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Naturwissenschaften - Technik

Holografische Kamera verbessert Operationsplanung

Insbesondere bei Operationen im Gesichtsbereich ist eine exakte Planung unerlässlich. Schliesslich bedeuten Einbussen in der ästhetik des Gesichtes für die Patienten häufig eine starke Verringerung der Lebensqualität. Um eine bestmögliche Operationsvorbereitung zu gewährleisten, entwickelt die Gruppe "Holografie und Lasertechnologie" des Bonner Forschungszentrums caesar ein Holografiesystem zur hochauflösenden, dreidimensionalen Gesichtsprofilvermessung. Die Anwendungsbereiche liegen vor allem in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Foto: Bernd Vogel/caesar

Die Arbeitsgruppe "Holografie und Lasertechnologie" unter der Leitung von Prof. Peter Hering hat ein Verfahren zur holografischen dreidimensionalen Vermessung von Gesichtern entwickelt, bei der mit einem kurzgepulsten Laser ein Porträthologramm des Patienten erstellt und anschliessend digitalisiert wird. Man erhält so ein dreidimensionales Computermodell, das sich auf jedem Computer betrachten lässt. Aus den Hologramminformationen wird auch die so genannte Textur erstellt, die eine so hohe Auflösung besitzt, dass selbst Hautporen und kleine Härchen sichtbar werden. Diese farbige Textur, die über das Modell gelegt wird, macht das Bild sehr naturgetreu.

In Verbindung mit Computertomografiedaten entstehen Modelle, die sowohl die knöcherne Struktur des Gesichtes als auch das darüber liegende Weichgewebe darstellen. Diese Einsichten eröffnen im Bereich der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie neue Möglichkeiten der Operationsplanung und Dokumentation,

Die mobile Holografiekamera ist innerhalb von 20 Minuten aufgebaut und sehr einfach zu bedienen. Sie erlaubt einen flexiblen Einsatz an verschiedenen Orten und wird zurzeit in der Klinik für Wiederherstellende Chirurgie des Universitätsspitals Basel (Prof. Dr. Zeilhofer) im Klinikbetrieb zur Gesichtsvermessung getestet. ärzte können holografische Aufnahmen von Patienten aus der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie machen und unmittelbar vor Ort entwickeln. Original und Hologramm können so unmittelbar verglichen werden, was die Detailtreue des Systems eindrucksvoll demonstriert. Foto: Bernd Vogel/caesar

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"Rapid Prototyping": Eine biotechnologische Anwendung in der Medizin

Die Wissenschaftler entwickeln körperverträgliche Materialien für massgeschneiderte Implantate und fertigen aus Patientendaten anatomische Modelle für die Operationsplanung.

Das caesar-Projekt der Arbeitsgruppe "Rapid Prototyping", die von Dr. Hermann Seitz und Dr. Carsten Tille geleitet wird, entwickelt körperverträgliche Materialien auf Kunststoff- und Keramikbasis und plant deren computergesteuerte Verarbeitung. Je nach Kundenwunsch fertigen die Forscher Patientenmodelle, Implantate oder Prototypen an.

Die Gruppe setzt erfolgreich Projektideen und Dienstleistungen für Medizintechnikhersteller, ärzte und Kliniken um. Unter anderem haben die Wissenschaftler ein spezielles Rapid-Prototyping-Verfahren entwickelt, mit dem sie zukünftig computergeplante, patientenindividuelle Implantate fertigen können. Es basiert auf dem so genannten 3D-Druckverfahren. Damit werden z.B. Knochenersatzstücke aus körperverträglichem Material hergestellt, das in seiner Beschaffenheit dem Knochen ähnlich ist und vom Körper resorbiert werden kann.

Ausserdem stellt die Arbeitsgruppe individuelle anatomische Planungsmodelle her, insbesondere für die Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Wahlweise werden diese auch mit realistischen Weichgewebeeigenschaften oder farbigen Oberflächen ausgestattet - transparente Modelle auch mit markierten Innenstrukturen. Operationen können so im Vorfeld genauer geplant und schneller durchgeführt werden, die Wahrscheinlichkeit von Komplikationen verringert sich

Quelle: Text caesar (center of advanced european studies and research) 2006

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