VR in der Medizin Ärzte planen virtuell einen chirurgischen Eingriff

Ärzte können dank Virtual Reality aus speziell aufbereiteten Daten der Computertomographie sehr genau einen chirurgischen Eingriff planen. Leistungsstarke Hardware ist dafür zwingend notwendig (mit Video).

Forscher am Department of Biomedical Engineering der Universität und des Universitätsspitals Basel ist es gelungen, zweidimensionale Schnittbilder aus der Computertomografie in Echtzeit für eine virtuelle Umgebung aufzubereiten. Dahinter stecken eine ausgeklügelte Programmierung und leistungsstarke Grafikkarten. Das Team um Prof. Philippe C. Cattin konnte die Berechnungen so beschleunigen, dass die notwendige Bildrate erreicht wird. Das System mit der Bezeichnung „SpectoVive“ ist in der Lage, den Schattenwurf flüssig zu berechnen. Damit kann ein realistischer Tiefeneindruck erreicht werden.

Virtuelle Realität vor der Operation

Mit einer Virtual-Reality-Brille der neusten Generation können Ärzte beispielsweise in einem dreidimensionalen Raum mit einem Hüftknochen interagieren, der operiert werden soll: Sie können den Knochen vergrößern, ihn aus jedem beliebigen Winkel betrachten, die Beleuchtungsrichtung anpassen sowie zwischen der 3-D-Ansicht und den gewohnten CT-Bildern wechseln. „Die virtuelle Realität erlaubt es dem Arzt, sich auf sehr einfache Weise ein Bild zu verschaffen und zu verstehen, was möglich ist“, fasst Prof. Philippe C. Cattin die Vorteile zusammen.

Der Chirurg bewegt sich in digitalen Welten

Mit der VR-Technik verwischt auf flüssige Weise die Grenze zwischen körperlicher Welt und computersimulierter Welt. Der Arzt betrachte die Bilder eines Patienten nicht mehr nur aus der Vogelperspektive, sondern wird Teil davon und bewegt sich als Chirurg in digitalen Welten.

CT-Bilder lassen sich bereits seit Längerem für eine dreidimensionale Darstellung am Bildschirm umwandeln. Bisher war handelsübliche Hardware aber nicht in der Lage, solche dreidimensionale Volumen in Echtzeit für virtuelle Räume zu berechnen. Besonders herausfordernd war, dass eine störungsfreie Wiedergabe in einer virtuellen Umgebung mindestens 180 Bilder pro Sekunde verlangt – je 90 Bilder für das linke und rechte Auge; ansonsten drohen dem Betrachter Übelkeit oder Schwindel.

An die Bedürfnisse der Ärzte angepasst

Entwicklungen in der Spieleindustrie und aktuelle Generationen von leistungsfähiger Standardhardware begünstigten den Erfolg von virtueller Realität, welcher der Medizin den Zugang zu dreidimensionalen Testräumen ermöglicht. Zurzeit führen die Basler Forscher „SpectoVive“ regelmäßig Ärzten vor um zu zeigen, welches Potenzial das System hat, und um gleichzeitig die Bedürfnisse der Mediziner besser zu verstehen.

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