Virtuelle Medizin, 1988-1995

Die „virtuelle Medizin“ war einer der Forschungsschwerpunkte ART+COMs in den Anfangsjahren. Unter diesem Schlagwort lassen sich eine Reihe von Forschungsprojekten fassen, in denen ART+COMs Aufgabe die 3D-Visualisierung und Simulation von CT- und MRT-Daten, sowie von Räumen und Prozessen war.

1988 startete Vidimed, abgekürzt für die Visualisierung digitaler medizinischer Daten, eine gemeinsame Forschungsreihe mit dem Berliner Rudolf-Virchow-Universitätsklinikum, in der ART+COM CT- und MRT-Daten für die Diagnostik und Operationsplanung dreidimensional visualisierte.

Die damalige Vision war es, komplexe Eingriffe mittels VR zu simulieren, um so optimale minimal-invasive Operationswege und -abäufe im Vorfeld zu ermitteln und auf der Basis der durch die Simulation gewonnen Erkenntnisse besser planen zu können. Zudem sollten 3D-Echtzeitvisualiserungen die Telemedizin, also die Ferndiagnostik und die ferngesteuerte Operation ermöglichen und beim chirurgischen Training zum Einsatz kommen.

Während es in dem ersten Projekt um die Früherkennung von Bandscheibenvorfällen ging, erforschte das zweite Projekt die Ferndiagnose sowie die Planung und Durchführung minimal-invasiver Eingriffe ins Gehirn. Im Zentrum standen die Visualisierung von Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit im Ventrikelsystem.

In einem weiteren Vidimed-Projekt konzentrierte sich ART+COM auf die Simulation von Gesichtern, ihrer individuellen physischen Struktur und ihrem Ausdrucksspektrum. Ziel war die Planung operativer Eingriffe bei an kraniophazialer Dysplasie leidenden Patienten. ART+COM entwickelte ein komplettes Set an Software-Werkzeugen, das eine teilautomatische Segmentierung unterschiedlicher Strukturen wie Flüssigkeiten, Knochen und Muskeln ermöglichte.

In dem Folgeprojekt erforschte ART+COM die Simulation und Visualisierung des Blutflusses in Arterien für Echtzeit-VR mit dem Ziel, das Strömungsverhalten zu erkennen, um Trombosen vermeiden zu können.

Ab 1993 erforschte ART+COM zusammen mit dem Mainzer Universitätsklinikum die Vision eines durchtechnisierten Operationssaales, in dem viele der Erkenntnisse aus Vidimed einflossen. Das Forschungsprojekt OP 2015 resultierte in dem Entwurf eines virtuellen Operationssaales, in dem stereotaktische Hirnoperationen, also minimal-invasive Operationen und Strahlentherapie durchgeführt werden können sollten. In diesem „Operationssaal der Zukunft“ sollten Eingriffe mittels robotischer Instrumente erfolgen, da diese den von menschlicher Hand geführten Instrumenten überlegen wären. Der Operateur nutzt während der Operation 3D-Simulationen und Echtzeit-Visualisierungen, die er mittels Datenbrille betrachtet.

Damals waren Visualisierungen in 3D in erster Linie von der verfügbaren Rechnerleistung begrenzt – heute ist ein Großteil der damaligen Technikvisionen Medizinalltag geworden. Die einzigartige Interdisziplinarität ART+COMs war eine ideale Basis für die visionäre Forschungsarbeit, deren Relevanz sich mit den heutigen Medizintechniken bestätigt hat.