Virtuelle Realität in der Medizin: Stand, Trends, Entwicklung von orthopädischen Modellen
Hamid Reza Abbasi
Dr. Med. Virtuelle Realität in der Medizin: Stand, Trends, Entwicklung von orthopädischen Modellen Geboren am 05.11.1968 in Teheran/Iran Reifeprüfung am 21.6.1986 in Teheran/Iran Studium des Fachbereichs Medizin von WS 1989 bis WS 1996 Physik am 2.9.1991 an der Universität Heidelberg Klinische Studie in Heidelberg Praktikum Jahr in Heidelberg Staatsprüfung am 21.10.1996 an der Universität Heidelberg Promotion Fach: Orthopädie Doktor Vater: Prof. Dr. med. V. Ewerbeck Virtual Reality (VR) ist die Gesamtheit der möglichst realisierten, von Computern erzeugten und somit steuerbaren bzw. manipulierbaren Sinnedrucke (Sehen, Fühlen, etc.) im Zusammenhang mit den Möglichkeiten der Medizin.
Vor allem die Chirurgie und insbesondere die orthopädische Chirurgie könnten von VR aufgrund der engen Zusammenarbeit mit Bildgebungsverfahren und der Relevanz anatomischer Formen und Normen sehr profitieren. Bisher wurden keine zusammenfassenden Arbeiten in diesem Bereich vorgestellt. Mit neuartigen Visualisierungsmethoden sowie der Simulation dynamischer Vorgänge könnten die etablierten Methoden effizienter geplant, praktiziert und eingesetzt werden.
Die Ziele dieser Arbeit sind die Zusammenstellung der Grundlagen von VR und medizinisch relevanten Informationen zu VR sowie die Begründung für die Notwendigkeit, sich in der Klinik mit VR zu beschäftigen.
Weiterhin sind die Ziele dieser Arbeit die Entwicklung von medizinischen VR-Modellen und
Erhöhung der Wirksamkeit des Simulationssystems SimOsVir.
Das Ziel der Erläuterung von VR-Trends in der Medizin ist, dass der Arzt am Ende der Arbeit einen Überblick über die Zukunftsperspektiven der VR in der Medizin erhält, der von Projekten ausgeht, die sich in der Entwicklungsphase befinden.
Als Material und Methode dienten Forschungen in verschiedenen Medien; neben der klassischen
Literaturforschung und Kongressberichte kamen auch in Multimedia-Datenbanken, die
Internet usw. für die Anwendung: verschiedene VR-Projekte, Hardware- und Software-Systeme
Nach einer allgemeinen Einführung in VR wurden Definitionen und Entwicklungsgeschichte erläutert, danach wurden die Klassifizierung und die verschiedenen Ausstattungen der VR-Systeme dargestellt. Nach der Erläuterung der Grundlagen von VR wurde der Stand der VR-Forschung in der Medizin detailliert vorgestellt. In einem eigenen Kapitel wurde VR in der Orthopädie behandelt.
Basierend auf dem Projekt
Simulation von
Osteotomien mit Virtual Reality
Auf der
Das Orthopädische Universitätsklinik Heidelberg und das Fraunhofer Institut (IAO) (SimOsVir)
Das war dann
Dynamische
Hüftgelenkmodell
In diesem Bereich wurden auch Elemente der
Ein Vorteil dieses Modells ist die Umgehung von aufwendigen Hard- und
Softwareanforderungen und die Erzeugung des VR-Modells durch Parameterübertragung aus
Das Modell kann sowohl für die präoperative Planung als auch für die
Im Rahmen dieser Arbeit wurden auch folgende VR-Elemente entwickelt: Das Brems-Feedback-System (BFS) ermöglicht das Einbau von haptischen Elementen in das Dynamische Hüftgelenkmodell. Im Gegensatz zu komplexen Robotersystemen bei der Einbau von taktischen Elementen in der VR-Umgebung ermöglicht BFS mit relativ geringer Aufwand, alle Tastelemente in das dynamische Hüftgelenkmodell einzubauen.
High-Immersion 3D-HMD wirkt auf die typischen Nebenwirkungen von VR-Systemen aus, die als
Simulator Krankheit zusammengefasst werden, gegen und erhöht damit die
Die Wirkung von VR-Systemen beruht darauf, dass die verschiedenen
Optische Eindrücke (Input aus dem Retina, dem Accommodation- und Konvergenzsystem)
VR-Endoskopie ist die Erstellung eines dreidimensionalen VR-Modells anhand der 2D-Bilder, die vom Endoskop geliefert werden, und damit eine 3D-Kontrolle der Endoskopie in Echtzeit.
Die O.g. Modelle und Elemente sollen auf das medizinische Potenzial der VR-Produktion und -entwicklung hinweisen. Am Ende der Arbeit wurde die Notwendigkeit von VR, ihre Nutzen und Gefahren diskutiert. Trotz aller Nutzen von VR sollten auch die sozialen und ethischen Aspekte und Gefahren von VR im Allgemeinen und speziell im Krankenhaus nicht unterschätzt werden.
In der Folge ist VR mit ihren Methoden und Komponenten in der Klinik der Zukunft (Dienstleister im Wettbewerb mit anderen Kliniken) ein ernsthaftes Werkzeug, das seinen Weg in die Klinik einschlagen wird. Nicht zuletzt ist VR durch seine Optimierungsmethoden in Verwaltung und Behandlung ein Mittel zur Kostenreduktion.
Nach der Entwicklung der
Dynamische
Hüftgelenkmodelle
Es kommt zu dem Schluss, daß
Derzeit ist die Anpassung der Patientendaten an ein Standard-VR-Modell im Vergleich zu
Die Entwicklung der VR-Elemente zeigt, dass die Entwicklung von VR-Komponenten von klinischer Relevanz und mit immer geringerer finanzieller Mittel in der Klinik zu bewältigen ist.
VR ist das einzige menschliche Produkt, das nicht nur eine kleine Rolle in der menschlichen Umgebung spielt, sondern auch in der Lage ist, diese Umgebung durch eine neue Welt zu ersetzen, eine computergenerierte, neue Welt des Scheins, in der sich virtuelle Freiheiten öffnen, die allein durch die Speichergröße des Computers bestimmt werden.