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Big Data in der Medizin: Es krankt an Methoden zur Hebung des Datenschatzes

Augmented Reality: Operieren mit Datenhelm

TK Pressefoto

Quelle: Flickr/CC

Neben biochemischen und genetischen Daten stellen Bilddaten aus den unterschiedlichsten Untersuchungen eine weitere wichtige Säule der digitalen Medizin dar. Professor Nassir Navab vom TUM-Lehrstuhl für Informatikanwendungen in der Medizin & Augmented Reality entwickelt beispielsweise zusammen mit mehreren Teams aus Informatikern und Ärzten Anlagen, mit denen ein Chirurg während der OP ins Innere des Patienten blicken kann.

Bisher gibt es für den Chirurgen nur den Blick von außen, wenn er zum Schnitt ansetzt. Die Röntgenbilder hängen an der Wand, das heißt, er muss die entsprechenden Daten in seinem eigenen Gehirn zusammenführen und die Schnitte entsprechend planen. In Zukunft bekommt der Chirurg die Informationen in eine Datenbrille eingeblendet. Er kann damit sehr viel präziser navigieren, und das System kann ihn beispielsweise warnen, wenn er zu nahe an ein Blutgefäß oder eine Nervenbahn kommt.

Um das technisch zu verwirklichen, überlagern die Forscher die realen Bilder des Patienten millimetergenau mit den vorher gemachten dreidimensionalen Computertomografie-Aufnahmen. Dazu muss der Computer die Position des Chirurgen und seiner Instrumente räumlich registrieren, damit die Perspektive stimmt, auch wenn der Operateur sich bewegt. Ein Kamerasystem erfasst dazu alle Positionen. Die Synthese funktioniert über eine hochpräzise räumliche Aufbereitung der verschiedenen digitalisierten Daten.

In die Datenbrille sind zwei Farbkameras integriert, die das Livebild aufnehmen. Sie sind leicht versetzt angebracht – wie zwei Augen. Dadurch wird das zusammengesetzte Bild beider Kameras dreidimensional. Das System muss jede Bewegung des Chirurgen in Echtzeit wiedergeben können, ein leistungsfähiger Computer ist daher essentiell. Für den Chirurgen entsteht in der Datenbrille der Eindruck, als blicke er durch die Haut hindurch in die verschiedenen Schichten des Körpers, dreidimensional und farbig. Was wie Science-Fiction anmutet, befindet sich schon in der Erprobung.

„Unser Ziel ist ein System, das dem Arzt während der OP ein dreidimensionales Bild des Körperinneren und seiner Instrumente zeigt – und zwar nicht auf einem zusätzlichen Bildschirm, sondern direkt beim Blick auf den Patienten“, sagt Professor Navab. „Natürlich muss das System leicht bedienbar sein und nicht zu viel störende Technik beinhalten. Das testen wir regelmäßig mit unseren Kollegen aus der Chirurgie.“

Medizininformatik: Effiziente Nutzung medizinischer Daten

Die Datenflut im medizinischen Bereich nimmt täglich weiter zu. „In wenigen Jahren werden wir die individuellen Genomdaten von vielen Millionen Menschen kennen“, sagt Hans-Werner Mewes. „Ohne effiziente Verfahren der Bio- und medizinischen Informatik wird man sie nicht nutzen können.“ Trotzdem reichen die Daten für manche Zwecke noch immer nicht aus. „Heute betrachtet jeder Arzt immer nur seine eigenen Patienten“, so der Forscher. „Gerade bei der Bewertung von Medikamenten und Therapien wäre es aber wichtig, wenn man Vergleichsdaten über den Verlauf bei möglichst vielen Patienten hätte, denn Faktoren wie Alter, Stoffwechsel und Genetik bestimmen den Behandlungserfolg. Dazu müsste man Systeme installieren, die derartige Informationen erfassen und auswerten, weg von der klassischen Studie, hin zur alltäglichen Praxis.“

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