Röntgenblick im OP – Die Zukunft der modernen Chirurgie mit Virtual Reality?

Ohne Schnitte während der OP direkt in den Patienten hineinblicken. Was sich wie Science Fiction anhört befindet sich bereits in der Erprobung. Augmented Reality und Virtual Reality stehen momentan hoch im Trend. Doch was ist das eigentlich genau und welchen Nutzen hat diese Technologie für Chirurgie wirklich? Wir stellen Ihnen in diesem Beitrag unter anderem die Unterschiede zwischen AR und VR vor. Zudem geben wir Ihnen Einblick, wie Sie moderne Technologien wie die 3D Simulation in der Chirurgie einsetzen können.

Eine Brille aufsetzen und in eine andere Welt eintauchen – das ist mittlerweile möglich und wird beispielsweise bei Computerspielen oder Fußballübertragungen immer häufiger genutzt. Forscher arbeiten aber sehr stark an der Entwicklung, um die virtuelle Realität nun auch im Bereich der Medizin sinnvoll einsetzen zu können. Im Zuge erster Studien haben Forscher bereits erste operative Eingriffe mit Virtual Reality Brillen getestet und konnten durchwegs positive Ergebnisse erzielen.

Unterschied Virtual Reality und Augmented Reality?

Bei Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR) oder Mixed Reality (MR) handelt es sich immer um eine computergenerierte Erweiterung der Realität.

Augmented Reality: Um den Augmented Reality-Effekt zu erzeugen wird eine spezielle Brille getragen, die computergenerierte Bilder über die reale Umgebung legt und diese somit erweitert (engl. augment). Vorreiter der Augmented Reality Brillen ist Google mit seinem Google Glass.

Virtual Reality: Im Unterschied zur AR taucht man bei der VR komplett in eine computergenerierte Welt ein. Die Umgebung wird also vollkommen vom Computer simuliert, die aber trotzdem realistisch erscheint. Das hierfür oft verwendete Gerät ist die Brille Oculus Rift.

Mixed Reality: Bei der MR handelt es sich, wie der Name sagt, um eine Mischung aus VR und MR. Die MR ist somit eine spezielle Form der erweiterten Realität. Microsoft testet hier aktuell die Brille HoloLens.

Verwendung in der Chirurgie

Ärzte nutzen schon seit Jahren 3D-Simulationen für die Planung vor Operationen. Doch mit der Technologie von VR und AR ist es jetzt möglich komplexe 3-dimensionale Daten auch während der Operation zu nutzen, ohne dafür Hände einsetzen zu müssen.

Die HoloLens kann beispielsweise Hologramme von 3-dimensionalen Operationsplänen, 3D Modellen oder -Implantaten nahtlos im OP-Saal einblenden. Ziel der Nutzung dieser realitätserweiternden Brillen ist es, den Entscheidungsprozess sowie den Arbeitsablauf während der Operation zu vereinfachen und zu verbessern.

Aktuelle Studien mit VR und AR

Aktuell arbeiten amerikanische Forscher an der Verwendung der Augmented Reality Technologie, um Gesichtsrekonstruktionen zu planen und damit während der Operation zu arbeiten. Ziel ist, dass der behandelnde Chirurg durch die AR Brille blickt und diese eine 3-dimensionale Simulation des gewünschten Resultats während der Operation über das Gesicht des Patienten projiziert.

Die Technologie soll aber noch viel tiefere Einblicke gewähren. In Deutschland testet die Universität München bereits erste Projekte, um mit Hilfe der Brille während der Operation in den Patienten hineinblicken zu können. Anstatt an die Wand geklemmte Röntgenbilder zu nutzen, erhält der Chirurg durch die Brille direkten Einblick in den Patienten – ohne Schnitte zu setzen zu müssen. Zusätzlich blendet die Brille dem Chirurgen ein, wo genau er den Schnitt setzen muss und warnt ihn, falls er sich zu nahe an einem Gefäß oder einer Nervenbahn befindet. Positives Feedback kommt seitens der Test-Chirurgen, die zusätzliche Schnitte oder ungeplante Komplikationen schon im Vorhinein eingeplant haben und damit vermeiden konnten. Eine entsprechende 3D-Brille kann die Arbeitsprozesse dank des Röntgenblicks also tatsächlich stark vereinfachen.

Bei Operationen am Rückenmark helfen 3D Visualisierungen von Kernspin- oder CT-Aufnahmen, die direkt in das Gesichtsfeld der Chirurgen eingeblendet werden, zu noch präziseren Arbeitsschritten.
Auch für rekonstruktive Operationen von Brustkrebs-Patientinnen sind VR Brillen bereits getestet worden. Doch nicht nur der Operateur, sondern auch die Patienten selbst können diese neue Technologie nutzen. So wird beispielsweise für die Planung einer Brustvergrößerungen die virtuelle Realität bereits erfolgreich eingesetzt. Die Patientin kann live aus verschiedenen Blickwinkeln mögliche Veränderungen der Brust mitverfolgen. Die Wahl der richtigen Implantatgröße und -form kann für die Patientinnen durch die besseren Vorstellungsmöglichkeiten stark vereinfacht werden. Vorher/Nachher Fotos adé!

Wird virtuelle Realität zur Realität?

Die Verwendung von virtueller oder erweiterter Realität für operative Eingriffe sind stark im Vormarsch, denn diese neuen Technologien bieten enormes Potential. Bis VR allerdings zur Normalität im OP-Saal zählt, sind noch einige Optimierungen nötig. Auch das Vertrauen in die Technologie muss erst wachsen. Das Feedback über die Verwendung von computergenerierter Realität während einer Operation genießt allerdings jetzt schon viel positives Feedback von ersten Test-Chirurgen. Es bleibt also spannend, was die Zukunft bringt und für welche medizinischen Eingriffe virtuelle Realität noch eingesetzt werden kann.

Übrigens: Eine HoloLens kostet momentan rund 3.000$, das Google Glass 1.500$ und eine Oculus Rift ist ab 600$ erhältlich.