Anwendungen in der Medizin Varioscope AR Sonic Flashlight (von Christian Waechter im Rahmen des...

Anwendungen in der Medizin

•Varioscope AR

•Sonic Flashlight

(von Christian Waechter

im Rahmen des Proseminars „Augmented Reality“)

Herausforderungen für die AR in der Medizin

• genaue Darstellung bis in den Millimeter-Bereich

• Real-Time Übertragung der Bilddaten

• günstige & leichte Apparate

Nachteile herkömmlicher HMDs

• Unterschiedliche Fokussierung der realen und der virtuellen Welt

• Keine genaue Überlappung der virtuellen mit der realen Welt, z.B. bei Augenbewegungen

• Zu sperrig für die Anwendung im Operationssaal

• zu hohe Kosten

Varioscope AR

• Idee: HMD zur Anwendung im Operationssaal

• entwickelt von der Gruppe um Prof. Dr. Wolfgang Birkfellner, Universität Wien

Voraussetzungen eines HMDs im klinischen Anwendungsbereich

• Kompatibilität zu schon vorhandenen Computer-Aided-Surgery Systemen

• Keine Verzögerung der virtuellen Objekte um Simulator Sickness zu vermeiden

• größtmögliche Bildqualität der realen Welt

• kein langes Justieren des HMDs

Prototyp des Varioscope AR

• Ausgangsmodell: Varioscope AF3 von LifeOptics, Wien– 300 gramm

– Operationsbereich: 300 - 600 mm

– Autofocus, Winkelkorrektur & Zoom

– günstig

– weit verbreitet

• Modifikationen:– LCD-Displays mit einer Auflösung von 640 * 480

– Semi - transparente Folie auf dem Rectification - Prisma– optical tracking system

Varioscope AF 3 Varisocope AR

Sonic Flashlight

• Idee: tragbares Gerät zur Visualisierung von Ultraschall-Bildern

• entwickelt von der Gruppe um Prof. Dr. George Stetten, Universität Pittsburgh

Vorgänger (1) des Sonic Flashlight

• Image overlay (von DiGioia)

– Einblenden der CT über dem menschl. Körper durch einen half - silvered mirror

– fest installierte Apparatur– liefert ein vom Standpunkt des Betrachters

unabhängiges, gerendertes Bild– Transmitter am Patienten und Chirurgen

Vorgänger (1) des Sonic Flashlight

Vorgänger (2) des Sonic Flashlight

• Slice display (von Masamune)

– Überlagerung der CT und dem menschl. Körper durch den half-silvered mirror : „Tomographic Reflection“

Nachteile:– statisches Bild während des Operationsverlaufs– Transmitter am Patienten

Prinzip des Sonic Flashlight

• Ultraschall-Transducer liefert 3D-Bild des Körperteils

ständig aktualisiertes Bild im Gegensatz zu der CT :

„Real Time Tomographic Reflection“

• Zusammenfassen von

Transducer, Spiegel &

Flachbildschirm in

einem Gerät

• Ultraschall - Transducer liefert 3D-Daten für den Flachbildschirm

• Half - silvered mirror halbiert den Winkel zwischen Ultraschall-Transducer und Flachbildschirm

Mögliche Anwendungsgebiete

• Biopsie verdächtiger Tumore

• Fruchtwasseruntersuchungen

• Anlegen eines Katheters

• Gehirnchirurgie

• usw.

Aussicht

• Entwicklung immer leichterer & kleinerer Geräte

• Zunahme der Genauigkeit

• Einbezug mehrerer Daten