Virtuelle Reality

VR bietet mehr als ‚hübsche‘ Radiologie-Aufnahmen

Virtual Reality (VR) in der Medizin ist keine Spielerei, sagt Prof. Dr. Philippe C. Cattin, Leiter des neugegründeten Department of Biomedical Engineering (DBE) der Universität Basel in der Schweiz.

Interview: Lena Petzold

Zusammen mit dem Universitätsspital Basel will der Computerwissenschaftler diese These ganz praktisch belegen und hat verschiedene Studien angestoßen, um den medizinischen Mehrwert von VR-Software zu verifizieren. Im Interview mit European Hospital berichtet Cattin, wo die universitätseigene Software bereits zum Einsatz kommt und welche Projekte für die Zukunft geplant sind.

An welchen VR-Studien arbeiten Sie zurzeit?

Prof. Dr. Philippe C. Cattin
Prof. Dr. Philippe C. Cattin

Wir arbeiten an verschiedenen Projekten, bei allen geht es jedoch in erster Linie darum, den klinischen Benefit der VR-Technologie aufzuzeigen. Eine Studie evaluiert beispielsweise den Einsatz unserer Software bei der Ausbildung von Medizinstudenten. An der Universität Basel sezieren alle Medizinstudenten im zweiten Jahreskurs eine Leiche. Wir stellen Ihnen vorab einen kompletten 3D-CT-Datensatz zur Verfügung, den sie vor der Sektion mit unserer Spekto-Vive Software und der Virtual Reality-Brille unter die Lupe nehmen können. Sollten Studenten also zum Beispiel die Carotis sezieren müssen, können sie vorab mit unserem Datensatz bestimmen, wie diese verläuft und besondere Eigenarten ihres spezifischen Patienten kennenlernen. Eine andere Studie richtet den Fokus auf die Operationsvorbereitung von Chirurgen (englischsprachiger Artikel). Momentan wenden verschiedene Disziplinen unsere Software an, so beispielsweise das größte Augenspital in London, um chirurgische Eingriffe bei Netzhautablösungen zu planen. Aber auch Neuro- und Spinalchirurgen des Universitätsspitals Basel nutzen die Software zur Vorbereitung elektiver Eingriffe bei Aneurysmen oder für komplizierte Operationen am Rücken (englischsprachiger Artikel). So kennen sie anatomische Eigenheiten ihrer Patienten bereits im Vorfeld und erleben weniger Überraschungen. Ein drittes Einsatzgebiet für VR ist die Patientenaufklärung. Chirurgen können Patienten mit Hilfe der 3D-Brillen einen Eingriff präzise erläutern.

Gibt es schon erste Ergebnisse?

Wir haben bereits viele positive Rückmeldungen sowohl von Patienten als auch von Studenten und Ärzten erhalten. Gerade in der Operationsvorbereitung wird die VR-Software sehr geschätzt. Speziell gebogene Wirbelkörper können mit der Technik unter anderem deutlich besser dargestellt werden und auch die Planung von neurointerventionellen Eingriffen verläuft laut unserer Chirurgen reibungsloser. Das Feedback aus dem Krankenhaus war sogar so positiv, dass das Universitätsspital Basel nun ein großes Projekt startet, in dessen Rahmen insgesamt vier Räume mit jeweils zwei VR-Brillen ausgerüstet werden, um die Technologie einem größeren Ärzte-Kreis zur Verfügung stellen. Gleichzeitig arbeiten wir daran, eine direkte Anbindung an das Spital-PACS zu programmieren, damit in Zukunft die Beteiligten reibungslos auf die Datensätze zugreifen können. Bisher müssen die Daten leider noch auf CD gebrannt werden.

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Warum werden jeweils zwei Brillen in einem Raum installiert?

Das Update der Software lässt zu, dass mehrere Personen gleichzeitig auf denselben Datensatz zugreifen können. Mit zwei Brillen können zum Beispiel Chef- und Assistenzarzt eine Operation gemeinsam planen und via System miteinander kommunizieren. Der Zugriff ist aber auch außerhalb der Raumgrenzen möglich. Es könnte also auch jemand zugeschaltet werden, der sich in einer anderen Stadt oder in einem anderen Land befindet (englischsprachiger Artikel).

Ist die Technologie mit einer durchschnittlichen CT-oder MRT-Aufnahme kompatibel?

Die Integration des Systems in den klinischen Alltag ist extrem unkompliziert

Philippe C. Cattin

Wir können mit der Software und den VR-Brillen fast alle Datensätze visualisieren, die dreidimensional aufgenommen wurden, also neben CT- und MRT-Daten auch Optische Kohärenztomografie-Aufnahmen oder 3D-Ultraschall-Scans. Es sind keine spezifischen Sequenzen oder Protokolle erforderlich, die Integration des Systems in den klinischen Alltag ist deshalb extrem unkompliziert. Wir können mit der Technologie auch mühelos zehn Jahre alte Scans nutzen und aufbereiten.  

Profitieren Radiologen von der VR-Technologie?

Wir planen momentan weitere Studien, in denen wir analysieren möchten, ob Radiologen mit der VR-Technologie Diagnosen schneller stellen können. Die Software könnte insbesondere in der Notaufnahme bei Patienten mit Polytrauma hilfreich sein, deshalb ist einer der neuen VR-Technologie-Räume des Spitals auch in der Radiologie geplant.

Arbeiten sie an weiteren Projekten?

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CT Volume Rendering eines Oberkörpers und einer Schnittebene, welche die Hounsfieldwerte des Original-Datensatzes anzeigt.

Ja, in Zukunft möchten wir die Technik direkt in den Operationssaal bringen. Die Chirurgen, die mit der Technologie arbeiten, machen momentan Screenshots von kritischen Blickrichtungen, um später im OP Zugriff darauf zu haben. Leichter wäre es natürlich, sie könnten während des Eingriffs die Bilddatensätze mit der Brille nutzen. Wir haben auch bereits Prototypen, die wir im Operationssaal einsetzen, müssen aber natürlich noch an vielen Details arbeiten. Darüber hinaus wollen wir die Simulation chirurgischer Eingriffe ermöglichen, damit Ärzte die Datensätze nicht nur anschauen, sondern einen Eingriff in Zukunft mit digitalen Werkzeugen im virtuellen Raum erproben können.

Ist Virtual Reality also bereits in der Praxis angekommen?

Ich glaube mit unserer Technologie haben wir einen großen Schritt in diese Richtung gemacht. Ich glaube nicht, dass VR so schnell wieder verschwindet. Obwohl wir die Studien noch nicht abgeschlossen haben, lassen die bisherigen Rückmeldungen keinen Zweifel daran, dass VR einen echten Mehrwert bietet. 


Profil:

Prof. Dr. Philippe C. Cattin leitet das neugegründete Department of Biomedical Engineering der Universität Basel in der Schweiz. Nach seinem Studium der Computerwissenschaften schloss er 2003 seinen Doktor in Robotik an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich ab. Anschließend arbeitete er als Postdoktorand im Computer Vision Labor der ETH, bevor er 2008 Assistenzprofessor und 2015 außerordentlicher Professor der Universität Basel wurde. 2017 war Cattin zusätzlich als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Brigham and Women's Hospital in Boston, Massachusetts, USA, tätig. Sein Forschungsinteresse gilt vor allem der medizinischen Bildanalyse, der bildgesteuerten Therapie, der robotergesteuerten Laser-Osteotomie und der Virtuellen Realität. 


Veranstaltungshinweis

Do, 10.05.18, 10:00-10:50: 

VR in der Radiologie.

P. Cattin (CH-Basel)

Wissenschaftliche Sitzung: MTRA 6 - Technologiefortschritt

08.05.2018

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