Projekte

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Whole'O'Hand - Holistic Intervention Glove System

Im Projekt Whole’O’Hand wird ein Endoskopiesystem entwickelt, das die unterschiedlichen Ansätze der Robotik, Messtechnik, Computer Assistierten Diagnose (CAD) und Navigation zu einer leistungsfähigen Einheit verbindet.

Ausgangssituation

Der möglichst schmale »Schlüsselloch«-Zugang bei der minimal­invasiven Chirurgie (MIC) reduziert den Kollateralschaden während des Eingriffs und beschränkt gleichzeitig die Wahrnehmung, die Orientierung ebenso wie die Bewegungsfreiheit des Chirurgen am Situs. Zur Kompensation dieser Einschränkungen war die Durchführbarkeit der MIC schon immer von der Verfügbarkeit technischer Hilfsmittel abhängig, z. B. Endoskopen, Lichtquellen etc. Mit dem aktuellen Instrumentarium der MIC werden die ständig wachsenden Möglichkeiten der Mechatronik, Mikroelektronik und Informationstechnik jedoch kaum ausgeschöpft. Außerdem werden diese Instrumente in der Regel als Produkte ohne funktionale Schnittstellen zu anderen Geräten ausgelegt, so dass die Potenziale durch einen höheren Integrationsgrad beim Bauraum oder der komplementären Nutzung einzelner Systeme weitgehend verloren gehen. An diesem Punkt setzt das Projekt Whole’O’Hand an, an dem die Fraunhofer-Institute für Integrierte Schaltungen IIS, Produktionstechnik und Automatisierung IPA und Graphische Datenverarbeitung IGD beteiligt sind. Das Projekt wird seit 2008 von der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert und läuft über einen Zeitraum von drei Jahren.

Zielsetzung

Im Projekt Whole’O’Hand wird ein Endoskopiesystem entwickelt, das die unterschiedlichen Ansätze der Robotik, Messtechnik, Computer Assistierten Diagnose (CAD) und Navigation zu einer leistungsfähigen Einheit verbindet, die den Chirurgen maximal bei der Orientierung und Ausführung eines Eingriffs unterstützt. Neben den technischen Einzelentwicklungen soll das Potenzial der integrierten MIC-Systeme für die Zukunft experimentell aufgezeigt und dadurch Impulse für zukünftige Systemkonzepte und Instrumente erzeugt werden. Für diesen Nachweis wurden als Szenarien die minimalinvasiv durchgeführte Lebertumorresektion und die Blasenspiegelung (Zystoskopie) ausgewählt, die am Projektende in einer Tieroperation möglichst realistisch nachgestellt werden sollen.

Das System wird in Whole’O’Hand für ein typisches Blasenspiegelungs­Szenario integriert, bei der das Zystoskop in die Blase eingeführt wird und der Arzt die Möglichkeit bekommt, die Abbildung auf einem hochauflösenden Monitor zu beurteilen. Treten Auffälligkeiten auf der Organwand auf, unterstützt das System bei der Detektion und Bewertung durch korrigierbare Hypothesen. Auf Basis der gewählten Region erstellt das System schließlich einen Diagnosevorschlag, den der Arzt in seine weitere Behandlung einfließen lassen kann. Die Bedienung des Systems kann über eine ergonomische Touch­screen-Benutzeroberfläche erfolgen.