Wie verändern 3D-Bilder und Virtual Reality Medizin und Industrie?

Forschungsprojekte präsentieren Ergebnisse auf dem 3IT Summit in Berlin

„Die 3D-Visualisierung birgt große Vorteile für die Medizin, etwa bei der Endoskopie und Mikroskopie. Bisher können medizinische Geräte keine Tiefen messen, und durch die 2D-Darstellung ist die Sicht eingeschränkt. Durch die Verwendung der 3D-Geräte können sich Ärzte viel besser orientieren und OPs weitaus schneller durchführen. Das schont vor allem den Patienten“, erklärt Dr. Ralf Schäfer vom Fraunhofer HHI, Leiter des Forschungsprojektes 3DInMed. „Allerdings müssen im Rahmen der 3D-Darstellung auch viele Qualitätskriterien eingehalten werden, damit der operierende Arzt von der Technik nicht überfordert ist. Deshalb setzen wir nun auch in der Medizin intuitiv bedienbare 3D-Verarbeitungstechniken ein, die wir im Fraunhofer HHI ursprünglich einmal für Film- und TV-Nutzer entwickelt hatten.“

3DInMed: Bildtechnologien in Medizin und Industrie

3DInMed erforschte im Rahmen des Technologieprogrammes PAiCE des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) die Weiterentwicklung immersiver Bildtechnologien – also Virtual Reality – für den Einsatz in Medizin und Industrie.

Dabei entstand ein digitales 3D-Operationsmikroskop, das auf dem 3IT Summit an Puppen erprobt werden konnte. Für das Mikroskop entwickelte das Projektteam ein echtzeitfähiges Verfahren zur Messung und Darstellung von Tiefeninformationen der klassischen stereoendoskopischen Ansichten. Die Methodik ermöglicht Messungen während der Operation mit einer hohen Genauigkeit und bietet den Medizinern eine verbesserte Navigation und Orientierung in dreidimensionalen Strukturen. Auf dem Summit wurde exemplarisch die Messung von Mittelohrprothesen gezeigt. Bisher müssen Ärzte auf ihre Erfahrungen zurückgreifen, um die Größe der Prothese zu bestimmen. Verschätzen sie sich, muss die Mittelohrprothese entsorgt und eine neue eingesetzt werden. Die im Projekt entwickelten Mess- und Darstellungstechniken werden zudem in der Industrie eingesetzt, etwa zur Dokumentation von technischen Untersuchungen.

M3D: Bau- und Ersatzteile aus dem 3D-Drucker

„Ohne Technologien und Verfahren zur schnellen und kostengünstigen Bereitstellung von passenden Bauteilen wird es im industriellen Bereich zukünftig keine erfolgreichen Wartungs- und Reparaturdienstleistungen geben können“, weiß der Experte Dr. Ralf Schäfer, der neben dem Projekt 3DInMed auch das PAiCE-Projekt M3D leitet. Denn zum jetzigen Zeitpunkt ist es extrem zeitaufwendig, Ersatzbauteile für defekte Maschinen zu identifizieren, anschließend zu bestellen und einzubauen. „Im Projekt M3D – Mobile 3D-Erfassung und 3D-Druck für industrielle Anwendungen – wird daher an einem 3D-Ersatzteilservice gearbeitet. Das Forschungsteam entwickelt die benötigte Kerntechnologie, um Bauteile mittels Scan zu erfassen, fehlende Teile des Stücks per Software am Bildschirm zu rekonstruieren und dann das Bauteil automatisch in einer Datenbank zu identifizieren“, so Schäfer. Für den anfänglichen Scan wird ein Roboterarm verwendet, von dem die Besucherinnen und Besucher des 3IT Summit bereits einen ersten Prototyp bestaunen konnten. Am Beispiel einer defekten Armlehne des Sitzes eines S-Bahn-Fahrers wurde die Technologie der 3D-Erfassung hier eindrucksvoll demonstriert. Das langfristige Ziel ist es, den Unternehmen eine Lösung anzubieten, mit der Bauteile auf einem mobilen Endgerät erfasst und erkannt werden, um den anschließenden Bestellprozess so schnell wie möglich automatisch zu starten.