18. Oktober 2019 
 
16. September 2019

Fräsen für die Forschung – aber virtuell

Der Einsatz einer Hüftprothese ist ein schwieriger Eingriff - auch für erfahrene Chirurgen. Wissenschaftler der TU Chemnitz haben nun einen Trainings-Simulator entwickelt, mit dem Ärzte Hüftgelenksoperationen in der virtuellen Realität (VR) trainieren können.

Foto: Dieter Schütz / pixelio.deFoto: Dieter Schütz / pixelio.de
Die Herstellung von Hüftgelenkprothesen ist äußerst aufwendig.
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. Allerdings ist der Eingriff schwierig, besonders das sogenannte Ausfräsen der Hüftpfanne (Acetabulum) gehört zu den heikelsten Schritten, die sich zudem schwer üben lassen.

Hier setzt der „HüftImplantatPfannenfräsSimulator“ (HIPS) an. Das Projekt leitete federführend die Professur Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik der TU Chemnitz. Beteiligt waren weitere Forschungsinstitute und Industrie-Partner.

Aktuell planen die Wissenschaftler die Weiterentwicklung des Systems, um weitere Operationsschritte abbilden zu können. Dann sollen angehende Chirurginnen und Chirurgen auch das Abtrennen des Hüftgelenkkopfes, das Ausschaben des Oberschenkelknochens und die Implantation des Kunstgelenkes in der virtuellen Realität trainieren können.

„Durch den erfolgreichen Projektabschluss von HIPS haben wir das weltweit erste chirurgische VR-Trainingssystem für nicht-minimalinvasive OPs mit haptischem Feedback entwickelt“, sagt Projektinitiator Mario Lorenz von der TU Chemnitz.

Anwender des „HIPS“-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.

Die Grundlage für diese realistische Simulation sind reale Daten. Dafür vermaßen die Wissenschaftler den Fräsprozess genau und entwickelten auf dieser Grundlage entsprechende Logarithmen. Die so entstandenen Software-Module integrierte eine Software-Firma in eine interaktive Anwendung.

https://www.emo-hannover.de


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