weltverbesserer Wissen VR in der Medizin: Wie Virtual Reality helfen kann

VR in der Medizin: Wie Virtual Reality helfen kann

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Mit Datenbrille und Sensoren-Handschuh in virtuelle Umgebungen eintauchen – klar, dass man da schnell an Gaming denkt. Doch Virtual Reality (kurz: VR) kann mehr als fremde Welten ins Wohnzimmer zu bringen. Wir zeigen, wie VR in der Medizin funktionieren kann – und es auch schon tut.

Wie Technologie eine Gesellschaft verändern kann, ist ein beliebtes Gedankenspiel in Hollywood-Blockbustern. Im Film „Ready Player One“ zum Beispiel zeigte Regisseur Steven Spielberg eine nur wenige Jahrzehnte entfernte dystopische Zukunft. In der die Menschen dem tristen Alltag ihrer unwirtlichen Umgebung entfliehen, indem sie sich überwiegend in einer virtuellen Parallelwelt aufhalten.

Klassischer Science-Fiction-Stoff, Hollywood eben, aber die Idee kommt nicht von ungefähr. Denn Virtual Reality ist ein technologisches Versprechen, das schon seit Jahrzehnten viel Fantasie freisetzt – aber am Ende nie richtig in Gang kam. Doch inzwischen wird deutlich, dass VR uns künftig immer öfter begegnen wird.

Im Gaming-Bereich ist die Technologie dank immer erschwinglicherer Datenbrillen schon angekommen. Aber auch im professionellen Einsatz ermöglicht das Betreten von virtuellen Umgebungen neue Möglichkeiten, Forschung und Start-ups nutzen die Technologie für Lösungen in verschiedenen Branchen. Und nicht zuletzt die Ankündigung von Facebook-Gründer Mark Zuckerberg, Virtual Reality zum Hauptthema seines Unternehmens zu machen und ein weltumspannendes VR-Netzwerk namens Metaverse aufzubauen, bringt die Sache in Bewegung. Virtual Reality wird langsam Realität und wir untersuchen, wie VR in der Medizin eingesetzt werden kann.

VR ist im Gaming weitverbreitet und bekannt
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Faszinierende Sinnestäuschung durch VR

Das Konzept ist ja auch bestechend: Ein computer-generierter, komplett digitaler Ort, den wir mit entsprechender Hardware virtuell betreten können. Sogenannte Datenbrillen erzeugen dabei für uns die Illusion eines dreidimensionalen Raumes, der komplett die eigentliche Umgebung ersetzt und in dem wir uns in alle Richtungen bewegen können. Eine beeindruckende Sinnestäuschung, in der die physische Welt in unserer Wahrnehmung draußen bleibt.

Anders als bei der sogenannten Augmented Reality, bei der wir unsere sichtbare Umgebung mit digitale≠≠n Inhalten kombinieren. Etwa über Smartphone-Apps, die das Kamerabild des Gerätes mit zusätzlichen Informationen über das anvisierte Objekt anreichert wie beim eine zeitlang sehr populären Game Pokemon Go. Aber auch über Datenbrillen, die interaktive dreidimensionale Objekte in unser Sichtfeld einblenden. Microsoft hat zum Beispiel solch eine Brille entwickelt und spricht in diesem Zusammenhang meist von Mixed Reality.

Günstigere Datenbrillen machen VR zum Massenprodukt

Technisch herausfordernd ist das im Prinzip alles. Und je realistischer die Darstellung sein soll, desto mehr Leistung müssen Datenbrillen mitbringen. Das gilt natürlich gerade dann, wenn wir in eine komplett virtuelle Umgebung eintauchen wollen, in der alles vom Computer erzeugt wird. Doch diese Brillen werden immer besser – und günstiger. Zwei wichtige Aspekte, um aus einem jahrelang medial gehypten aber nie richtig abgehobenen Technologie irgendwann ein Massenprodukt werden zu lassen.

Der Unterhaltungselektronik-Branchenverband Bitkom weist zumindest auf auf eigene Untersuchungen, der zufolge sich die Bereitschaft der Befragten ab 16 Jahren zur Nutzung von VR seit 2018 mehr als verdoppelt habe. Das Haupteinsatzszenario von VR im Privatbereich seien dabei Computerspiele.

VR in der Medizin ist keine Utopie mehr
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VR in der Medizin kann alle unterstützen

Allerdings kann VR noch viel mehr als Games noch realistischer zu machen. Denn die Technologie ist wie geschaffen für den Einsatz in der Medizin. Und es ist kaum verwunderlich, dass es nicht nur einige sehr spannende Forschungsprojekte gibt, die daran forschen. Es gibt bereits auch sehr konkrete VR-Produkte im medizinischen Bereich, die erahnen lassen, wie groß das Potenzial ist.

Etwa in der medizinischen Aus- und Weiterbildung, wenn es darum geht, plastische Einblicke in die Anatomie zu geben. Ein Beispiel dafür ist das medizindidaktische VR-Tool Rheumality, das Wissenschaftler der Universität Erlangen gemeinsam mit dem Pharmaunternehmen Lilly entwickelt haben. Auf der Basis realer Daten anonymisierter Patienten bekommen Studierende dadurch dreidimensionale Einblicke in rheumatische Erkrankungsbilder, die mit herkömmlichen Methoden nicht möglich wären.

Virtuelle Realität eignet sich auch dafür, relativ unkompliziert bestehendes Wissen aus dem Erste-Hilfe-Kurs aufzufrischen. Die Techniker hat in Kooperation mit dem Deutschen Rat für Wiederbelebung die Virtual Reality-App TK-RescueMe VR fürs Smartphone entwickelt, mit deren Hilfe man in Verbindung mit einer Datenbrille Herzdruckmassage unter Realbedingungen üben kann.

Lies dazu auch: Künstliche Intelligenz in der Medizin: Möglichkeiten und Grenzen

VR in der Medizin: Operation mit Datenbrille

Und selbst fertig ausgebildete Chirurginnen und Chirurgen können von VR in der Medizin profitieren. So haben Schweizer Forscher:innen bereits 2016 ein Verfahren entwickelt, das in Echtzeit aus CT-Daten eine 3D-Darstellung für eine virtuelle Umgebung generiert. Durch diese können sich die Operateure ein intuitives Bild vom Zustand eines Gelenks und den Möglichkeiten für einen Eingriff machen.

Man braucht nicht viel Fantasie, um sich vorzustellen, wie solche Technologien auch bei komplexen Operationen unterstützen können. Entweder per Virtual Reality im Vorfeld zur Vorbereitung oder im Live-Modus mit einer Mixed-Reality-Brille, die zusätzliche Informationen zum Patienten – etwa ein 3D-Model eines Tumors – in das Sichtfeld der Ärzte einspielt.

VR in der Medizin ist beispielsweise in der Therapie möglich
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Therapie mit Gamification-Ansatz

Auch in der Psychotherapie kann VR übrigens hilfreich sein, zum Beispiel bei der psychotherapeutischen Behandlung von Angststörungen. Das ist ein wichtiges Thema, denn allein in Deutschland sind rund zehn Millionen Menschen davon betroffen. Die interaktive VR-App Invirto zur Behandlung von Panikstörungen, Platzangst oder sozialen Phobien, die TK mit dem Start-up Sympatient entwickelt hat, ermöglicht unter Anleitung von Psychologen die gefahrlose Konfrontation mit den Auslösern dafür.

Auch das software-basiertes Medizinprodukt Rehago verfolgt den Ansatz, Patienten mit einer Therapie digital zu unterstützen. Halbseitig gelähmte Patienten können hier nach einem Schlaganfall in einer virtuellen Umgebung nach dem Prinzip der Spiegeltherapie ihre Motorik trainieren. Und so einen schnelleren Wiedereinstieg in ein selbstbestimmtes Leben finden.

Dazu kommt: Solche VR-Therapien zur medizinischen Rehabilitation können mit Elementen kombiniert werden, die man aus Games kennt – etwa kleine Spiele, Challenges und Belohnungen. Eine gute Idee, denn wer sagt eigentlich, dass Therapie immer nur Arbeit sein muss. Im Gegenteil: Die Anbieter setzen diese Gamification bewusst ein, um die Motivation zur Nutzung durch die Patienten steigern und damit auch den Heilungsverlauf positiv zu beeinflussen.

TK Leistung Aerztezentrum

Ethische Perspektive: Menschen im Mittelpunkt

Das alles klingt sehr vielversprechend. Virtual Reality könnte künftig einiges in der Medizin verändern und wahrscheinlich richtig viel bewirken. Deswegen ist es sicherlich eine gute Idee, die weitere Entwicklung auch aus einer ethischen Perspektive zu begleiten. Wissenschaftler von der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg und des Freiburg Institute of Advanced Studies wiesen 2019 darauf hin, dass bislang noch kaum untersucht sei, wie VR kognitiv und emotional auf verschiedene Betroffenen wirke: „Neue Systeme der virtuellen Realität bieten faszinierende therapeutische Möglichkeiten, aber ihre Entwicklung und Nutzung sollte von ethischen Prioritäten geleitet sein, die die besondere Verletzlichkeit der Patienten berücksichtigen.“ Ein wichtiger Gedanke, denn das Wohl der Menschen sollte beim Einsatz neuer Technologien im Mittelpunkt stehen.

VR in der Medizin ist auch eine Frage der gesellschaftlichen Akzeptanz

Klar ist: Die Technologie wird noch einige Zeit brauchen, bis sie aus dem Forschungsobjekt zum gewohnten Alltag in Arztpraxen, Operationssälen und Therapieeinrichtungen werden kann. Wie schnell sich das ändert, hängt nicht nur mit der technologischen Weiterentwicklung und begleitenden Forschung zusammen, sondern vor allem auch viel mit gesellschaftlicher Akzeptanz bei den Patientinnen und Patienten.

Allerdings wird diese deutlich steigen, wenn Virtual Reality zum Mainstream-Produkt wird und stärker in unsere Haushalte und Arbeitswelt drängt. Und wer weiß: Vielleicht sind Datenbrillen, Sensor-Handschuhe und virtuelle Umgebungen irgendwann für uns so selbstverständlich wie heute das Smartphone – das es übrigens auch noch gar nicht so lange gibt.

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