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