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Erste holografisch navigierte Wirbelsäulenoperation

Das Team der Universitätsklinik Balgrist führte unter der Leitung von Prof. Dr. med. Mazda Farshad erfolgreich die erste direkt auf den Patienten projizierte holografisch navigierte Wirbelsäulen-Operation durch. Die Operation ist Teil einer klinischen Studie, die weltweit erste dieser Art. Die Technologie wurde an der Universitätsklinik Balgrist entwickelt.

Ein historischer Moment im Operationssaal

Dank langjähriger Forschung gelangt Augmented Reality (deutsch: erweiterte Realität, kurz: AR) in den Operationssaal. Damit ist ein wichtiger Meilenstein erreicht. Anfangs Dezember 2020 fand an der Universitätsklinik Balgrist die erste holografisch navigierte Operation statt.

Damit betreten wir in eine neue Ära der Chirurgie, welche dementsprechend wissenschaftlich erarbeitet werden muss, erklärt Prof. Farshad.

Marianne Janik, CEO von Microsoft Schweiz, ergänzt: Die Zusammenarbeit mit der Universitätsklinik Balgrist zeigt, dass Augmented Reality und Artificial Intelligence bereits heute menschliche Fähigkeiten und Expertise unterstützen und sogar ergänzen können. Wir sind stolz, dass unsere Technologie die sehr hohen Qualitätsanforderungen erfüllt und dass wir damit einen Beitrag zu dieser Pionierarbeit leisten können.

Prof. Dr. Philipp Fürnstahl, Leiter des ROCS (Research in Orthopedic Computer Science) am Balgrist, sieht darin einen eminenten Meilenstein zu einer durch Computertechnologie geprägten Orthopädie mit dem Ziel, eine vollständig digitalisierte Behandlung zu ermöglichen.

Nutzen für Patientinnen und Patienten

Auf Basis von CT-Bildgebungen werden 3D-Dar­stel­lungen der betroffenen Anatomie generiert und während der Operation direkt im Operationsfeld angezeigt. Chirurginnen und Chirurgen sehen diese 3D-Anatomie der operierten Person mit Hilfe einer AR-Brille. Die AR-Navigationssoftware führt durch jeden Operationsschritt. Sie zeigt bspw. das exakte Setzen einer Schraube am richtigen Ort und im korrekten Winkel an und verifiziert dies. Neben der präzisen Einbringung von Implantatkomponenten können etwa Stabimplantate vermessen und damit individuell dimensioniert werden. Dadurch werden die Sinne der Chirurginnen und Chirurgen in ihrer Wahrnehmungsfähigkeit erweitert.

Erweiterte Realität im Operationssaal

Die Orthopädie ist besonders geeignet für die Anwendung der erweiterten Realität, erklärt Prof. Fürnstahl. Grund dafür ist, dass sich Knochen während der Operation kaum bewegen, dadurch ist ein Abgleich mit vorher erstellten CT-Aufnahmen einfacher möglich. Der Leiter ROCS (Research in Orthopedic Computer Science) hat mit seinem Team die Software mitkonzipiert und betreut das Projekt technisch.

Incremed

Gegründet 2018 als universitäres Start-up der Balgrist Beteiligungs AG. Das interdisziplinäre Team von über 20 Fachleuten aus Informatik, Medizin und Design entwickelt Augmented-Reality-Anwendungen für Patientinnen und Patienten. Die Anwendungen von Incremed nutzen Augmented Reality und maschinelles Lernen, um medizinische Diagnose und Interventionen der Orthopädie zu revolutionieren.

Wie die Universitätsklinik Balgrist Technologie und Innovation für eine bessere Patientenversorgung einsetzt

Erkrankungen des Bewegungsapparates reduzieren die Lebensqualität, indem sie Schmerzen und Funktionsstörungen verursachen und die Mobilität einschränken. Die Universitätsklinik Balgrist widmet sich voll und ganz den Patientinnen und Patienten mit muskuloskelettalen Beschwerden. Als Universitätsklinik ist es unsere Vision und Verantwortung, die Zukunft der muskuloskelettalen Medizin weiterzuentwickeln.

Videos zu Augmented Reality im klinischen Einsatz

Weltpremiere: Anfang Dezember 2020 wurde in der Universitätsklinik Balgrist in Zürich die weltweit erste holographisch navigierte Wirbelsäulenoperation durchgeführt.

Pedikelschrauben, jeweils links und rechts in jeden zu versteifenden Wirbel gesetzt. Die Schrauben werden dann mit Stabimplantaten verbunden, sodass sich die Wirbel nicht mehr zueinander bewegen können.

Medizinstudierende der ETH Zürich testen die ultraschallgestützte Biopsie mit Augmented Reality. In der Studie wird getestet, ob Augmented Reality Biopsien präziser macht. Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit dem Kantonsspital Baden, der ETH Zürich und der Universität Zürich durchgeführt.

Die holografisch navigierte Operation im Spiegel der Medien

Augmented Reality im Operationssaal
DeutschesGesundheitsPortal DGP – 11. Dezember 2020

Arzt operiert am Balgrist mit Microsoft-AR-Brille
IT-Markt – 13. Dezember 2020

AR im OP: Weltweit erste holographisch navigierte Wirbelsäulen-Operation durchgeführt
Elektronik Praxis – 14. Dezember 2020

Hololens 2: Schweizer Klinik operiert mit AR-Brille
MIXED.de – 14. Dezember 2020

Erfolgreiche Zusammenarbeit zum Nutzen der Patientinnen und Patienten
Medizinische Fakultät Universität Zürich – 18. Juni 2021

Mehr zum Thema

SURGENT (Surgeon Enhancing Technologies) ist ein interdisziplinäres Projekt von Hochschulmedizin Zürich. Es hat zum Ziel, neue Standards für die patientenspezifische Planung und Durchführung von Präzisionsoperationen im Bereich der Wirbelsäulen- und Neurochirurgie zu setzen.