ROCS II

Chirurgische Navigation mit X23D: Anhand Röntgenbildern wird ein 3D-Modell generiert, das beispielsweise mit Hilfe von Augmented Reality visualisiert und zur chirurgischen Navigation verwendet werden kann.

ROCS

X23D setzt künstliche Intelligenz im Operationsaal ein, um chirurgische Navigation effektiver und vielseitiger zu machen.

X23D

Trotz der rasanten Entwicklungen in der Robotik bleibt die intraoperative Bildgebung das wichtigste Werkzeug der Präzisionschirurgie. Mit Hilfe von intraoperativen Röntgenaufnahmen können anatomische Strukturen lokalisiert, die korrekte Lage von Implantaten verifiziert oder Bilddaten zur intraoperativen Entscheidungsfindung herangezogen werden. Neben Röntgengeräten setzen Zentren wie die Universitätsklinik Balgrist auch die Computer-Tomographie (CT) direkt im Operationsaal ein. CT-Geräte fertigen hunderte Schichtbilder an und können so dreidimensionale Bilddaten der Patientenanatomie berechnen. Da die Erstellung zeitaufwändig und mit einer höheren Strahlenbelastung verbunden ist, arbeiten wir an einer Methode Namens X23D, die eine vollständige 3D-Darstellung der Anatomie anhand weniger intraoperativer Röntgenbilder berechnen kann. Dazu wurde einer künstlichen Intelligenz die 3D-Form der menschlichen Wirbelsäule gelernt, indem die Methode auf tausenden Röntgenbildern trainiert wurde. Sie ist in der Lage, während der Operation eine 3D-Rekonstruktion der Wirbelsäule inklusive Pathologien wie Tumoren oder Deformitäten in Echtzeit darzustellen. Indem auch die Position von chirurgischen Werkzeugen relativ zum anatomischen 3D-Modell dargestellt wird, kann der Chirurg oder die Chirurgin sicher und präzise durch die Operation geführt werden. X23D ist für eine Vielzahl von Eingriffen und in jedem Operationsaal einsetzbar.

Prof. Dr. sc. Philipp Fürnstahl ist Leiter des ROCS-Teams der Univer- sitätsklinik Balgrist. ROCS forscht an der Schnittstelle zwischen Computerwissenschaften und Orthopädie an chirurgischen Innovationen.

Prof. Dr. med. Mazda Farshad, MPH, ist Ordinarius für Orthopädie der Universität Zürich und gleichzeitig Medizinischer Spitaldirektor sowie Chefarzt Orthopädie und Wirbelsäulenchirurgie der Universitätsklinik Balgrist.

Dr. Hooman Esfandiari ist Post-Doc und leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter im ROCS-Team der Universitätsklinik Balgrist. Nach Abschluss seines Doktoratsstudiums in Biomedizintechnik an der University of British Columbia, Kanada, schloss sich Dr. Esfandiari dem ROCS-Team an. Aktuell ist er wissenschaftlicher und technischer Leiter des X23D-Teams, das neue Technologien für die chirurgische Führung entwickelt.