Die Plastische Chirurgie am Klinikum rechts der Isar betritt mit dem Forschungsprojekt „Sinus“, das sich mit der exakten dreidimensionalen Simulation von Körperteilen beschäftigt, absolutes Neuland. Bisher wird in der Plastischen Chirurgie mit statischen zweidimensionalen Vorher-Nachher-Aufnahmen gearbeitet. Nun sollen bereits vor der Operation Weichteilveränderungen mathematisch-physikalisch präzise und realistisch simuliert werden. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Rahmen des Programms „Förderung von innovativen Netzwerken“ (InnoNet) mit 750.000 Euro unterstützt.

Voraussetzung für die Förderung war ein Netzwerk aus mindestens zwei unterschiedlichen Forschungseinrichtungen und vier Industrieunternehmen. Neben der federführenden Arbeitsgruppe CAPS (Computer Assisted Plastic Surgery) der Klinik für Plastische Chirurgie und Handchirurgie beteiligt sich von Seiten der TU München auch die Fakultät für Informatik (Prof. Westermann) an „Sinus“, ein weiterer Partner ist die Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informatik der FH Osnabrück. Die industrielle Unterstützung kommt von den Firmen Steinbichler Optotechnik GmbH, CADFEM GmbH, PolyDimensions GmbH und VRLOGIC GmbH. 90 Prozent der Projektkosten in Höhe von rund 750.000 Euro übernimmt das Bundesministerium, die restlichen 10 Prozent müssen von den Industriepartnern finanziert werden.

Dr. Laszlo Kovacs, Leiter der Arbeitsgruppe CAPS, freut sich über die Zusage der Fördermittel: „Wir beschäftigen und schon seit mehreren Jahren mit Technologien zur 3-D-Erfassung von Körperoberflächen und Weichteilgewebe. Unsere Arbeit können wir nun mit Hilfe der Projektförderung entscheidend vorantreiben.“
Kovacs erläutert: „Bisher nutzt der Operateur bei plastischen Operationen herkömmliche, zweidimensionale Fotografien als Grundlage für seine Arbeit. Der Erfolg einer Operation hängt in hohem Maße von Erfahrung und individuellem Können des Arztes ab und kann nicht anhand objektiv messbarer Kriterien bewertet werden.“

Ziel des Projektes ist es nun, eine exakte patientenspezifische 3-D-Operationsplanung und -simulation zu ermöglichen. Kovacs: „In der Industrie wird heutzutage kaum ein Gebrauchsgegenstand ohne 3-D-Technologie in der Entwicklung produziert. Wir wollen das gleiche Prinzip auf den menschlichen Körper übertragen. Die besondere Schwierigkeit besteht unter anderem darin, die Körperteile in ihrer ganzen Komplexität fehlerfrei wiederzugeben, obwohl der Körper nie vollkommen bewegungslos ist.“

Für die Erfassung von Körperoberfläche und Gewebestruktur setzen die Wissenschaftler zwei verschiedene Methoden ein: Während die äußere Form mittels einer speziellen Laserlicht-Fotografie in wenigen Sekunden bei jedem Patienten individuell „gescanned“ wird, werden für die Simulation der Gewebestruktur vorher berechnete Mittelwerte herangezogen. Aus vielen CT- und MRT-Bildern werden nach Geschlecht, Größe, Gewicht und Alter geordnete virtuelle 3-D-„Patientenmodelle“ entwickelt. Oberfläche und Gewebe zusammen ergeben dann das exakte Modell eines Patienten, an dem alle OP- Maßnahmen simuliert werden können.
„Noch liegt viel Arbeit vor uns“, so Kovacs. „Doch wir gehen davon aus, dass die von uns entwickelte Methode irgendwann überall in der Chirurgie zum Einsatz kommen wird.“

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