Augmented Reality für das Deutsche Herzzentrum und der Charité Berlin

Es ist der 14. August 2019. Mit der HoloLens auf dem Kopf pulsiert das virtuelle Herz plötzlich vor aller Augen im Co-Innovations Center openberlin von Cisco auf dem EUREF-Campus. Für die Gäste ist es nur sichtbar, weil Chris Papenfuß, Teamleiter Holographic bei data experts, über einen Bildschirm zeigt, was er durch die HoloLens sieht.

Das ist keine Spielerei, sondern ein Ergebnis aus dem SparX ehealth Workshop des VR Business Clubs, zu dessen Netzwerk data experts gehört. Der Club bringt Anwender verschiedener Branchen mit Entwicklern zusammen, um gemeinsam neue Lösungen mithilfe von Virtual, Augmented, und Mixed Reality Technologien zu erarbeiten. Chris Papenfuß hat in den letzten Wochen für die Challenge im Bereich E-Health gemeinsam mit Markus Hüllebrand vom Institut für kardiovaskuläre Computer-assistierte Medizin der Charité, und Lars Walczak vom Fraunhofer-Institute für Digitale Medizin MEVIS an einer Lösung für Herzklappen-Operationen gearbeitet. Die Herausforderung war, die Operationsplanung, die Patientenaufklärung sowie auch die Operation mithilfe von Mixed Reality besser zu unterstützen und so die Erfolgsquote zu verbessern.

Patientenaufklärung mit der HoloLens

Die Patienten können mithilfe eines 3-D-Modells besser über die bevorstehende Operation aufgeklärt werden. Das 3-D-Modell wird individuell aus den Daten von CT, MRT und Ultraschall-Bildern des Patienten generiert und ist dann über die HoloLens abrufbar. Das Gespräch zwischen Arzt und Patient wird durch den virtuellen Raum ergänzt, ohne dass der Kontakt zwischen ihnen abreißt.

Mixed Reality macht OP besser planbar und durchführbar

Bei der Entwicklung hat sich gezeigt, dass die HoloLens Lösung nicht nur gut geeignet ist, Patienten besser zu informieren. Die 3D Visualisierung könnte auch die Kommunikation der Ärzte-Teams bei der Planung der erfolgversprechendste OP-Strategie unterstützen.

Für die Planung der Operation müssen die Ärzte sich nicht physisch in einem Raum befinden. Sie können den Eingriff simulieren, verschiedene OP-Strategien durchspielen und sie testen. Ohne am selben Ort zu sein sind sie in der Lage, das virtuelle Herz zu bewegen. Die Diskussion ermöglicht es Ärzten von den Erfahrungen der Kollegen zu profitieren. Gemeinsam legen sie zum Beispiel fest, an welcher Stelle der Herzklappe ein Clip gesetzt werden soll. Vorstellbar ist auch, dass diese Informationen während der Operation, auch mit neuen Echtdaten, abgerufen und verwendet werden können.

Die holographische Lösung ermöglicht es Ärzten während der Operation präziser zu arbeiten, weil sie wichtige Patienteninformationen vor Augen haben und sich nicht nur auf ihre Erinnerung verlassen müssen. Das unterstützt vor allem Ärzte, die noch nicht so umfangreiche Erfahrung für spezielle Operationen gesammelt haben. Es wäre sogar möglich, während der OP einen erfahrenen Kollegen im virtuellen Raum zu konsultieren.

Eine anwesende Ärztin war von der Lösung sofort begeistert: Eine praktische Lösung mit virtuellen Möglichkeiten, die sowohl dem Patienten als auch dem Arzt nutzt. Besonders gut hat ihr die Idee gefallen, diese Information über ein Gesundheitsnetzwerk auch dem Hausarzt verfügbar zu machen.

Datenschutz ist aus Compliance-Sicht eine Herausforderung

Aus Compliance-Sicht gibt es jedoch einiges zu bedenken. Jürgen Klein von idox compliance hat im Rahmen der Challenge eine Risiko-Analyse erstellt.

Denn es geht um sensible Patientendaten, die für das 3-D-Modell abgerufen, zusammengeführt und gespeichert werden. Der Datenschutz erfordert spezielle technische und organisatorische Maßnahmen in den Kliniken und entsprechende Schulungen des Personals.

So geht es weiter mit der HoloLens und dem 3-D-Herzen

Im nächsten Schritt wollen das Deutsche Herzzentrum Berlin, das Frauenhofer-Institut für Digitale Medizin (MEVIS) und die Charité gemeinsam mit data experts ein 3-D-Modell entwickeln, das viel präziser ist und mit dem die Ärzte auch komplexe Eingriffe simulieren können. Dafür haben sie bereits einen Antrag auf Forschungsgelder gestellt.