Kino für den Körper – Cinematic Rendering

Mit der medizintechnischen Lösung Cinematic Rendering ist Siemens Healthineers eine innovationsstarke Forschungsleistung gelungen. Damit verfügen z. B. Chirurgen über 3D-Visualisierungen des menschlichen Körpers. Eine noch junge Anwendung, die bereits Furore macht: Dem Entwicklungsteam winkt der Deutsche Zukunftspreis Made in Germany.

Siemens Healthineers, die medizintechnische Sparte der Siemens AG, hat mit Cinematic Rendering eine neuartige 3D-Visualisierungslösung für den menschlichen Körper entwickelt. Die so ermöglichten fotorealistischen Abbildungen vereinfachen die Operationsplanung, die Kommunikation zwischen Ärzten und Patienten sowie das medizinische Studium. Das Verfahren ist für den Deutschen Zukunftspreis 2017 nominiert, der am 29. November 2017 verliehen wird.

Wie Kino für den Körper: Dr. Klaus Dieter Engel und Dr.-Ing. Robert Schneider von Siemens Healthineers ließen sich bei der Entwicklung von Cinematic Rendering von der Filmtechnik inspirieren. Gemeinsam mit Prof. Dr. Franz Fellner, Leiter des Zentralen Radiologie Instituts am Kepler Universitätsklinikum Linz und außerplanmäßigem Universitätsprofessor der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, schufen sie eine neue Visualisierungstechnologie.

Erstmals fotorealistische medizinische Darstellung

Als erste Lösung zeigt Cinematic Rendering fotorealistische medizinische Abbildungen. Dabei simuliert ein von den Experten entwickelter Algorithmus die Interaktion der elementaren Lichtteilchen (Photonen) mit den Patientendaten aus CT- oder MRT-Darstellungen. Anders als beim Kinofilm, bei dem für die animierten Charaktere nur die Reflexion des Lichts an der Körperoberfläche berechnet wird, kalkuliert der Algorithmus von Siemens-Healthineers auch das in das Gewebe gelangende Licht. Als Ergebnis sehen die Anwender nahezu realistische Bilder, z. B. von Organen oder Gefäßen.

Im Rahmen einer Evaluierungsstudie an der Chirurgischen Klinik des Universitätsklinikums Erlangen wurde die neue Lösung Made in Germany bereits erforscht. Wie sich zeigte, hilft „Cinematic Rendering für die Chirurgie“1 den Operateuren in hohem Maße. Vor allem bei Tumoroperationen ist es wichtig zu erfassen, wie Blutgefäße verlaufen. Bisher ertasten Chirurgen die Gefäße im Laufe einer Operation, zusätzlich zur Auswertung der 2D-Daten aus CT- oder MRT-Untersuchungen. In dieser Hinsicht können die Mediziner Eingriffe dank des 3D-Verfahrens optimaler planen. Zudem bewertet die klinische Studie in Erlangen, ob Cinematic-Rendering die bisher verwendeten 2D-DICOM-Daten ersetzen kann, um ärztliche Entscheidungen zügiger und zuverlässiger zu gestalten.

Bessere Bilder – effektivere chirurgische Planung

Eine effektive 3D-Abbildung begrüßen viele Ärzte mit Blick auf ihre Behandlungsplanung. Zudem verbessere sich die Zusammenarbeit im Team, wie Prof. Dr. Robert Grützmann, Klinikdirektor Chirurgie am Universitätsklinikum Erlangen, bestätigt: „Dank der realitätsgetreuen Cinematic-Rendering-Bilder können alle Kollegen den Patientenfall auf einen Blick erfassen. Das Ergebnis sind potentiell schnellere, objektivere und vertrauensvolle interdisziplinäre Therapieentscheidungen – und eine effektivere chirurgische Planung.“

Für die chirurgischen Zwecke wurde die Benutzeroberfläche des Prototyps von Cinematic Rendering intuitiv und überschaubar gestaltet. „Entsprechend schnell und einfach lässt sich die Applikation nutzen, ein ganz wesentliches Kriterium für uns im klinischen Arbeitsablauf“, so Dr. Christian Krautz, Leiter der Evaluierung an der Chirurgischen Klinik des Universitätsklinikums Erlangen.
Zusätzlich zur Vorbereitung und Durchführung von Operationen könnte die Lösung Studenten der Medizin und Patienten zur Information dienen. Schließlich lässt die plastische Darstellung Risiken und Eingriffsverlauf schneller und einfacher verstehen.

1 Derzeit wird das Produkt entwickelt und ist noch nicht käuflich zu erwerben. Eine künftige Verfügbarkeit ist nicht gewährleistet.

Bildnachweis: Fotolia.com – HQUALITY

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