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Eine faszinierende Technologie
Mehr Präzision und Genauigkeit, kürzere Operationszeiten, verbessertes Wohlbefinden und eine schnellere Einarbeitung – die 3D-Laparoskopie eröffnet neue Möglichkeiten in der minimalinvasiven Chirurgie.
Das Aesculap EinsteinVision® 3.0 Kamerasystem nutzt diese Eigenschaften der menschlichen Wahrnehmung, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen. Während der Operation erfassen zwei Full-HD-Sensoren im Kamerakopf Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Sie simulieren damit die Perspektiven des linken und rechten Auges. Diese Bilder werden verarbeitet und auf einem 3D-Monitor dargestellt.
Zur Erzeugung der räumlichen Tiefenwirkung trägt der oder die Betrachtende eine 3D-Brille. Sie ermöglicht, dass die beiden Bildsignale gleichzeitig, aber über getrennte Kanäle, im Gehirn ankommen – und so die Illusion räumlicher Tiefe entsteht.
Aktive Shutter-3D-Brillen öffnen und schließen ihre Flüssigkristalllinsen elektronisch über jedem Auge, synchronisiert mit dem medizinischen 3D-Monitor. Wenn der Monitor das Bild für das linke Auge anzeigt, wird das rechte Auge abgedeckt – und umgekehrt. Dieser Vorgang wiederholt sich so schnell, dass er für den Betrachtenden praktisch nicht wahrnehmbar ist.
Ein Nachteil der aktiven 3D-Brillen besteht darin, dass sie mit Batterien betrieben werden, um die Shutter-Funktion zu steuern und die Synchronisation mit dem 3D-Monitor sicherzustellen. Man kann sich leicht vorstellen, welche Probleme entstehen könnten, wenn die Batterien während einer Operation leer werden. Neben dem zusätzlichen Gewicht durch die Batterien sind aktive Shutter-Brillen außerdem teurer als passive Systeme.
Tatsächlich müssen passive 3D-Brillen zirkular polarisiert sein, damit der oder die Betrachtende den Kopf seitlich neigen kann, ohne dass Kontrast oder Helligkeit des 3D-Bildes beeinträchtigt werden.
Da polarisierte 3D-Brillen keine Batterien benötigen, um den räumlichen Effekt zu erzeugen, und sich problemlos zwischen 2D- und 3D-Live-Bild auf dem Monitor wechseln lässt, sind sie heute die bevorzugte Technologie für die medizinische 3D-Bildgebung in der Laparoskopie.
Aufgrund der genannten Nachteile hat Aesculap ein innovatives Sterilkonzept entwickelt – den Sterilüberzug EinsteinVision®. Dieser umschließt das komplette 3D-Endoskop, den Kamerakopf und das Kabel hermetisch und dient als sterile Barriere zwischen Patient*in und Kamerasystem. Das Prinzip ist einfach: eine Patientin oder ein Patient – ein Überzug.
Im Chip-on-the-tip-Endoskop werden optische Komponenten und Schnittstellen durch Signalkabel ersetzt. Dadurch verringert sich das Gesamtgewicht des Kamerasystems. In der Regel handelt es sich bei Chip-on-the-tip-Systemen um eine „All-in-one“-Lösung, bei der Kamera und Endoskop fest miteinander verbunden sind. Eine Fokussierung des Bildes ist dabei nicht möglich, und das Lichtkabel ist direkt in das Kamerasystem integriert.
Aufgrund des vorgegebenen Außendurchmessers von 10 mm und der Tatsache, dass zwei Sensoren in der Spitze des Endoskops untergebracht werden müssen, sind die Bildsensoren deutlich kleiner als bei einem konventionellen 3D-Kamerakopf. Daher liegt die native Auflösung der Sensoren in der Regel unter Full HD (1080p horizontale Auflösung) und muss auf Full-HD-Qualität hochskaliert werden.
Die Tiefenwahrnehmung ist ein zentrales Merkmal der stereoskopischen Bildgebung. Nur eine gute Tiefenwahrnehmung vermittelt den Eindruck eines natürlichen 3D-Bildes. Aufgrund ihrer technischen Bauweise verfügen Chip-on-the-tip-Systeme nur über eine begrenzte Tiefenschärfe, was meist zu einem weniger plastischen 3D-Eindruck führt.
Kleinere Sensoren haben außerdem kleinere Pixel, was in der Regel zu einem höheren Bildrauschen führt. Daher ist es grundsätzlich vorteilhaft, wenn Kameras über größere Sensoren verfügen.
Ein „konventionelles“ System wie das Aesculap EinsteinVision® 3D-Kamerasystem besteht aus einem starren Stereoendoskop, das mit Glasstab-Linsen und Objektiven ausgestattet ist. Diese übertragen das Bild von der distalen Spitze des Endoskops zu den beiden Bildsensoren, die sich im Kamerakopf befinden. Ab diesem Punkt verläuft der Signalfluss der 3D-Informationen ähnlich wie beim Chip-on-the-tip-System.
Die Laparoskopie hat die Chirurgie im Vergleich zu offenen Verfahren revolutioniert, insbesondere durch die Reduzierung von Komplikationen. Durch innovative Technologien lässt sich die Laparoskopie noch weiter verbessern – dazu zählt die 3D-Laparoskopie.
Mehr erfahrenWenn neue medizinische oder technische Innovationen in die klinische Praxis Einzug halten, besteht zunächst oft keine eindeutige Meinung über ihre Vorteile. Der Vergleich zwischen 3D- und 2D-Laparoskopie jedoch zeigt ein klares Ergebnis zugunsten der 3D-Technologie.
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