Entwicklung und Validierung von Visualisierungs- und Interaktionstechniken bei der Operationsplanung am Beispiel der onkologischen Leberchirurgie

• Applicant: Professor Dr. Heinz-Otto Peitgen
• Subject Area: Epidemiology and Medical Biometry/Statistics
• Term: from 1999 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5221560

In diesem Projekt werden Visualisierungs- und Interaktionstechniken entwickelt, die die Operationsplanung in der Tumorchirurgie unterstützen. Am Beispiel der Leberchirurgie sollen Tumore, Gefäßstrukturen und Versorgungsgebiete so visualisiert werden, daß eine Operationsstrategie präoperativ eingeschätzt werden kann. Aufgrund der starken interindividuellen Unterschiede ist es erforderlich, mit patientenspezifischen Daten zu planen. Dieses Vorhaben baut auf den bei MEVIS entwickelten und klinisch erprobten Verfahren zur Segmentierung und zur Gefäßanalyse auf. Auf der Basis einer geeigneten Visualisierung soll der Chirurg Resektionsstrategien für den individuellen Patienten erarbeiten können. Dazu werden Interaktionstechniken entwickelt, um Teile eines Volumens zu extrahieren. Es geht dabei nicht um die Nachbildung der physikalischen Schneidevorgänge, sondern um die notwendigen Informationen für eine Entscheidungsunterstützung. Ein grundlegendes Ziel besteht darin, zu analysieren und zu visualisieren, welche Konsequenzen diese Operationspläne haben. Das verbleibende Volumen, betroffene Gefäße und die Abstände zu wichtigen Strukturen sind dabei relevant. Eine zweckmäßige Integration von Bemaßungen in einer 3D-Visualisierung und die Farbcodierung von Abständen sind daher Schwerpunkte des Antrags. Ein weiteres Ziel besteht darin, die intraoperative Nutzung der Operationsplanung, z.B. durch die Generierung von Videos, zu ermöglichen. Die Evaluierung soll sich in zwei Phasen vollziehen: In der ersten Phase werden anhand von etwa 40 Patienten, die bereits diagnostiziert und teilweise operiert worden sind, virtuelle Operationen durchgeführt; in der zweiten Phase wird die Software zur Planung anstehender Operationen genutzt. Dieses Vorhaben zielt auch darauf ab, die OP-Vorbereitung zusammen mit den patientenspezifischen Daten zu speichern und das Vorgehen nachvollziehbar zu dokumentieren.

• DFG Programme: Research Grants