eXtended Reality für Gesundheitsanwendungen

3D-Daten und XR-Technologien bieten realistische Trainingsszenarien, unterstützen Diagnostik, Planung und Operationen und verbessern Ausbildung und Therapie. Sie helfen, komplexe Herausforderungen zu meistern und optimieren die medizinische Praxis.

Hintergrund: Verfahren und Gerätetechnik in der Medizin entwickeln sich rasant weiter, die Anzahl zu beherrschender Wissensdomänen wächst permanent. Die Verfügbarkeit von 3D-Daten in medizinischen Anwendungen steigt, nichtsdestotrotz bleibt die Bildinterpretation eine Schlüsselfunktion des Menschen. Komplexe Operationen sind detailliert zu planen, unter sowohl medizinischen wie wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Eingeschränkte Sicht und indirektes Arbeiten bei minimal-invasiven Eingriffen erfordern hier eine sehr sorgfältige Ausbildung. Szenarien-Training muss notwendigerweise einen hohen Realismus aufweisen, seltene Pathologien ebenso abdecken, eine objektive Bewertung von Leistung ermöglichen und einfach zugänglich sein. Bei all diesen Herausforderungen kann eXtended Reality (XR) einen sinnvollen Beitrag leisten. Bereits heute werden 3D-Visualisierung und 3D-Interaktion in zahlreichen medizinischen Anwendungsfeldern erfolgreich eingesetzt. Viele heute verfügbare Lösungen haben einen Reifegrad erreicht, der einen unmittelbaren Einsatz in der Praxis erlaubt. Gleichwohl gibt es eine Reihe ungelöster Herausforderungen.

Aktuelle Einsatzgebiete von XR in der Medizin und Medizintechnik sind sehr breit gefächert. Dazu zählt die XR-gestützte Diagnostik mittels einer Analyse von 3D-Daten aus volumengebenden Verfahren wie Computertomographie oder Magnetresonanztomographie. Auch Simulationsdaten (etwa aus der Festigkeits-/Spannungsberechnung, Strömung, Fluidik, Kinematik, Mehrkörpersysteme) lassen sich in XR analysieren. XR unterstützt ebenso in der Eingriffsplanung (beispielsweise Abläufe und Wege, Bestrahlung) wie auch intraoperativ: die Augmented-Reality-basierte Navigationsunterstützung im Sinne eines erweiterten chirurgischen Blickfelds wird bereits prototypisch erprobt. Die Telemedizin greift wie auch das Szenarien-Training auf ausgefeilte graphisch-haptische Umgebungen zurück, die also nicht nur visuelle Rückmeldung geben, sondern auch Kräfte wiedergeben können. Auf diese Weise lassen sich endoskopische und chirurgische Tätigkeiten sicher üben. Gleichzeitig spielt im Training die Beherrschung der richtigen Abläufe und Prozeduren wie auch der Gerätetechnik eine gewichtige Rolle. Digitale Atlanten des menschlichen Körpers geben am Bildschirm detaillierte Einblicke in die Anatomie, Physiologie und Biomechanik. Haptische XR wird in der Rehabilitation dazu eingesetzt, motorische Fähigkeiten zu trainieren. Die psychiatrische Therapie setzt erfolgreich XR-Szenarien zur Bewältigung verschiedenster Phobien ein. 3D-gestützte Workflow- und Anordnungsplanungssysteme finden heute erste Einsätze z. B. in Krankenhäusern. Auch Illustrationstechniken auf der Basis von Computergraphik machen vor der Medizintechnik nicht halt, sondern zeigen etliche erfolgreiche Umsetzungen.

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