VR in der Medizin – Technik der Zukunft

Sowohl in der Gaming Branche als auch vereinzelt in Teilen des privaten Lebens ist Virtual Reality seit Langem nicht mehr wegzudenken. Daher ist es nicht verwunderlich, dass VR auch in der Medizin zunehmend Verwendung findet. Die Anwendungsbereiche sind vielfältig und revolutionieren die Gesundheitsversorgung nachhaltig. VR in der Medizin kann zum Beispiel dafür genutzt werden, junge Mediziner sowie Studierende auszubilden, erfahrene Ärzte auf Operationen ganzheitlich vorzubereiten und sogar Patienten mit Angststörungen, Depressionen sowie Suchtproblemen adäquat zu behandeln. Die Ausweitung der Nutzung der VR in der Medizin betrifft nicht zuletzt auch den Bereich des Medizintechnik Designs und hilft den Ingenieuren dabei, die Usability und User Experience ihrer Produkte immens zu verbessern.
Doch wie lässt sich Virtual Reality definieren? Welche Anwendungsbereiche scheinen sinnvoll für die VR in der Medizin und wie genau wird sie genutzt? Welche Verbesserung bietet die VR im Medical Design? Unter anderem diesen Fragen widmet sich der folgende Blogbeitrag.

Grundlegend bezeichnet Virtual Reality eine durch spezielle Soft- und Hardware erzeugte künstliche Realität. Der Kern innovativer VR-Hardware ist eine VR-Brille. Diese ist zusammengesetzt aus zwei hochauflösenden Displays zur Darstellung künstlich erzeugter Bilder. Die Displays sind mit einer Sensorik gekoppelt, welche die Lage und Position des Kopfes erfasst. Die Vordenker und Revolutionäre der Technik Branche gehen mittlerweile fest davon aus, dass VR unser alltägliches Leben und die Art, in der wir Medien konsumieren, in den nächsten Jahren nachhaltig verändern wird. So wird die VR auch in der Medizin zunehmend an Bedeutung gewinnen und die hiesige Gesundheitsversorgung verbessern. Mithin steht die Menschheit am Anfang einer technischen Revolution, die einzigartige und innovative Erlebnisse schaffen wird.

Die Verwendung von VR in der Medizin bietet dem deutschen Gesundheitssystem eine Fülle von Möglichkeiten, die Versorgung von Patienten nachhaltig zu verbessern. So kann die VR in der Medizin in den verschiedensten Bereichen Anwendung finden und dort positive Veränderungen herbeiführen.

Eine der wegweisenden Anwendungsgebiete von VR in der Medizin betrifft die Ausbildung von Medizinstudenten. Das Medizinstudium ist oftmals geprägt durch stark theoretische Vorlesungen und das Lernen anhand zweidimensional modellierter Abbildungen in diversen Lehrbüchern. Durch den Einsatz von VR in der medizinischen Ausbildung ist es nun möglich, 3D-Visualisierungen zu verwenden, um die Anatomie des Menschen anschaulicher darzustellen. Dadurch können physiologische Prinzipien und interne Prozesse des menschlichen Organismus optisch greifbar dargestellt werden. Dies ermöglicht den Studierenden eine innovative Form des Lernens. Durch den Einsatz von VR in der Medizin ist eine Interaktion mit den Lerninhalten möglich. Die einzelnen Organe beispielsweise können durch die neue Technik von sämtlichen Blickwinkeln betrachtet werden. Statt schnödem Frontalunterricht bietet sich den Studierenden so eine Reise durch den menschlichen Körper. Gerade für diese Gruppe ist praktische Erfahrung essenziell. Durch den Einsatz von VR in der Medizin wird diese praktische Erfahrung gegeben, ohne die Patientensicherheit zu gefährden. Somit können auch verschiedenste Operationsschritte und Techniken erprobt und beliebig oft wiederholt werden. Die Fähigkeiten der Medizinstudenten werden so gezielt und kontinuierlich verbessert.

Nicht nur in der Ausbildung bietet die VR in der Medizin neue Perspektiven. Die Vorbereitung von Operationen kann durch diese Technik ebenfalls optimiert werde. Vor einer Operation erhalten Ärzte eine Fülle an Daten und Informationen, die es intelligent darzustellen und zu selektieren gilt. Durch den Einsatz von VR in der Medizin können die notwendigen Daten mit Bildern kombiniert und realitätsgetreu dargestellt werden. Dem behandelnden Arzt werden die betreffenden Organe dreidimensional visualisiert. So kann er diese aus allen Blickwinkeln betrachten und beliebig oft drehen.
Um den Chirurgen ein möglichst lebensechtes Bild des zu operierenden Körperteils zu verschaffen, haben Forscher am Departement of Biomedical Engineering der Universität Basel ein Verfahren entwickelt, welches ursprünglich zweidimensional dargestellte Bilder aus der Computertomografie in Echtzeit in dreidimensionale virtuelle Räume umwandelt. Unter anderem bei der Operation von Gelenken wird den Ärzten durch den Einsatz von VR in der Medizin ermöglicht, dass zu behandelnde Gelenk aus sämtlichen Perspektiven und verschiedenen Größen beliebig oft zu betrachten. Durch VR in der Medizin kann sich der Arzt auf sehr intuitive Weise ein Bild davon verschaffen, welche Möglichkeiten er bei der Operation hat.

Der Einsatz von VR in der Medizin bietet nicht nur im chirurgischen Segment Vorteile, sondern auch bei der Behandlung von psychisch kranken Patienten. Die Eigenschaften der Virtual Reality scheinen sich hierbei besonders gut für die Therapierung von Phobien, Angst- und Suchtstörungen sowie Depressionen zu eignen. In der virtuellen Welt kann sich der Patient seinen Ängsten ohne Gefahr aussetzen. Dabei lernt er seine Emotionen und teils drastischen Reaktionen zu kontrollieren und die Angst zu überwinden. Der Vorteil vom Einsatz der VR in der Medizin bei der therapeutischen Behandlung liegt insbesondere darin, dass die Virtual Reality individuell an die Bedürfnisse und den Fortschritt des Patienten angepasst werden kann.
Das Kings College Institute of London untersucht den Einsatz von VR in der Medizin unter anderem auch bei der Therapierung von Paranoia. Die Patienten gehen zum Beispiel in eine virtuelle Bar, in der sie mit Avataren interagieren müssen. Die Therapeuten kommunizieren über eben jene Avatare mit den Patienten. Im Hintergrund dieses künstlich kreierten Szenarios werden andere Barbesucher installiert, die hörbar über den Patienten reden oder sich gar über ihn lustig machen. Der Patient wird hierdurch auf eine reelle Situation vorbereitet, welche in ihm einen ungemeinen Leidensdruck auslöst und lernt damit seine sozialen Ängste zu bewältigen.
Erste Therapiererfolge der VR in der Medizin lassen sich auch in der Behandlung von Suchterkrankungen und Depressionen beobachten. Suchtkranke trainieren in der künstlich erzeugten Realität den Umgang mit Situationen, die in ihnen üblicherweise das Verlangen nach der Droge stimuliert haben. Beispielhaft kann man sich dies wie folgt vorstellen: Ein Alkoholiker wird mithilfe der VR in der Medizin in eine künstliche Kneipe versetzt und bekommt dort permanent Getränke angeboten, die er ablehnen muss. Raucher lernen, an Bushaltestellen zu warten oder Kaffee zu trinken, ohne nach der Zigarette zu greifen.
Auch in der Behandlung von Depressionen bietet der Einsatz von VR in der Medizin neue Möglichkeiten. Einem Forscherteam vom University College London gelang es kürzlich durch Virtual Reality selbstkritisches Verhalten zu reduzieren und damit Depressionen zu lindern. Hierfür entwickelte das Team ein Programm, welches das Abbild des Patienten projizierte. Der Patient sollte sich dann selbst therapieren. Dies schult insbesondere das Mitgefühl der Patienten für sich selbst und verhilft ihnen dadurch oftmals zur Linderung.

Die Nutzung der VR in der Medizin birgt nicht zuletzt auch im Medical Design ein riesiges Potenzial. Durch die Einführung der VR Technologie experimentieren die Designer mit innovativen Lösungen, um hochwertige Räume visuell zu konzipieren. Damit ist der Einsatz von VR in der Medizin eine der Lösungen, die die Herangehensweise an die Gestaltung von Operationssälen nachhaltig und zukunftsorientiert verbessert.
Die Vorteile der VR im Medizintechnik Design liegen in den sofortigen Erfahrungen der Nutzer und bedarfsgerechten Neukonfigurationen zu deutlich geringeren Kosten als die Erstellung physischer Modelle. Die Freiheit der virtuellen Modelle bietet gleich mehrere Vorteile beim Testen von OP-Designs:

- Größere Flexibilität bei der Untersuchung verschiedener Raumgrößen sowie Ausstattungskonfigurationen

- Mehr Input durch medizinisches Personal und dadurch in der Regel eine bessere Ergonomie und Usability

- Vorvisualisierung zu Beginn des Designprozesses ermöglicht eine bessere User Experience

- Die Notwendigkeit des Bauens kostspieliger physischer Modelle in Originalgröße kann reduziert werden und gegebenenfalls komplett entfallen

Durch die Nutzung der VR in der Medizin erhalten alle Teilnehmer der Design- und Kundenteams die Möglichkeit, gemeinsam Lösungen für bestimmte Tools und Designmerkmale zu finden. Dies garantiert später eine bessere User Experience und Usability seitens des medizinischen Personals. Die Teilnehmer haben in der virtuellen Realität die Möglichkeit, beliebig Änderungen am Modell vorzunehmen und den Operationssaal in Gänze zu betrachten. Neben Möbeln und Geräten können Personen wie bspw. Ärzte oder Krankenschwestern durch die VR in der Medizin dargestellt werden. Die Teilnehmer können diese Personen beliebig im Raum verschieben oder gar zwischen den einzelnen Charakteren wechseln und so die Szenerie aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten. Dadurch können etwaige Designprobleme gelöst werden, bevor ein physisches Modell erstellt wird. Dies spart nicht nur Kosten, sondern vor allem auch Zeit. Sobald ein gewünschtes Layout festgelegt ist, können die Medizintechnik Designer und Kunden einen Konsens über die Erstellung des endgültigen OP-Designs treffen.

Trotz der dargelegten Vorteile vom Einsatz der VR in der Medizin wird diese bisweilen selten eingesetzt. Ein Grund hierfür ist, dass die Technik bislang noch nicht komplett ausgereift war. Die schweren Helme und langsamen Sensoren lösten bei vielen Probanden Übelkeit und Schwindel aus. Die jüngsten Entwicklungen auf dem Markt lassen jedoch hoffen, dass die VR in der Medizin bald häufiger zum Einsatz kommt. Die Technik verbessert sich kontinuierlich und so wird die VR in der Medizin vermutlich bald einen großen Stellenwert einnehmen.
Bei weiteren Fragen zum Thema VR in der Medizin oder zum Medizintechnik Design können Sie gerne jederzeit Kontakt zu uns aufnehmen.