INTRAOPERATIVE HYPERSPEKTRALE BILDGEBUNG (HSI)
Mittels intraoperativer hyperspektraler Bildgebung (Hyperspectral Imaging - HSI) werden Abschnitte des Magen-Darm-Trakts charakterisiert. Die von der HSI-Kamera abgeleiteten Spektren können genutzt werden, um mittels "Machine Learning"-Algorithmen Muster zu erkennen. Diese Muster werden im OP der Zukunft dazu genutzt werden, Gewebe voneinander zu diskriminieren, wodurch z. B. Nerven und andere wichtige Strukturen erkannt werden können, um diese im Sinne der Funktionserhaltung und der Sicherung der Lebensqualität der Patienten zu schonen.
HSI-Kamera mit Positions-LEDs zur Bestimmung der Bildmitte und des korrekten Abstands zum Messobjekt vor der Aufnahme (rechts).
Anhand von Wasser-, Hämoglobin- und Sauerstoffgehalt im Gewebe können Rückschlüsse auf dessen Vaskularisierung und Integrität geschlossen werden. Dies ist insbesondere bei der Anlage von Anastomosen wichtig, da nur gut durchblutete und spannungsfreie Nahtverbindungen heilen.
Farbbild (a) und StO2 Falschfarbenbild (b) 3 Minuten nach Durchtrennung der Randarkade mit Ausbildung einer deutlichen Grenzzone und Demarkierung des schlecht perfundierten distalen Kolonsegments.
Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Intraoperative multimordale Bildgebung, geleitet von Frau PD Dr. habil. Claire Chalopin am Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS) wird gegenwärtig im Rahmen eines BMBF-geförderten Projekts die HSI-Technologie weiterentwickelt, um deren Einsatz auch in der minimal-invasiven Chirurgie zu ermöglichen. Ziel von LYSIS ist die Entwicklung eines Laparoskopiesystems mit nicht-invasiver, intraoperativer Bildgebung zur Identifikation und Klassifikation von Risikostrukturen und Läsionen für die Viszeral-, Transplantations-, Thorax- und Gefäßchirurgie auf der Basis neuester, hochauflösender HSI-Technologie.
Darstellung eines laparoskopischen HSI-Systems
Darüber hinaus lässt sich anhand der erhobenen Parameter eine Gewebeklassifikation durchführen, die dazu dienen soll, Tumorgewebe vom umliegenden gesunden Gewebe zu unterscheiden. Weiterhin werden mit der HSI-Technologie histologische Präparate untersucht, um so eine semi-automatische Präanalyse auf Tumorzellen in diesen zu etablieren.
Vergleich einer konventionellen RGB Aufnahme und einer rekonstruierten HSI Aufnahme von ösophagealen Plattenepithel, Barrett-Metaplasie, einer High-grade intrepithelialen Neoplasie (HGIN) und eines ösophagelaen Adenokarzinoms (Tumor- und Stromazellen) mit den dazugehörigen Absorptionsspektren
