Virtual Reality in der Medizin – neue Möglichkeiten im Gesundheitswesen

Virtual Reality findet bereits in vielen Branchen Anwendung. An erheblicher Bedeutung hat Virtual Reality für die Medizin gewonnen und sorgte hier immer wieder für Schlagzeilen. Die VR-Technologie ermöglicht es, Operationen virtuell zu simulieren und Patienten mit Ängsten oder Problemen zu konfrontieren. Es werden zunehmend neue Anwendungsgebiete für VR, AR oder MR in der Medizin gefunden und wir können gespannt sein, wie sich dies zukünftig auf unser Gesundheitswesen auswirken wird. Kann die Medizin durch Virtual Reality revolutioniert werden? Wird unser Arztbesuch oder Krankenhausaufenthalt schon in naher Zukunft ganz anders aussehen als heute?

Um diese Fragen zu beantworten, stellen wir VR auf den Prüfstand, wie sie in der Praxis tatsächlich eingesetzt wird: Zeigen die Anwendungsfälle in der Medizin, wohin sich die Branche entwickeln wird, oder handelt es sich hierbei nur um Forschungsprojekte ohne Zukunftsperspektive? Können sich VR, AR und MR als feste Bestandteile im Gesundheitswesen etablieren? Diesen Fragen werden wir im Folgenden nachgehen und dabei gezielt die einzelnen Teilbereiche Virtual Reality, Augmented Reality und Mixed Reality unter die Lupe nehmen und sie hinsichtlich ihres Potenzials für die Medizinbranche untersuchen.

(Auf die Technologie selbst sowie die Kennzeichen der einzelnen Bereiche werden wir nicht näher eingehen, da wir davon ausgehen, dass diese im Web ausführlich beschriebenen und mittlerweile hinreichend bekannten Technologien den Lesern vertraut sind. Weitere Informationen zu VR, AR und MR finden Sie auch auf unserer Seite VR-Spektrum.)

Für die Ausbildung von Medizinern bietet die VR-Technologie viele Einsatzmöglichkeiten. Statt mithilfe statischer 2D-Bilder kann nun die Anatomie im Rückgriff auf die 3D-Visualisierung anschaulich unterrichtet werden. Physiologische Prinzipien sowie interne Prozesse des menschlichen Körpers können anschaulich dargestellt werden. In der Virtual Reality können die Studenten die Organe und das Gewebe nicht nur sehen, sondern sie haben die Möglichkeit, mit ihnen auf eine völlig neue Art und Weise zu interagieren. Die einzelnen Organe können dabei aus allen Blickwinkeln betrachtet und um 360 Grad gedreht werden. Die Virtual-Reality-Technologie ermöglicht somit eine Reise in das Innere des menschlichen Körpers. Für Medizinstudenten ist es besonders wichtig, während ihres Studiums möglichst viel praktische Erfahrung zu sammeln und dabei die Patientensicherheit nicht zu gefährden. Der Einsatz von VR HealthCare erfüllt diese Anforderungen und ermöglicht es den Studenten, sich mit dem menschlichen Körper auf eine neue Art und Weise auseinanderzusetzen. So können einzelne Operationsschritte und Techniken eingeübt und beliebig oft wiederholt werden. Die Fähigkeiten der Medizinstudenten werden dabei gezielt geschult und verbessert.

Ein Beispiel einer möglichen Virtual-Reality-Anwendung stellt das Einsetzen einer künstlichen Hüfte in einem virtuellen Operationssaal dar. Dabei simuliert der VR-Trainer die Kräfte, die während des Fräsvorgangs an der Hüftpfanne auf den Arzt wirken. Um eine realitätsnahe Situation zu schaffen, befinden sich in dem virtuellen Operationsaal auch die notwendigen Assistenzärzte, die operationstechnischen Assistenten sowie die benötigten chirurgischen Instrumente. Der VR-Trainer ermöglicht es, unterschiedliche Patiententypen, verschiedene Knochendichten, diverse Zugänge zur Hüfte und mehrere OP-Werkzeuge zu simulieren sowie verschiedene Krisensituationen virtuell zu üben.

Neben der Schulung von Medizinstudenten unterstützt die VR-Technologie auch die Planung von Operationen. Denn vor einer Operation erhalten die Ärzte eine Vielzahl an Daten und Informationen, die es intelligent darzustellen und zu selektieren gilt. In der virtuellen Realität können die Daten mit Bildern kombiniert und realitätsgetreu dargestellt werden. Dem operierenden Arzt werden die zu behandelnden Organe und Gewebe dreidimensional visualisiert und er kann diese aus allen Blickwinkeln betrachten und beliebig drehen.

Um für Chirurgen für Operationen ein möglichst realistisches Bild des zu operierenden Körperteils zu liefern, haben Forscher am Departement of Biomedical Engineering des Universitätsspitals Basel und der Universität Basel ein Verfahren entwickelt, das zweidimensionale Bilder aus der Computertomografie in Echtzeit in dreidimensionale virtuelle Räume umwandelt. Dies ermöglicht es den Ärzten, das zu operierende Gelenk aus jedem beliebigen Winkel und in jeder gewünschten Vergrößerung dreidimensional zu betrachten. Durch die Virtual Reality kann sich der Arzt auf sehr intuitive Weise ein Bild davon verschaffen, welche Möglichkeiten er bei der Operation hat.

Die virtuellen Welten ermöglichen auch einen Wissenstransfer. So können sich Experten aus anderen Städten und Ländern in die virtuellen Datenräume einbinden, die so einen Austausch ermöglichen.

Ein Beispiel hierfür sind Tumorboards, bei denen Experten aus den unterschiedlichen Bereichen gemeinsam ein optimales Therapieverfahren für den Patienten entwickeln.

Auch bei der Behandlung von Patienten bieten virtuelle Realitäten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Die Eigenschaften von Virtual Reality eignen sich dabei besonders für die Behandlung von Phobien, ein Bereich, in dem bereits ein Durchbruch erzielt werden konnte. Denn in der virtuellen Welt kann sich der Patient seinen Ängsten ohne Gefahr stellen. Er kann lernen, seine Emotionen und Reaktionen zu kontrollieren und die Angst zu bewältigen.

Ein Beispiel hierfür ist das Virtual Reality Medical Center in den Vereinigten Staaten, das sich auf die Behandlung von Phobien mithilfe von VR-Technologie spezialisiert hat. Hier werden Phobien wie Flugangst, Höhenangst, Klaustrophobie, Arachnophobie, Panikstörungen oder Posttraumatische Belastungsstörungen mit Virtual Reality behandelt. Die Patienten lernen in den virtuellen Welten, ihre Angst zu kontrollieren. Die Behandlung erfolgt stufenweise. So wird der Patient in der virtuellen Welt langsam und schrittweise an seine Angst herangeführt. Die VR zeichnet sich für die Behandlungen von Phobien aus, da sie individuell an die Bedürfnisse und Fortschritte jedes einzelnen Patienten angepasst werden kann.

Auch in London werden virtuelle Therapien gegen Phobien erforscht. So beschäftigt sich das King’s College Institute of Psychiatry unter anderem mit der Paranoiatherapie. Hier gehen die Patienten in eine virtuelle Bar, wo sie mit Avataren interagieren müssen. Die Avatare werden hierzu bewusst künstlich dargestellt, aber die Psychologen kommunizieren über diese mit ihren Patienten. Im Hintergrund reden andere Barbesucher über einen oder machen sich über den Patienten lustig. Der Patient soll dadurch auf reale Situationen vorbereitet werden und seine sozialen Ängste bewältigen.