Wie erweiterte und virtuelle Realität Medizin und Operationen verbessern können

„Extended Reality“ hat das Potenzial, die Visualisierung und Planung von Operationen zu revolutionieren, erklärten medizinische Experten, die bereits mit solchen Tools arbeiten, Euractiv in einem Interview.

Extended Reality ist ein Überbegriff, der Virtual Reality (VR), Augmented Reality und Mixed Reality umfasst und sich auf simulierte Erfahrungen bezieht, die einen Benutzer in eine virtuell erweiterte Welt eintauchen lassen. Neben anderen Verwendungszwecken wie der Unterhaltung kann es auch dazu verwendet werden, Medizinern bei der Visualisierung des menschlichen Körpers zu helfen.

„Im medizinischen Bereich, insbesondere aber bei Operationen oder anderen interventionellen Eingriffen, ist eine gute räumliche Wahrnehmung unerlässlich“, sagt Philipp Feodorovici, Assistenzarzt für Thoraxchirurgie am Universitätsklinikum Bonn (UKB) und CTO bei Chirurgisches Technologiezentrum Bonn (BOSTER), das Teil der ist Universitätsklinikum Bonnsagte Euractiv.

„Man muss verstehen, was sich wo befindet, und daher muss man die richtige dreidimensionale Form einer bestimmten anatomischen Struktur für die angestrebte Pathologie im Körper verstehen“, fügte er hinzu.

Christof von Waldkirch, CEO von Medizinisches Holodeckdas unter anderem chirurgische Planung in erweiterter und virtueller Realität bietet, sagte: „Alles ist 3D […] und der Computerbildschirm ist flach. Daher ist es einfach unmöglich, 3D-Material auf einem Computerbildschirm anzuzeigen. Sie können es tun, aber es ist immer noch ein zweidimensionales Bild. Man verpasst also immer eine Dimension.“

„Gerade in der Anatomie, wenn es um den menschlichen Körper geht, macht es einfach einen Unterschied zu verstehen, wie tief das Problem liegt. „Das fehlt in diesem Spiel und Spatial Computing, AR und VR lösen dieses Problem“, fügte er hinzu.

Feodorovici erwähnte auch, dass „eine erhebliche Nachfrage“ nach Leichen und physischen Modellen für die anatomische Ausbildung besteht, wobei in diesem Fall „man dieses dreidimensionale Verständnis erlangt“. Allerdings „ist das recht teuer und für die Hochschulen nur bedingt verfügbar“.

Technologie könne dies „im digitalen Maßstab kompensieren und diese Art von Bildung ortsunabhängig und in höchster Qualität verfügbar machen“, sagte er.

Chirurgische Planung

„Traditionell planen Chirurgen Eingriffe auf der Grundlage von 2D-Bildern aus CT-Scans, MRT-Scans und Röntgenaufnahmen“, sagte von Waldkirch.

Daran schließen sich manchmal bei komplexen Fällen die Erstellung von 3D-Modellen und Gespräche mit anderen Fachleuten an. Schließlich „entwickeln Chirurgen eine chirurgische Strategie basierend auf ihrer Erfahrung, den verfügbaren 2D-Bildern und allen physischen Modellen“, fuhr er fort.

Bei Visualisierungstechnologien beginnt der Prozess immer noch mit der „Erfassung hochwertiger Bilder aus CT-Scans, MRT-Scans usw.“. Anschließend erfolgt jedoch die Erstellung von 3D-Bildern, mit denen Ärzte interagieren können.

„Dadurch können sie die Anatomie aus verschiedenen Blickwinkeln untersuchen, Bereiche von Interesse vergrößern und die räumlichen Beziehungen zwischen Strukturen verstehen“, sagte er.

Von Waldkirch sagte, dass dies sogar Möglichkeiten für eine chirurgische Fernplanung durch die Schaffung kollaborativer virtueller Räume bedeuten könnte.

Roboter und Operationen

Feodorovici hält es für wichtig, dass Chirurgen beispielsweise die Lage eines Tumors verstehen und wissen, wie er mit anderen relevanten anatomischen Strukturen zusammenhängt, da sie ihn entfernen müssen, ohne etwas anderes zu beschädigen. Technologie kann dabei helfen, dies zu visualisieren. Darüber hinaus berücksichtigen 2D-Bilder häufig nicht den „menschlichen Faktor“.

Technologie kann auch „robotergestützte Operationen“ unterstützen, weil sie präziser geplant werden können. Feodorovici betonte, dass „es wichtig ist zu verstehen, dass Roboterchirurgie nicht bedeutet, dass kein Mensch dahinter steckt“.

Sie können jedoch „hochgradig personalisiert“ sein, was „besonders in komplexen Fällen von Vorteil ist, in denen ein einheitlicher Ansatz nicht ausreicht“, sagte von Waldkirch.

„Das ultimative Ziel für die Zukunft ist es, über ein autonomes Robotersystem zu verfügen, das keine Benutzereingaben erfordert und bei dem der Chirurg die Aufgabe hat, die Operation zu überwachen“, sagte Feodorovici.

EHDS: Die spanische Präsidentschaft strebt weitere Verbesserungen bei den Gesundheitsaktensystemen an

Die spanische EU-Ratspräsidentschaft wünscht sich in der EU-Gesundheitsdatenverordnung eine Opt-out-Option für die primäre Nutzung von Gesundheitsdaten in Notfallsituationen und zwei verbindliche „harmonisierte Komponenten“ für Gesundheitsdatensysteme (EHRs), heißt es in einem vorliegenden Positionspapier von Euractiv.

Datensammlung

Sowohl Feodorovici als auch von Waldkirch betonten, dass die meisten VR-Technologien ohnehin Daten benötigen, die für Behandlungen gewonnen werden, nämlich aus CT und MRT. Darauf setzt auch Medicalholodeck in erster Linie.

Von Waldkirch erklärte jedoch, dass in einigen Fällen zusätzliche Daten erforderlich sein könnten, beispielsweise biometrische Daten wie Herzfrequenz, Blutdruck und Sauerstoffsättigung – diese könnten bei Simulationen hilfreich sein.

„Medizinische Daten sind sensibel und unterliegen strengen Datenschutzgesetzen wie HIPAA [Health Insurance Portability and Accountability Act] in den Vereinigten Staaten oder DSGVO [General Data Protection Regulation] in Europa. „Programme müssen die Datensicherheit gewährleisten und diese Vorschriften einhalten“, erklärte er.

Darüber hinaus müssen Patientendaten anonymisiert werden. Die Speicherung von Daten kann über Clouds erfolgen, die „Zugänglichkeit bieten, aber aus Sicherheitsgründen sorgfältig verwaltet werden müssen“, sagte von Waldkirch.

Vertrauen und die Zukunft

Feodorovici sagte, es sei wichtig, an die Fachleute zu denken, die neuen Technologien wie der virtuellen Realität möglicherweise nicht vertrauen.

„Es muss umfangreiche Forschung betrieben werden, die die Gültigkeit neuer Technologien beweist, da die letztendliche Verantwortung immer in den Händen des behandelnden Arztes liegt“, sagte er.

Von Waldkirch hält es für wichtig, die Einschränkungen anzuerkennen und dass „diese Technologien Werkzeuge sind, die das Fachwissen medizinischer Fachkräfte unterstützen und nicht ersetzen“. Unter anderem erwähnte er die Bedeutung von Sicherheitsprotokollen, der Berücksichtigung von Daten- und Datenschutzbedenken sowie der Bereitstellung von Schulungen.

Feodorovici erwähnte auch, dass es in Zukunft wichtig sei, Standards für den Einsatz von Technologie zu entwickeln.

Von Waldkirch fügte hinzu: „Zukünftige Entwicklungen könnten detailliertere und realistischere Simulationen umfassen, die ein breiteres Spektrum physiologischer und anatomischer Details einbeziehen.“

[Edited by Luca Bertuzzi/Nathalie Weatherald]