Plastiktorso ohne Arme und Beine. Entwickelt wurde er für Übungszwecke.
Bandscheibenvorfälle werden damit simuliert. Ende des Jahres geht er in Serie. Denn Übung macht den Meister, wissen die Entwickler des Torsos. Allesamt Wissenschaftler der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur in Leipzig. Doch der Torso kann mehr, als auf den ersten Blick sichtbar: Zukünftig sollen Studenten mit ihm unterschiedliche Bandscheibenoperationen üben, ...
Der Wissenschaftliche Direktor, Prof. Werner Korb: "...nicht nur Bandscheibenoperationen, sondern auch Versteifungen der Wirbelkörper und viele andere Operationen an der Wirbelsäule."
Der Torso ist die Basis. Die Art der Wirbelsäulen-OP wird austauschbar sein. Werner Korb vergleicht es mit dem Prinzip Drucker und Druckerpatrone.
"Und im Moment ist die Druckerpatrone Bandscheiben OP fertig und im nächsten Jahren wird es dann zusätzliche Operationen geben."
Nach dem Bandscheibenvorfall simuliert die nächste Patrone das Einsetzen eines Bandscheibenimplantats. Ebenso eine sehr riskante Operation. Damit der Arzt sieht, was er tut, werden während der OP-Röntgenbilder gemacht. Diese Aufnahmen macht bei FluoroSim ein so genanntes Trackingsystem. Mark Hirschfeld hat die Software entwickelt. Bevor diese zum Einsatz kommt, müssen die OP-Instrumente in Position gebracht werden.
"Der Arzt, der die Operation trainieren möchte, sieht vor sich ein Modell eines Torsos. Auf diesem Torso ist ein kleines Loch, an dem die minimalinvasive Operation durchgeführt wird. Das ist das einzige was er sieht. "
Das OP-Besteck ähnelt einem großen Schraubenzieher. An seiner Spitze ist das Bandscheibenimplantat befestigt. Mark Hirschberg führt es in den Torso ein. Von diesem Moment an sieht er nichts mehr. Jetzt kommt das Trackingsystem zum Einsatz.
Werner Korb: "Ein Trackingsystem ist ein System, das Instrumente verfolgt im Raum. Man kann sich das so ein bisschen vorstellen, wie das GPS System im Auto und so ähnlich funktionieren Trackingsysteme auch in der Chirurgie. Da ist das Auto das chirurgische Instrument und das wird verfolgt im OP Raum und da weiß man immer, wo sich das Instrument im Vergleich zum OP-Raum-Koordinatensystem befindet."
Einen Meter links neben dem OP-Tisch steht eine spezielle Kamera. Diese sendet und empfängt Infrarotstrahlen. Sowohl an dem Bandscheibenmodell, als auch an dem OP-Besteck sind viele dünne Kabel befestigt. Die enden in so genannten Markern, die wie kleine runde Augen aussehen, mit ca. zwei Millimeter Durchmesser. Mark Hirschfeld schaltet einen Computer ein und startet das System.
"...muss ich eine kurze Einstellung vornehmen... Dann braucht er eine bestimmte Vorlaufzeit, dann startet der den Trackingmodus."
Die Infrarotstrahlen erkennen die Positionen von Bandscheiben und Wirbel. Die Koordinaten dieser statischen Objekte hat das Trackingsystem schon vor der Operation abgespeichert. Nun erfasst es die Bewegungen des chirurgischen Instrumentes. Alle Positionsdaten werden zu einem grafischen Bild ungerechnet. Mark Hirschfeld zeigt auf den Computerbildschirm, rechts neben dem Torso. Dort sind nun Schwarz-Weiß-Bilder zu sehen, die Röntgenaufnahmen ähneln.
"Also das hier ist ein Wirbel und das hier ist ein Wirbel und das hier ist ein Wirbel. Dazwischen haben wir jeweils eine Bandscheibe, und in diese Bandscheibe wird jetzt das Implantat eingesetzt. Das müsste noch ein bisschen gedreht werden, man müsste das locker stellen, dann ist das quasi offen und dann kann man noch ein bisschen nachbearbeiten."
Mit einem Chirurgischen Hammer bringt er das Implantat zwischen den Wirbeln in die richtige Position und kontrolliert seine Bewegungen mit Blick auf den Bildschirm. Mit dieser Simulation könnten Humanpräparate oder Tierkadaver zum Üben bald überflüssig werden, erläutert Werner Korb. Und die OP könne an jedem beliebigen Ort geübt werden.
"Bisher konnte man Kurse nur im Tierlabor oder in der Anatomie durchführen, weil man dort an die Räumlichkeiten gebunden war, aus ethischen und auch aus logistischen Gründen."
Der Torso ist da. Die Kartusche Bandscheibenvorfall ebenso. Nun kommt bald die Kartusche Bandscheibenimplantat mit der Röntgensimulation FlouroSim. Eine Entwicklung, die international bedeutend sein kann: Denn in vielen Ländern mangelt es an Übungsmodellen, also Leichen, bzw. Tierkadavern. Dass Studenten schon beim Üben gesundheitsschädlichen Röntgenstrahlen ausgesetzt sind, könnte mit FlouroSim ebenso bald der Vergangenheit angehören.
Die Öffnung im Lendenbereich, das Blut, der Chirurg, alles sieht echt aus. Trotzdem ist dies keine reale Operationen, sondern eine Simulation - der Patient ein Plastiktorso ohne Arme und Beine. Entwickelt wurde er für Übungszwecke.
Bandscheibenvorfälle werden damit simuliert. Ende des Jahres geht er in Serie. Denn Übung macht den Meister, wissen die Entwickler des Torsos. Allesamt Wissenschaftler der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur in Leipzig. Doch der Torso kann mehr, als auf den ersten Blick sichtbar: Zukünftig sollen Studenten mit ihm unterschiedliche Bandscheibenoperationen üben, ...
Der Wissenschaftliche Direktor, Prof. Werner Korb: "...nicht nur Bandscheibenoperationen, sondern auch Versteifungen der Wirbelkörper und viele andere Operationen an der Wirbelsäule."
Der Torso ist die Basis. Die Art der Wirbelsäulen-OP wird austauschbar sein. Werner Korb vergleicht es mit dem Prinzip Drucker und Druckerpatrone.
"Und im Moment ist die Druckerpatrone Bandscheiben OP fertig und im nächsten Jahren wird es dann zusätzliche Operationen geben."
Nach dem Bandscheibenvorfall simuliert die nächste Patrone das Einsetzen eines Bandscheibenimplantats. Ebenso eine sehr riskante Operation. Damit der Arzt sieht, was er tut, werden während der OP-Röntgenbilder gemacht. Diese Aufnahmen macht bei FluoroSim ein so genanntes Trackingsystem. Mark Hirschfeld hat die Software entwickelt. Bevor diese zum Einsatz kommt, müssen die OP-Instrumente in Position gebracht werden.
"Der Arzt, der die Operation trainieren möchte, sieht vor sich ein Modell eines Torsos. Auf diesem Torso ist ein kleines Loch, an dem die minimalinvasive Operation durchgeführt wird. Das ist das einzige was er sieht. "
Das OP-Besteck ähnelt einem großen Schraubenzieher. An seiner Spitze ist das Bandscheibenimplantat befestigt. Mark Hirschberg führt es in den Torso ein. Von diesem Moment an sieht er nichts mehr. Jetzt kommt das Trackingsystem zum Einsatz.
Werner Korb: "Ein Trackingsystem ist ein System, das Instrumente verfolgt im Raum. Man kann sich das so ein bisschen vorstellen, wie das GPS System im Auto und so ähnlich funktionieren Trackingsysteme auch in der Chirurgie. Da ist das Auto das chirurgische Instrument und das wird verfolgt im OP Raum und da weiß man immer, wo sich das Instrument im Vergleich zum OP-Raum-Koordinatensystem befindet."
Einen Meter links neben dem OP-Tisch steht eine spezielle Kamera. Diese sendet und empfängt Infrarotstrahlen. Sowohl an dem Bandscheibenmodell, als auch an dem OP-Besteck sind viele dünne Kabel befestigt. Die enden in so genannten Markern, die wie kleine runde Augen aussehen, mit ca. zwei Millimeter Durchmesser. Mark Hirschfeld schaltet einen Computer ein und startet das System.
"...muss ich eine kurze Einstellung vornehmen... Dann braucht er eine bestimmte Vorlaufzeit, dann startet der den Trackingmodus."
Die Infrarotstrahlen erkennen die Positionen von Bandscheiben und Wirbel. Die Koordinaten dieser statischen Objekte hat das Trackingsystem schon vor der Operation abgespeichert. Nun erfasst es die Bewegungen des chirurgischen Instrumentes. Alle Positionsdaten werden zu einem grafischen Bild ungerechnet. Mark Hirschfeld zeigt auf den Computerbildschirm, rechts neben dem Torso. Dort sind nun Schwarz-Weiß-Bilder zu sehen, die Röntgenaufnahmen ähneln.
"Also das hier ist ein Wirbel und das hier ist ein Wirbel und das hier ist ein Wirbel. Dazwischen haben wir jeweils eine Bandscheibe, und in diese Bandscheibe wird jetzt das Implantat eingesetzt. Das müsste noch ein bisschen gedreht werden, man müsste das locker stellen, dann ist das quasi offen und dann kann man noch ein bisschen nachbearbeiten."
Mit einem Chirurgischen Hammer bringt er das Implantat zwischen den Wirbeln in die richtige Position und kontrolliert seine Bewegungen mit Blick auf den Bildschirm. Mit dieser Simulation könnten Humanpräparate oder Tierkadaver zum Üben bald überflüssig werden, erläutert Werner Korb. Und die OP könne an jedem beliebigen Ort geübt werden.
"Bisher konnte man Kurse nur im Tierlabor oder in der Anatomie durchführen, weil man dort an die Räumlichkeiten gebunden war, aus ethischen und auch aus logistischen Gründen."
Der Torso ist da. Die Kartusche Bandscheibenvorfall ebenso. Nun kommt bald die Kartusche Bandscheibenimplantat mit der Röntgensimulation FlouroSim. Eine Entwicklung, die international bedeutend sein kann: Denn in vielen Ländern mangelt es an Übungsmodellen, also Leichen, bzw. Tierkadavern. Dass Studenten schon beim Üben gesundheitsschädlichen Röntgenstrahlen ausgesetzt sind, könnte mit FlouroSim ebenso bald der Vergangenheit angehören.