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Bildbasierte Unterstützungsmethoden für die zukünftige Anwendung in der Chirurgie

  • Hintergrund: Die Entwicklung assistiver Technologien wird in den kommenden Jahren nicht nur in der Chirurgie von zunehmender Bedeutung sein. Die Wahrnehmung der Istsituation stellt hierbei die Grundlage jeder autonomen Handlung dar. Hierfür können unterschiedliche Sensorsysteme genutzt werden, wobei videobasierte Systeme ein besonderes Potenzial aufweisen. Methode: Anhand von Literaturangaben und auf Basis eigener Forschungsarbeiten werden zentrale Aspekte bildbasierter Unterstützungssysteme für die Chirurgie dargestellt. Hierbei wird deren Potenzial, aber auch die Limitationen der Methoden erläutert. Ergebnisse: Eine etablierte Anwendung stellt die Phasendetektion chirurgischer Eingriffe dar, für die Operationsvideos mittels neuronaler Netzwerke analysiert werden. Durch eine zeitlich gestützte und transformative Analyse konnten die Ergebnisse der Prädiktion jüngst deutlich verbessert werden. Aber auch robotische Kameraführungssysteme nutzen Bilddaten, um das Laparoskop zukünftig autonom zu navigieren. Um die Zuverlässigkeit an die hohen Anforderungen in der Chirurgie anzugleichen, müssen diese jedoch durch zusätzliche Informationen ergänzt werden. Ein vergleichbarer multimodaler Ansatz wurde bereits für die Navigation und Lokalisation bei laparoskopischen Eingriffen umgesetzt. Hierzu werden Videodaten mittels verschiedener Methoden analysiert und diese Ergebnisse mit anderen Sensormodalitäten fusioniert. Diskussion: Bildbasierte Unterstützungsmethoden sind bereits für diverse Aufgaben verfügbar und stellen einen wichtigen Aspekt für die Chirurgie der Zukunft dar. Um hier jedoch zuverlässig und für autonome Funktionen eingesetzt werden zu können, müssen sie zukünftig in multimodale Ansätze eingebettet werden, um die erforderliche Sicherheit bieten zu können.

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Metadaten
Author:Regine Hartwig, Maximilian Berlet, Tobias Czempiel, Jonas Fuchtmann, Tobias RückertORCiD, Hubertus Feussner, Dirk Wilhelm
DOI:https://doi.org/10.1007/s00104-022-01668-x
Parent Title (German):Die Chirurgie
Title Additional (English):Image-based supportive measures for future application in surgery
Publisher:Springer
Document Type:Article
Language:German
Year of first Publication:2022
Release Date:2022/09/15
Tag:Autonomie; Digitalisierung; Kognitiver Operationsaal; Künstliche Intelligenz; Robotik
Volume:93
First Page:956
Last Page:965
Institutes:Fakultät Informatik und Mathematik
Fakultät Informatik und Mathematik / Regensburg Medical Image Computing (ReMIC)
Kostenträger (Forschungsprojekt, Labor, Einrichtung etc.):2100019
research focus:Lebenswissenschaften und Ethik
Licence (German):Keine Lizenz - Es gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG