Mehr als 200.000 Menschen pro Jahr erhalten in Deutschland eine Hüftprothese. Der Erfolg der Operationen hat für die Betroffenen gro?en Einfluss auf die Lebensqualit?t, allerdings ist der Eingriff oft schwierig. Das rund dreij?hrige Projekt ?HüftImplantatPfannenfr?sSimulator“ (HIPS), das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit insgesamt rund 670.000 Euro gef?rdert wurde, erleichtert nun die Vorbereitung junger Chirurginnen und Chirurgen auf die Durchführung von Hüft-OPs: Eine Virtual-Reality-Simulation erm?glicht es unter Einbindung eines Leichtbauroboters, den Eingriff realit?tsnah zu üben.
Koordiniert wurde das Projekt, das im April 2019 abgeschlossen wurde, von der Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik der Technischen Universit?t Chemnitz. Das Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) der Universit?t Bremen brachte wissenschaftliche Kompetenz aus dem Bereich Virtual Reality ein. Aus der Wirtschaft waren die FAKT Software GmbH (Leipzig) und die CAT PRODUCTION GmbH (München) dabei.
Roboter sorgt für realistisches Gefühl beim Fr?sen
Im Fokus des Projekts stand das Ausfr?sen der Hüftpfanne. Das Implantat muss m?glichst genau in die Pfanne passen, um Komplikationen zu vermeiden und die Lebensdauer der Prothese zu maximieren. Die Aufgabe ist jedoch schwierig, denn sie erfordert viel Kraft und gleichzeitig gr??tm?gliche Pr?zision – wobei die zu bearbeitende Stelle für die Chirurgin oder den Chirurgen kaum sichtbar ist. Bis jetzt war es kaum m?glich, diese Situation unter realit?tsnahen Bedingungen zu üben.
Das System ?HIPS“ hat hier Abhilfe geschaffen. Anwenderinnen und Anwender sehen auf der VR-Brille die Hüfte des virtuellen Patienten und bedienen gleichzeitig die Fr?se, die an einen Roboter angeschlossen ist. Der Roboter liefert dabei realit?tsgetreues haptisches Feedback, indem er beispielsweise beim virtuellen Fr?sen den gleichen Widerstand leistet, den der Knochen aufweisen würde. Die Wissenschaftler haben dafür den Fr?sprozess genau vermessen und entsprechende Algorithmen entwickelt. Die FAKT Software GmbH hat s?mtliche Softwaremodule in eine interaktive Anwendung integriert, die mit der 3D-Anatomie der CAT PRODUCTION GmbH interagiert.
Auf medizinischer Seite wird die Entwicklung von der Klinik für Orthop?die, Unfallchirurgie und Plastische Chirurgie des Universit?tsklinikums Leipzig, dem Zentrum zur Erforschung der Stütz- und Bewegungsorgane (ZESBO), der Forschungsgruppe für klinische Anatomie der University of Otago (Neuseeland) sowie der Medizintechnik-Abteilung des Fraunhofer Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) begleitet.
Projekt mit DIVR Award 2019 ausgezeichnet
Mit der erfolgreichen Umsetzung des Vorhabens hat das Projektkonsortium kürzlich auch die Jury des Deutschen Instituts für Virtual Reality (DIVR) überzeugt. Das Institut verlieh ?HIPS“ den DIVR Award 2019 in der Kategorie ?best tech“. Die Jury lobte die hervorragende Qualit?t, den hohen technologischen Innovationsgrad und den gesellschaftlichen Impact der Virtual-Reality-Simulation.
Aktuell planen die Akteure die Weiterentwicklung des Systems, um weitere Operationsschritte abbilden zu k?nnen. Dann sollen angehende Chirurginnen und Chirurgen auch das Abtrennen des Hüftgelenkkopfes, das Ausschaben des Oberschenkelknochens und die Implantation des Kunstgelenkes in der virtuellen Realit?t trainieren k?nnen.
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Projekt-Website:
https://cgvr.cs.uni-bremen.de/research/hips/
Kurzportrait des Projekts HIPS auf YouTube:
https://youtu.be/SoJRZl-V0bs
Ausführlicheres Video:
https://youtu.be/1IcaxkOg9Vw
