Das Projekt ARAILIS soll erweiterte Realität (AR) sowie künstliche Intelligenz (AI) für chirurgische Eingriffe nutzbar machen, um minimalinvasive Operationen durch eine Kombination aus prä- und intraoperativen Daten zu verbessern.
Mithilfe von präoperativen Daten aus CT-, MRT- oder Ultraschallaufnahmen werden wichtige strukturelle Informationen, wie die Lage von Tumoren, Blutgefäßen und Resektionslinien identifiziert. Diese bilden die Grundlage bei der Planung chirurgischer Eingriffe und dienen während der OP als Orientierungs- und Entscheidungshilfe. Um die präoperativen Daten während des Eingriffes auf die aktuelle OP-Situation zu übertragen, sind Chirurgen maßgeblich auf ihre (räumliche) Vorstellungskraft angewiesen. Dies erhöht die kognitive Belastung der Chirurgen insbesondere bei laparoskopischen Eingriffen (minimalinvasive Chirurgie), da hier kleine Kameraausschnitte, eingeschränktes Tiefensehen, erschwerte Hand-Auge-Koordination und ein reduziertes Tastvermögen zusätzliche Herausforderungen darstellen.
Da ein minimalinvasiver Eingriff Vorteile, wie geringeres Infektionsrisiko, kürzerer Krankenhausaufenthalt und kleinere Narben, für den Patienten bietet, zielt das ARAILIS Projekt darauf ab, ein System zur Unterstützung laparoskopischer Eingriffe zu entwickeln. Dieses soll während der OP die bereits existierenden präoperativen Datensätze mit den intraoperativen Live-Daten verschmelzen und integrieren. So unterstützt eine innovative computergestützte Chirurgie bei der intraoperativen Entscheidungsfindung, indem erweiterte Realität (AR) und künstliche Intelligenz (AI) eingesetzt werden. Das Übergeordnete Ziel stellen dabei die Verringerung der Wahrscheinlichkeit von Komplikationen, die Reduzierung des Nachsorgeaufwandes und die damit verbundene Erhöhung der Patientensicherheit dar.
Das Forschungsprojekt ARAILIS bringt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Dresden, des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus und der Medizinischen Fakultät der TU Dresden sowie des Nationalen Centrums für Tumorerkrankungen Dresden zusammen. Die Arbeitsgruppe von Raimund Dachselt ist dabei maßgeblich für die Konzeption und Evaluation der Mensch-Maschine-Schnittstelle (AP 7) verantwortlich. In diese Entwicklung fließen die umfangreichen bisherigen Forschungen des Interactive Media Lab Dresden zu Informationsvisualisierungen und Mensch-Computer-Interaktion ein.
Weitere Informationen sind auf der ARAILIS Projektseite der Professur für Softwaretechnologie zu finden.
Zugehörige Publikationen
@inproceedings{krug2023point,
author = {Katja Krug and Marc Satkowski and Reuben Docea and Tzu-Yu Ku and Raimund Dachselt},
title = {Point Cloud Alignment through Mid-Air Gestures on a Stereoscopic Display},
booktitle = {Extended Abstracts of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems},
series = {CHI EA'23},
year = {2023},
month = {04},
location = {Hamburg, Germany},
doi = {10.1145/3544549.3585862},
publisher = {ACM},
address = {New York, NY, USA}
}List of additional material
@inproceedings{fixme,
author = {Wolfgang B\"{u}schel and Katja Krug and Konstantin Klamka and Raimund Dachselt},
title = {Demonstrating CleAR Sight: Transparent Interaction Panels for Augmented Reality},
booktitle = {Extended Abstracts of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems},
year = {2023},
month = {2},
isbn = {978-1-4503-9422-2/23/04},
location = {Hamburg, Germany},
pages = {1--5},
numpages = {5},
doi = {10.1145/3544549.3583891},
publisher = {ACM}
}
ROS-based Image Guidance Navigation System for Minimally Invasive Liver Surgery
@inproceedings{docea22,
author = {Reuben Docea and Jan M\"{u}ller and Katja Krug and Matthias Hardner and Paul Riedel and Micha Pfeiffer and Martin Menzel and Fiona R. Kolbinger and Laura Frohneberg and J\"{u}rgen Weitz and Stefanie Speidel},
title = {ROS-based Image Guidance Navigation System for Minimally Invasive Liver Surgery},
booktitle = {RosCon Kyoto 2022},
year = {2022},
month = {10},
location = {Kyoto, Japan},
publisher = {Open Robotics}
}List of additional material
@inproceedings{fixme,
author = {Katja Krug and Wolfgang B\"{u}schel and Konstantin Klamka and Raimund Dachselt},
title = {CleAR Sight: Exploring the Potential of Interacting with Transparent Tablets in Augmented Reality},
booktitle = {Proceedings of the 21st IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality},
series = {ISMAR '22},
year = {2022},
month = {10},
isbn = {978-1-6654-5325-7/22},
location = {Singapore},
pages = {196--205},
doi = {10.1109/ISMAR55827.2022.00034},
publisher = {IEEE}
}List of additional material
@inproceedings{mueller22,
author = {Jan M\"{u}ller and Reuben Docea and Matthias Hardner and Katja Krug and Paul Riedel and Ronald Tetzlaff},
title = {Fast High-Resolution Disparity Estimation for Laparoscopic Surgery},
booktitle = {Proceedings of IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference 2022},
year = {2022},
month = {10},
location = {Taipei, Taiwan},
doi = {10.1109/BioCAS54905.2022.9948563},
publisher = {IEEE}
}List of additional material
@inproceedings{docea22,
author = {Reuben Docea and Micha Pfeiffer and Jan M\"{u}ller and Katja Krug and Matthias Hardner and Paul Riedel and Martin Menzel and Fiona R. Kolbinger and Laura Frohneberg and J\"{u}rgen Weitz and Stefanie Speidel},
title = {A Laparoscopic Liver Navigation Pipeline with Minimal Setup Requirements},
booktitle = {Proceedings of IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference 2022},
year = {2022},
month = {10},
location = {Taipei, Taiwan},
doi = {10.1109/BioCAS54905.2022.9948587},
publisher = {IEEE}
}List of additional material
@inproceedings{fixme,
author = {Weizhou Luo and Eva Goebel and Patrick Reipschl\"{a}ger and Mats Ole Ellenberg and Raimund Dachselt},
title = {Demonstrating Spatial Exploration and Slicing of Volumetric Medical Data in Augmented Reality with Handheld Devices},
booktitle = {2021 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality},
year = {2021},
month = {10},
location = {Bari, Italy}
}List of additional material
@inproceedings{luo2021exploring,
author = {Weizhou Luo and Eva Goebel and Patrick Reipschl\"{a}ger and Mats Ole Ellenberg and Raimund Dachselt},
title = {Exploring and Slicing Volumetric Medical Data in Augmented Reality Using a Spatially-Aware Mobile Device},
booktitle = {2021 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality Adjunct (ISMAR-Adjunct)},
year = {2021},
month = {10},
location = {Bari, Italy},
doi = {10.1109/ISMAR-Adjunct54149.2021.00076},
publisher = {IEEE}
}