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1 Einführung
Ziel jeder medizinischen Behandlung sollte es sein, größtmöglichen Erfolg - in der
Regel die Heilung des Patienten - bei minimaler Schädigung zu erzielen. Daher
wurden in den letzten Jahren minimal- oder optimal-invasive Behandlungen immer
populärer und deren Entwicklung weiter vorangetrieben. So werden beispielsweise
Knieoperationen mittlerweile nur noch recht selten am geö neten Knie durchgeführt,
der Regelfall ist die Athroskopie: Durch wenige sehr kleine Schnitte, normalerweise
zwei, werden Werkzeuge und eine Optik in das Gelenk eingeführt und die Operation
durchgeführt. Vorteile für den Patienten sind dabei die minimale Narbenbildung,
die kurze Dauer des Eingri s und eine schnelle Ausheilung.
Leider gehen diese Vorteile auf Patientenseite mit erheblichen Umstellungen und
Problemen auf Seiten des Operateurs einher. So muss dieser das Endoskop hand-
haben und gleichzeitig die aufgenommenen Bilder der Endoskop-Optik auf einem
Monitor verfolgen. Da der Monitor aufgrund der Enge von Operationssälen selten
so platzierbar ist, dass der Arzt das Monitorbild und das Endoskop im Blick haben
kann, benötigt dieser eine ausgezeichnete Hand-Auge-Koordination und muss häufig
hin- und hersehen. Hinzu kommen die schlechte Auflösung des Endoskopie-Systems
und die prinzipbedingte Beschränkung auf zwei Dimensionen. Dies verlangt dem
Arzt ein gutes Vorstellungsvermögen ab. Als weitere Schwierigkeit muss der Ope-
rateur auch mehrfach während des Eingri s einen Blick auf Röntgen-, CT- oder
MRT-Bilder werfen, wozu er an die Durchlicht-Anzeige gehen muss. Erschwerend
kommt noch hinzu, dass diese Bilder als zweidimensionale Schnitte vorliegen und
erst interpretiert werden müssen.
Es wäre daher eine erhebliche Arbeitserleichterung, wenn man Arbeitsfeld und
die Bilder aller bildgebenden Verfahren immer vor Augen hätte. Die bildgebenden
Verfahren der Medizin sind dabei so gut, dass man aus deren Bildern hochauflösende
3D-Modelle erstellen kann. Davon wird in der Operationsvorbereitung und -planung
schon länger Gebrauch gemacht. Doch auch hier werden die Modelle im Normalfall
auf einem normalen Monitor dargestellt. Um eine echte 3D-Darstellung zu errei-
chen, die möglichst auch während der Behandlung zur Verfügung steht, gibt es
unterschiedliche Ansätze:
Shutterbrille: Auf einer Anzeige werden abwechselnd die Bilder für das rechte und
linke Auge projiziert, eine Shutterbrille verdunkelt entsprechend das andere
Auge.
Projektion in Mikroskopen: In das Okular eines Mikroskops werden für jedes
Auge je ein zusätzliches Bild projiziert, so dass ein 3D-Bild entsteht.
Head-Mounted-Displays: eine spezielle Brille mit je einer Anzeige für das rechte
und linke Auge
Neben der reinen Darstellung von dreidimensionalen Modellen ist es mit diesen
Techniken auch möglich, reale und Computer generierte Bilder zu verschmelzen. Dies
gehört neben anderen Techniken zur Augmented Reality (AR), der “Erweiterten”
oder “Verstärkten” Realität. Ein Beispiel dafür ist die Einblendung eines Tumors in
den geschlossenen Kopf eines Patienten.
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