Hyperspektrale Bildgebung (HSI) in der Neurochirurgie
Neben der präzisen präoperativen chirurgischen Planung auf der Basis von MRT-Bildern ist die intraoperative Information über die Tumor-Lokalisierung und die Hirngewebe-Funktionalität für die erfolgreiche Resektion von Hirntumoren unerlässlich.
Intraoperative Optische Bildgebung (IOI) ist ein Verfahren, um Bereiche mit erhöhtem Stoffwechsel zu identifizieren, in denen Aktivitäten durch die Stimulation spezifischer Hirnfunktionen sichtbar gemacht werden. IOI verwendet ein spezielles Setup, mit dem ausgewählte Wellenlängen des reflektierten Lichts aus dem dem Weißlicht exponierten Kortex analysiert werden können.
Mikroskop mit HSI-Kamera
Um weitere Informationen über Hirngewebsart und -eigenschaften zu bekommen, wird ein neues Hardware-System des Hyperspectral Imaging (HSI) getestet.
RGB-Kamerabild und HSI-Perfusionsbewertung
Basierend auf einem Standard-Operationsmikroskop und einem Pushbroom-HSI-System ist ein intraoperativ verwendbares Hardware-Setup zusammengestellt worden.
Lokalisierung der HSI-Spektren im Grauwertbild
Die Aufnahmen am Patienten werden nach dem Öffnen des Kortex und vor der Resektion kortikaler Tumoren durchgeführt. Ein hyperspektraler Datenkubus, der die Spektralverteilung jedes Pixels enthält, wird erzeugt, um anschließend spektrale Eigenschaften der verschiedenen Gewebetypen der kortikalen Oberfläche ortsaufgelöst vergleichen zu können.
Spektren ausgewählter Bildpunkte aus dem HSI-Rohdatenkubus
Es ist möglich, hyperspektrale Daten der kortikalen Oberfläche während eines neurochirurgischen Eingriffs aufzunehmen.
Publikationen
-
Mühle R, Oelschlägel M, Meyer T, Sobottka SB, Kirsch M, Schackert G, Morgenstern U: Intraoperative Hyperspectral Imaging extending Optical Imaging of stimulated active brain areas in neurosurgery – a feasibility study. Posterbeitrag. BMT 2016 Dreiländertagung Swiss, Austrian and German Societies of Biomedical Engineering, Basel 2016 HSI_mueh_BMT2016.pdf.
-
Mühle R, Oelschlägel M, Schackert G, Sobottka SB, Morgenstern U: Intraoperative hyperspektrale Bildgebung zur Identifikation kortikaler Hirntumore: Diskussion von Hardware, Algorithmik und Workflow. Symposium zur Hyperspektralen Bildgebung in der Medizin, 9.-10.03.2017,Technische Universität Dresden, Institut für Biomedizinische Technik, Dresden 2017.
Organisatorisches
- Symposium zur Hyperspektralen Bildgebung in der Medizin 9.-10.03.2017, Technische Universität Dresden, Institut für Biomedizinische Technik
Verantwortlicher Hochschullehrer: PD Dr. med. habil. Dipl.-Oec. Stephan B. Sobottka, Technische Universität Dresden, Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus, Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie
Koordinator: Richard Mühle M. Sc., Technische Universität Dresden, Institut für Biomedizinische Technik und Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus, Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie, Technische Universität Dresden