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Enterprise Ireland Animation statt Leichensektion: Augmented Reality in der medizinischen Ausbildung

| Redakteur: Julia Engelke

Mithilfe einer Augmented und Mixed Reality- Anwendung des irischen Medtech-Unternehmens 3D4Medical kann die medizinische Ausbildung revolutioniert werden: über interaktive und detaillierte Animationen lassen sich einzelne Bereiche eines Organs deutlich und sehr genau beispielsweise mithilfe eines Tablets untersuchen.

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Detailgetreue 3D-Modelle gewährleisten z.B. mithilfe eines Tablets Einblicke ins Körperinnere bei der medizinischen Ausbildung.
Detailgetreue 3D-Modelle gewährleisten z.B. mithilfe eines Tablets Einblicke ins Körperinnere bei der medizinischen Ausbildung.
(Bild: Enterprise Ireland)
  • Einzelne Bereiche eines Organs deutlich und genau untersuchen
  • Basis sind detaillierte 3D-Modelle
  • Effizienz in der medizinischen Ausbildung

Augmented Reality (AR) – ein Begriff der sich in der Tech-Branche bereits durchgesetzt hat. Doch was viele nicht wissen: die Technik dient nicht nur der Unterhaltung. Mittlerweile wird AR immer häufiger in vielen professionellen Anwendungsbereichen eingesetzt, so auch in der Medizin. Die Transformationstechnologie revolutioniert somit die medizinische Ausbildung und kommt bereits als Unterstützung bei bestimmten Operationen zum Einsatz. Für Medizinstudenten bedeutet dies, dass womöglich bald keine aufwändigen Leichensektionen mehr vonnöten sind. So lautet auch die Vision von 3D4Medical. Die interaktiven Animationen des irischen Entwicklers und Anbieters von Software-Lösungen und Apps für die Ausbildung und den Einsatz im OP zeigen, zu was AR bereits im Stande ist: Durch die innovative Detailfunktion der Anwendung lassen sich einzelne Bereiche eines Organs deutlich und sehr genau untersuchen.

Präzise Darstellung von Organen durch Augmented Reality

Und wie funktioniert diese Technik? „Unsere Augmented und Mixed Reality-Anwendung basiert auf medizinisch besonders detaillierten 3D-Modellen, die wir mit großem Aufwand fotorealistisch und originalgetreu entwickelt haben”, erläutert John Moore, CEO von 3D4Medical. Gerade diese Kombination aus Realitätstreue und einer in der realen Welt unmöglichen Darstellung seien, was die Lösungen und Produkte von 3D4Medical auszeichneten und somit selbst erfahrene internationale Partner wie die Mayo-Klinik beeindrucken. Die Non-Profit-Organisation Mayo-Klinik mit Sitz in Rochester, Minnesota, ist für ihre neuartigen Behandlungsmethoden bekannt. Speziell ausgebildete Ärzte erarbeiten mit raffiniertesten Techniken Befunde für rund 2000 Patienten täglich. Darüber hinaus ist die Mayo-Klinik auch in der Forschung und Ausbildung tätig.

„Beispielsweise kann sich der Anwender mithilfe eines Tablets ein fotorealistisches, funktionales Herz einfach überall platzieren und sogar auf dem Küchentisch anzeigen lassen. Selbstverständlich ist das Herz dabei nicht wirklich dort. Doch der Raum ist echt”, fährt Moore fort. Die Videos von 3D4Medical sind nicht nur mit Detailreichtum bestückt, sondern zeigen auch das Potenzial der Technologie durch die präzise Darstellung lebenswichtiger Organe. Die Entwicklung der zugrundeliegenden Technologie hat selbst mit einem großen Team und entsprechender Ausstattung mehrere Jahre in Anspruch genommen. Ein weiteres Jahr hat es gedauert, bis das Herzmodell mit seinen 100 beweglichen Teilen natürlich und fotorealistisch aussah.

Für Innovationstreiber wie 3D4Medical sind Investitionen daher unverzichtbar: „Die Mittel für Forschung und Entwicklung, die wir von Enterprise Ireland erhalten haben, verhalfen uns zu Ergebnissen, die wir anderweitig kaum erreicht hätten.“

Kosteneinsparungen und Effizienz in der medizinischen Ausbildung

Beschäftigte und Studierende im Medizinsektor profitieren gleichermaßen von innovativer Technologie. Der Einsatz von Augmented und Mixed Reality ermöglicht eine bislang ungeahnte Effizienz und revolutioniert so die medizinische Ausbildung. So lassen sich Vorgänge und Prozesse beispielsweise zeitunabhängig veranschaulichen. Zudem muss bei einem wesentlichen Teil der medizinischen Ausbildung nicht länger auf physische Modelle zurückgegriffen werden. So können Dozenten virtuelle und physische Sektionen aufzeichnen und Medizinstudenten zur Verfügung stellen - sie müssen nicht länger passiv im Hörsaal oder Seminarraum sitzen. Mit der heute verfügbaren Technologie können sie bereits virtuell Schnitte von Organen erstellen, Organe sezieren und diese mithilfe von Augmented Reality von allen Seiten betrachten.

Auch die Frage nach der praxisnahen Lehre spielt diesbezüglich eine wichtige Rolle. Wie realistisch ist eine Leichensektion? Und wie realistisch ist im Vergleich hierzu die durch die Medizintechnik ermöglichte virtuelle Variante? „Bei Leichensektionen können Dozenten und Studenten nur an toten Körpern arbeiten“, erklärt Moore. „Mit einer Technologie wie dem Complete Heart kann die Sektion an einem schlagenden Herzen erfolgen. Beispielsweise lassen sich die Entstehung von Endokarditiden auf den Herzklappen und deren Auswirkungen in Echtzeit verfolgen. Die Abläufe im Körper können verlangsamt dargestellt werden, um die Folgen eines Problems bei den Herzklappen für den Blutkreislauf sichtbar zu machen.”

Augmented Reality kombiniert mit künstlicher Intelligenz

Ein Großteil des Potenzials der Technologie liegt nicht im bloßen Einsatz von AR, sondern in der Kombination mit künstlicher Intelligenz (KI). Die Smartglasses von Chirurgen, zum Beispiel, werden erkennen, was diese gerade sehen: eine Aorta, eine Vene oder einen Nerv, der nicht durchtrennt werden darf. Somit sind sie in der Lage, Anwender und sogar Neulinge sicher durch jede Operation zu führen. KI-Brillen werden einzelne Abschnitte im Blickfeld hervorheben und bezeichnen. Auch wenn es sich bei künstlicher Intelligenz um ein Trendthema handelt, sind die Vorteile in diesem Bereich offensichtlich. Für einen Partner von 3D4Medical wie die Mayo-Klinik liegen diese darin, dass der umständliche Umgang mit echten Körpern entfällt.

„Bei einigen Operationen tritt viel Blut oder Rückenmarksflüssigkeit aus: Dies stellt ein Risiko dar, da es den Sichtbereich des Chirurgen einschränkt, der die Operation dann praktisch blind durchführen muss“, gibt Moore zu bedenken. „Hier zeigt sich der Vorteil von Overlays und Bezeichnungen, die vor der Operation anhand eines 3D-Scans der Körper von Patienten erstellt wurden. Der Chirurg sieht trotz des Blutes und der Rückenmarksflüssigkeit ein fotorealistisches Bild des fraglichen Körperteils. Dadurch sinkt das Risiko deutlich, dass wichtige Nerven durchtrennt werden oder Operationsbesteck zurückbleibt.”

Die Technologie Augmented Reality verhilft zu bedeutenden Verbesserungen, von denen alle profitieren. Operationen werden sicherer, wenn Chirurgen den Körper in der Ausbildung und bei Operationen mit einer Genauigkeit betrachten können, die sich mit bloßem Auge nicht erreichen lässt.

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