Visualisierungsstation für hochpräzise orthopädische Eingriffe

  • Project title: Visualization Station for High-Precision Orthopedic Procedures – Subproject OVGU: Development of Image Processing Components for the Real-Time Visualization Station
  • Funding organisation: Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action (BMWi)
  • Funding period: 01.03.2015 until 28.02.2017

 

In orthopedic surgery, a common challenge is the precise insertion of an implant into a bone. Medical navigation systems are employed for this purpose, continuously tracking the position of instruments and bones fitted with markers using a tracking system. The implant is then overlaid onto a preoperatively acquired 3D CT dataset in the correct position and orientation, creating the impression of real-time imaging. However, surgical movements of bones and markers can lead to significant inaccuracies in these navigation systems.

To address this issue, the use of an intraoperative CT can provide a current 3D dataset, offering a potential solution. Nonetheless, drawbacks include additional radiation exposure and substantial costs associated with such CT systems. The objective of this project is to develop a visualization station that updates the preoperative 3D image using X-ray images captured intraoperatively with a C-arm available in every operating room. This approach aims to precisely overlay implants and bones within the updated 3D image, enhancing surgical accuracy without the need for additional CT scans.

Further information about the project can be found here.

  • Projekttitel: Visualisierungsstation für hochpräzise orthopädische Eingriffe - Teilprojekt OVGU: Entwicklung der bildverarbeitenden Elemente der Echtzeit-Visualisierungsstation
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi)
  • Projektlaufzeit: 01.03.2015 bis 28.02.2017

 

In der orthopädischen Chirurgie besteht die Aufgabe häufig darin, ein Implantat präzise in einen Knochen einzuführen. Dazu werden medizinische Navigationssysteme eingesetzt, welche die Position des Instruments und des Knochens - auf denen Marker befestigt sind - mit Hilfe eines Trackingsystems kontinuierlich verfolgen. Das Implantat wird dann in der richtigen Position und Orientierung auf einen präoperativ aufgenommenen 3D-CT-Datensatz ein-geblendet, so dass der Eindruck einer Echtzeitbildgebung entsteht. Operationsbedingte Verschiebungen der Knochen und der Marker führen zu großen Ungenauigkeiten dieser Navigationssysteme. Abhilfe kann der Einsatz eines intraoperativen CTs leisten, welches einen aktuellen 3D-Datensatz aufnimmt. Nachteilig sind dabei die zusätzliche Strahlenbelastung und die erheblichen Zusatzkosten eines solchen CTs. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung einer Visualisierungsstation, welche mit Hilfe von Röntgenbildern - die mit Hilfe eines in jedem Operationsraum vorhandenen C-Bogens intraoperativ erstellt werden - das präoperative 3D-Bild aktualisiert und in diesem Implantate und Knochen präzise einblendet.

Weitere Informationen zum Projekt können hier erhalten werden.