Mehr als 200 000 Menschen erhalten in Deutschland pro Jahr eine Hüftprothese. Der Erfolg der Operationen hat für die Betroffenen großen Einfluss auf die Lebensqualität. Denn die Hüft-Implantate müssen möglichst genau in die Hüftpfanne passen, um Komplikationen zu vermeiden und die Lebensdauer der Prothese zu maximieren. Die entsprechende Operation ist aufwendig und erfordert viel Kraft bei gleichzeitig größtmöglicher Präzision. Besonders das so genannte Ausfräsen der Hüftpfanne gehört zu den heikelsten Schritten. Noch herausfordernder wird das Verfahren dadurch, dass die zu bearbeitende Stelle für die Chirurgen kaum sichtbar ist. Bis jetzt war es kaum möglich, diese Situation unter realitätsnahen Bedingungen zu üben.
Realitätsgetreues haptisches Feedback
Hier setzt der „Hüftimplantat-Pfannenfräs-Simulator“ (Hips) an: Anwender des Systems sehen durch eine VR-Brille die Hüfte des virtuellen Patienten und bedienen gleichzeitig eine Fräse, die an einen Roboter angeschlossen ist. Der Roboter liefert dabei ein realitätsgetreues haptisches Feedback, indem er beispielsweise beim virtuellen Fräsen den Widerstand simuliert, den der Knochen in einer realen OP aufweisen würde.
„Durch den erfolgreichen Projektabschluss von Hips haben wir das weltweit erste chirurgische VR-Trainingssystem für nicht-minimal-invasive OPs mit haptischem Feedback entwickelt. Dieser Erfolg ist allerdings nur ein erster Schritt und motiviert uns als Projektteam sehr, weitere OP-Schritte virtuell trainierbar zu machen“, sagt Mario Lorenz von der TU Chemnitz, Initiator des Kooperationsprojekts, das von der Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik der Technischen Universität Chemnitz federführend geleitet wurde.
Weitere Operationsschritte abbilden
Aktuell planen die Wissenschaftler die Weiterentwicklung des Systems, um weitere Operationsschritte abbilden zu können. Dann sollen angehende Chirurgen auch das Abtrennen des Hüftgelenkkopfes, das Ausschaben des Oberschenkelknochens und die Implantation des Kunstgelenkes in der virtuellen Realität trainieren können.
Hips überzeugte auch die Jury des Deutschen Instituts für Virtual Reality (DIVR): Es verlieh Hips den DIVR Award 2019 in der Kategorie „best tech“. Die Jury lobte die hervorragende Qualität, den hohen technologischen Innovationsgrad und den gesellschaftlichen Einfluss der Virtual-Reality-Simulation.
