Haptische und virtuelle Modelle in der Neurochirurgie

Was Neurochirurgie, Kunststofftechnologie und IT gemein haben, zeigte die Diskussion über „Haptische Biomodelle für Ausbildung und Training in der Neurochirurgie“ bei einer Expertendiskussion über Gesundheitsforschung in OÖ Anfang Juli an Bord“ der MS Wissenschaft in Linz.

Ein ausbaufähiges Projekt stellten dabei Primaria Priv.-Doz.in Dr.in Gabriele Wurm (Mitte), Landes-Nervenklinik Wagner Jauregg, mit Univ.Prof. DI Dr.mont Zoltan Major (rechts) vom Institute for Polymere Product Engineering an der Johannes Kepler Universität Linz (JKU) und künftig auch mit DI(FH) Johannes Dirnberger (links) von der RISC Software GmbH vor. © Land OÖ, Linschinger
 

 

Die Ausbildung junger Kollegen bei komplexen Erkrankungen des Nervensystems – ob Gehirn, Wirbelsäule oder Rückenmark – ist der renommierten Neurochirurgin seit zehn Jahren ein Anliegen. Das klassische Modell ist das schrittweise Heranführen an die Operation. Dabei sind das Verständnis für dreidimensionale Strukturen und die Relationen zueinander von größter Bedeutung. Gerade für junge Chirurgen ist die Umsetzung zweidimensionaler Untersuchungsbilder auf den tatsächlichen Patienten in 3D schwierig. Überdies werden manche Operationen nur selten durchgeführt oder es bleiben – weil es Konkurrenzmethoden gibt – nur mehr die schwierigen Fälle für die Neurochirurgen übrig. Deshalb wählte Primaria Wurm den Ansatz über Modelle, an denen herangehende Neurochirurgen üben und trainieren können.
 

Bislang waren die Kunststoffmodelle wenig zufriedenstellend. Das erste brauchbare Modell entstand aus der Methode der 3D-Drucker gemeinsam mit einem Institut in den USA, wohin die Wege allerdings sehr weit waren. Umso erfreulicher ist, dass mit dem Institute for Polymere Product Engineering an der Linzer Johannes Kepler Universität (JKU) ein starker Partner direkt in Linz gefunden wurde. „Damit können wir den Schädel kreieren, modellieren, uns am Computer vorher anschauen, dreidimensional drehen und sehen, wo wir am besten die Öffnung für die Operation machen und wie wir das Aneurysma am besten erreichen –
und alles gemeinsam mit dem in Ausbildung stehenden Kollegen besprechen und üben.

Aufgabe von Univ.Prof. DI Dr.mont Major war es, dieses Gewebe möglichst naturgetreu nachzubilden (Gefäßbaum aus Kunstsoff, Foto © JKU). Dabei sind Geometrie, Form und auch Haptik entscheidend. Basis sind medizinische Daten aus der Computertomografie oder Angiografie.

Diese digitalen 3D Bilder werden von den Experten der JKU in Engineering Daten umgewandelt. Der von Univ.Prof. Dr. Major mit entwickelte Drucker kann aus harten und weichen Kunststoffen digitale Werkstoffe mit unterschiedlichen Steifigkeiten realisieren. Nun ist auch das Modell des Aneurysmas realistisch, innen hohl, elastisch und reißt ein, wenn man etwa den falschen Clip zum Abbinden des Blutflusses wählt.

„Heute können wir dank der JKU für einen Akutpatienten innerhalb von 24 Stunden ein Realmodell nachbilden“, freut sich Primaria Wurm, die mit einem neuen Forschungsprojekt und Simulationsmodellen künftig noch weiter kommen will: Denn modernste Software soll ein Modell aus Patientenechtdaten künftig nicht nur haptisch, sondern auch virtuell darstellen können. „Damit wollen wir den realen Weg, um eine Operation zu planen und auszuführen, in die virtuelle Welt umsetzen“, erklärt DI(FH) Johannes Dirnberger von der RISC Software GmbH: „Man rekonstruiert aus den Bilddaten ein dreidimensionales Modell, mit dem man am
Computer interagieren kann und wo der Arzt auch direkt Informationen und Feedback zurückbekommt.“

Kontakt:
Ulrike Jachs, Bakk. – LNK Wagner-Jauregg, ulrike.jachs@gespag.at
Mag. Manfred Rathmoser – JKU Linz, manfred.rathmoser@jku.at
DI(FH) Johannes Dirnberger – RISC Software GmbH, Johannes.Dirnberger@risc.uni-linz.ac.at