3D-Röntgen im OP
Forscher entwickeln ein 3D-Röntgensystem, mit dem Chirurgen ohne Unterbrechung ihren Eingriff im OP-Saal kontrollieren können.
Um das Komplikationsrisiko bei schwierigen Operationen zu minimieren und Folgeeingriffe zu vermeiden, überprüfen Ärzte das Ergebnis ihrer Arbeit intraoperativ mit Hilfe von dreidimensionalen Röntgenbildern. Mit der 3D-Bildgebung lässt sich die Lage von Implantaten und Frakturfragmenten kontrollieren. Die Position von Knochenteilen zueinander kann exakt bestimmt, Implantate können millimetergenau ausgerichtet werden.
Abb.: Mit dem 3D-Röntgenscanner Orbit sind während einer OP Aufnahmen ohne lange Pausen möglich. (Bild: Fh.-IPK / Charité)
Das Problem: Derzeit verfügbare 3D-Röntgensysteme wie der C-Bogen beeinträchtigen den Arbeitsablauf des Chirurgen. Röntgenquelle und Röntgendetektor rotieren kreisförmig um den Patienten – das braucht viel Platz und würde den freien Zugang behindern, wenn der C-Bogen dauerhaft am OP-Tisch installiert wäre. Das Gerät muss deshalb zur Bildaufnahme an den Tisch herangefahren und anschließend wieder weggeschoben werden. Das stört und raubt Zeit, der Arzt muss die Operation unterbrechen.
Forscher am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK arbeiten derzeit an einer Lösung des Problems. Gemeinsam mit der Charité - Universitätsmedizin Berlin und der Ziehm Imaging GmbH entwickeln sie mit „Orbit“ einen 3D-Röntgenscanner, der sich ohne Zeitverlust in den Operationsablauf einfügen lässt. „Anders als bisherige dreidimensionale Bildgebungsverfahren umschließt das Gerät den Patienten bei der Aufnahme nicht. Es handelt sich um ein offenes System. Da sich die Röntgenquelle kreisförmig oberhalb des OP-Tischs bewegt, sind kurzfristige Bildaufnahmen ohne zeitaufwändige Vorbereitungen möglich“, sagt Erwin Keeve vom Berliner Zentrum für Mechatronische Medizintechnik, einer Einrichtung des IPK und der Charité.
Bei einem C-Bogen benötige man circa 15 Minuten, um das Gerät am Patienten auszurichten, die einzelnen Projektionsbilder aufzunehmen und daraus 3D-Bilddaten zu erzeugen. Mit Orbit ließe sich der Röntgenscan schneller durchführen und der Operationsverlauf insgesamt beschleunigen. Die Handhabung des Systems sei weniger umständlich. Somit würde die Schwelle, so ein Diagnostiksystem routinemäßig einzusetzen, für Mediziner deutlich gesenkt, hoffen die Forscher. Ein weiterer Vorteil des Geräts: Bei C-Bögen kommt es in der Nähe von Implantaten und Schrauben zu Störsignalen. Diese Metallartefakte werden bei Aufnahmen mit dem Orbit stark reduziert, denn im Gegensatz zum C-Bogen bewegen sich Röntgenquelle und Detektor nicht in einer Ebene.
Der 3D-Röntgenscanner setzt sich aus drei Modulen zusammen: An einem beweglichen Gelenkarm befindet sich die steuerbare Röntgenquelle. Der schwenkbare Arm kann sowohl an der Decke, als auch auf einem fahrbaren Untersatz montiert sein, wodurch er mobil einsetzbar ist. Die Röntgenscans erfolgen aber in jedem Fall immer von oben. Der digitale Flachbilddetektor ist in den OP-Tisch eingelassen. Ein mobiler oder wahlweise auch an der Wand montierter Monitor zeigt die Röntgenbilder an. Die Forscher haben das System bereits zum Patent angemeldet und konstruieren derzeit einen ersten Prototypen. Schon 2012 sollen umfangreiche Testserien starten. In drei bis fünf Jahren soll das System marktreif sein.
FhG / PH
