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Archiv "Virtuelle Welt für Orthopäden: Trainingssimulation für die Arthroskopie" (18.11.1994)

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Academic year: 2022

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m

it ihrer Pionierarbeit an einem virtuellen Knie hat ein Team von Ärzten der Frankfur- ter Berufsgenossenschaftlichen Unfallklinik (BGU) und Informatikern des Fraunhofer Instituts für Graphische Datenverarbeitung (IGD) in Darmstadt gemeinsam einen Trainingssimulator für arthroskopi- sche Untersuchungen entwickelt. Es handelt sich um das erste System dieser Art, das sich der Computer- technologie „Virtual Reality" bedient. Die robusten Plastikattrappen in den jetzigen Arthroskopiekursen für Anfänger werden von den Fachleuten als nicht mehr ausreichend sensible Übungsmöglichkeiten ange- sehen. Die BGU verspricht sich von dem Training an einem rechnergenerierten Gelenkmodell exaktere, schnellere und demnach kostengünstigere Ausbil- dungsergebnisse.

F

ür den Informatiker besteht ein Kniegelenk aus einer Fülle komplexer, sich gegenseitig überla- gernder Geometrien. Um daraus ein realisti- sches Computermodell mit allen natürlichen Rundun- gen, Höhlungen und Verwachsungen zu rekonstru- ieren, das obendrein in Echtheit manipulierbar ist, be- durfte es einer Reihe sehr aufwendiger Bildverarbei- tungsprozeduren. Das 3D-Kniemodell für den Darm- städter Arthroskopie-Simulator wurde aus den Raster- daten einer Magnet-Resonanz-Aufnahme rekonstru- iert: 50 Längsschnitte durch ein Kniegelenk, aufgenom- men mit einem Abstand von 1,9 mm und jeweils aus 512 x 512 Grauwerten bestehend, lieferten den Ausgangs- datensatz von rund 13 Millionen Volumenelernenten.

Die Trainingssituation entspricht inzwischen einer ech- ten Arthroskopie-Untersuchung. Auf dem Monitor sieht der Arzt das computergenerierte, dreidimensio- nale Modell des Kniebinnenraumes.

E

r übt mit einem echten Testhaken und einem nachgebildeten Arthroskop, das in Form und Gewicht dem Original entspricht, führt beide in eine Knieattrappe aus Kunststoff ein und bewegt sie darin in einem elektromagnetischen Feld. Sowohl an den Instrumenten als auch am „Unterschenkel" der Knieattrappe sind Sensoren befestigt, die auf kleinste Bewegungen reagieren und sie zeitgleich an den ange- schlossenen Graphikrechner übermitteln. Sobald der Arzt die Instrumente im elektromagnetischen Feld be- wegt, reagiert auch ihr virtuelles Abbild im dreidimen- sionalen Kniemodell: Der Rechner erzeugt in Echtzeit laufend neue, der veränderten Instrumenten-Position entsprechende Ansichten. Franziska Becher

A-3144 (4) Deutsches Ärzteblatt 91, Heft 46, 18. November 1994 AKUT

Virtuelle Welt für Orthopäden

Trainingssimulation

für die Arthroskopie

Referenzen

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