Per Mausklick durch das Gehirn: Operationen werden besser geplant

Tübingen (Erhard Böttcher) - Die Computeranimation zeigt unzählige Höhlen, Erhebungen, Torbögen, Berge und Täler: Per Mausklick lässt sich das virtuelle Endoskop wie eine imaginäre Kamera durch das Gehirn des Patienten führen. Auf dem Bildschirm sehen die Flüssigkeitsräume aus, als könnte ein Mensch hineintauchen, aber die Hirnkammern sind nur wenige Finger breit. Das Verfahren des Tübinger Informatikers Dirk Bartz dient dazu, etliche heikle Operationen besser vorzubereiten und zu kontrollieren.

Das Projekt Vivendi (Virtual Ventricular Endoscopy) hat der Computerexperte vom Wilhelm-Schickard-Institut in Zusammenarbeit mit den Tübinger Universitätskliniken für Radiologie und Chirurgie entwickelt. Mit der virtuellen Endoskopie gelangt kein Instrument in den Körper. Bilder und Filme aus Körperhöhlen wie Gehirn, Blutgefäßen und Dickdarm existieren nur mit Computerhilfe auf dem Bildschirm. Hergestellt werden sie aus schichtweise und massenhaft gewonnenen Aufnahmen eines Kernspintomographen oder auf der Basis von dreidimensionalen Röntgenverfahren. So entsteht ein Riesenstapel von Einzelbildern, die kombiniert und gleichsam wieder lebendig werden.

Ein vorrangiger Anwendungsbereich von Vivendi ist der Wasserkopf, der sich bei Neugeborenen, nach Kopfverletzungen und bei Tumoren bilden kann. Weil die angesammelte Flüssigkeit umliegendes Gewebe verdrängt und das Gehirn dauerhaft schädigt, müssen betroffene Patienten umgehend operiert werden. Bei der bisherigen Methode führen Chirurgen Instrumente durch kleine Öffnungen ein, aber das ist ein kniffliger Eingriff. Verletzungen sind möglich, und Blutungen können den glatten Weg zur kranken Stelle blockieren. Doch Bartz weiß Rat: "Mit der virtuellen Endoskopie kann sich der Chirurg schon vor der Operation ein sehr genaues Bild von den Besonderheiten der Gewebestruktur des Gehirns jedes Patienten machen."

Verwirrend sind die Richtungswechsel, mit denen das virtuelle Endoskop auf dem Schirm dem Zusammenstoß mit dem Gewebe vermeidet. Grundlage dieser beeindruckenden Schau ist für die Computerexperten das programmierte "Kollisionsvermeidungssystem". Für die Chirurgen ist die futuristische anmutende Landschaft aus dem Körperinneren aufschlussreich. Sie können die Einzelheiten des Patientengehirns genau studieren und die entscheidenden Bilderfolgen mehrmals ablaufen lassen. Eine Achsenzeichnung auf dem Schirm, die die Position des Endoskops im Körper anzeigt, soll bei der Orientierung helfen.

Ein virtuelles Verfahren kann zum Beispiel auch die Blutgefäße von Patienten darstellen: Im Rechner lassen sich verschiedene Blutströme durch die Gefäße simulieren, mit denen die Auswirkungen einer Operation vorausberechnet werden können. Die Möglichkeiten seiner Endoskopie hat Bartz auch schon bei der Untersuchung des Dickdarms erforscht: "Das Verfahren ist billiger als eine direkte Untersuchung", meint der Informatiker. "Auch für Patienten, die häufig Angst vor dieser Untersuchung haben, ist es weniger belastend." Mediziner müssten aber bei dem Einsatz der virtuellen Methode bedenken, dass die vorausgehende Computertomographie eine gewisse Röntgenbelastung mit sich bringe.