BISON

BISON

BISON – Brain-Computer Interface basierte Interaktionskonzepte zur Steuerung von Operationsmikroskopen in der Neurochirurgie

Name des Teilnehmers: Maurice Rekrut

Beschreibung des IT-Forschungsprojekts: Die Neurochirurgie als medizinisches Fachgebiet beschäftigt sich mit der operativen Behandlung von Schädigungen und Erkrankungen am zentralen und peripheren Nervensystem. Solch mikrochirurgische Eingriffe werden händisch von erfahrenden Neurochirurgen unter Zuhilfenahme eines Operationsmikroskops durchgeführt. Die Anforderungen an die Bildgebung hinsichtlich Positionierung, Betrachtungswinkels und Fokusebene können sich jedoch durchweg während der Operation verändern, so dass es für den Chirurgen notwendig wird, die Konfiguration des Operationsmikroskops anzupassen.

Da Anpassungen zurzeit händisch durchgeführt werden müssen und hierdurch eine kurzzeitige Unterbrechung der Operation notwendig wird, finden jeweils individuelle Risikoabwägungen statt, ob eine Korrektur des Sichtausschnittes in der vorliegenden OP-Situation zielführend ist. Oft wird, auf Grund eines zu hohen Risikos durch eine Unterbrechung der OP, unter suboptimalen Sichtverhältnissen weiter operiert. Ziel des Projekts BISON (Brain-Computer Interface basierte Interaktionskonzepte zur Steuerung von Operationsmikroskopen in der Neurochirurgie) ist deshalb die Konzeptionierung und Implementierung einer intuitiven Steuerung von Operationsmikroskopen durch gemessene Gehirnaktivität ohne die Zuhilfenahme der Hände. Die entwickelte Lösung wird dabei auf nicht-invasive Methoden zur Messung der elektrischen Aktivität des Gehirns aufgebaut, mithilfe von Headsets zur Messung des Elektroenzephalogramms (EEG). Die damit entwickelte Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer bzw. Maschine wird als Brain-Computer-Interface (BCI) bezeichnet und soll es dem Chirurgen ermöglichen, die Einstellungen des Mikroskops während der OP anzupassen, ohne die Hände benutzen zu müssen. Die Anforderungen fokussieren sich in vorliegendem Szenario auf Robustheit und Nutzerfreundlichkeit der Interaktionsprinzipien, um die Machbarkeit einer aktiven BCI-Steuerung in einem realen Anwendungsfall in der Arbeitswelt zu demonstrieren.

Systemübersicht siehe Abbildung.

Software Campus-Partner: DFKI, Zeiss AG

Umsetzungszeitraum: 01.01.2020 – 30.06.2021