Endoguide: Endoskop mit 360°-Ansicht - Haulsen, I.; Dingeldey, F.; Lübke, D. (Endoskopie heute, 2011)
In den vergangenen Jahrzehnten gewann die minimalinvasive Chirurgie immer stärker an Bedeutung, und dennoch müssen Chirurgen nach wie vor mit eingeschränkter Orientierung und schwieriger Navigation kämpfen. Das 2D-Kamerabild des Endoskops liefert das einzige visuelle Feedback. Hierdurch ist das Kamerablickfeld begrenzt, die Blickstandpunkte von Arzt und Endoskop sind entkoppelt, und darüber hinaus kann der Chirurg das von einem Assistenten gehaltene Endoskop nicht selbst kontrollieren.Das vom BMBF geförderte Projekt „Endoguide“ hat die Entwicklung eines neuartigen, computergestützten Endoskopiesystems für laparoskopische Eingriffe zum Ziel. Das Endoguide-System besteht aus einem neuen Endoskop mit beweglicher Kamera sowie einer Computereinheit für VR / AR-Unterstützung und intuitive Benutzerschnittstellen. Das Endoskop wird hierbei nicht mehr von einem Assistenten gehalten, sondern ist in einen Haltearm eingespannt, wobei Elektromotoren die volle Kontrolle von Blickrichtung, Fokus und Zoom sicherstellen.Die Computereinheit ermöglicht eine Vielzahl neuer Features. Das gesamte System, inklusive des Endoskops, kann über mehrere berührungslose Schnittstellen kontrolliert werden, wie z. B. Spracheingabe, Kopf- oder Blicksteuerung. Darüber hinaus sind durch GPU-basierte Echtzeit-Videoverarbeitung und optisches Tracking automatische Features realisiert, u. a. ein FFT-basierter Autofokus, bildbasierte Instrumentenverfolgung oder adaptive Region-of-Interest-Auswahl und Kameranachführung. Insbesondere Letzteres erlaubt es dem Chirurgen, sich voll auf seine Arbeit zu konzentrieren, da das System automatisch die korrekte Ansicht ermittelt.Um das eingeschränkte Sichtfeld des Endoskops zu überwinden, kann das System automatisch 360°-Übersichtspanoramen erzeugen. Diese können entweder auf einem Monitor oder in immersiven Umgebungen, wie z. B. kleinen Kuppelprojektionen, betrachtet werden. Im Panoramabild wird die aktuelle Endoskopsicht an der korrekten Stelle angezeigt. Daten und Annotationen aus der OP-Planung (z. B. von CT / MRT) können überlagert werden und so wertvolle Informationen während des Eingriffs liefern. Darüber hinaus macht es das Kopftracking möglich, die Blickrichtung des Chirurgen mit der Kameraorientierung zu koppeln und hierdurch wieder ein direktes visuelles Feedback zu geben.
Keywords: computergestütztes Endoskopiesystem; Augmented Reality; 360°-Panoramaansicht; automatische Instrumentenverfolgung