Modellbasierte Simulation der Atembewegung für das Virtual-Reality-Training von Punktionseingriffen

Virtual-Reality-Simulatoren bieten Medizinern eine virtuelle Trainingsumgebung, in der Eingriffe kostengünstig trainiert und geplant werden können, ohne hierbei reale Patienten zu gefährden. Eine Einschränkung der meisten VR-Trainingssimulatoren ist, dass sie von einem statischen Patienten ausgehen, dessen Anatomie im Bereich des simulierten Eingriffs während der Simulation keiner durch die Atmung verursachten Bewegung unterliegt. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie Methoden zur Modellierung und Schätzung der Atembewegung aus dem Bereich der Strahlentherapie bewegter Tumoren genutzt werden können, um eine realistische Simulation komplexer, variabler Atembewegungen in VR-Trainingssimulatoren zu erreichen. Die entwickelte Methodik erlaubt eine Visualisierung der Atembewegung in Echtzeit und ermöglicht eine haptische Interaktion mit dem atmenden virtuellen Körper. Dies wird exemplarisch für das Szenario der Leberpunktion gezeigt.