3D-Patientendaten direkt aus der Klinik

Gestern wurde mit großem Besucherandrang der zweite Teil der Themenreihe „Deep Space LIVE: Anatomie für alle“ präsentiert. Wir unterhielten uns mit Prim. Univ.-Prof. Dr. Franz A. Fellner und Horst Hörtner welche außergewöhnlichen 3D-Visualisierung des menschlichen Inneren sie diesmal veranschaulichten.

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Vor rund einen Monat, genauer Anfang März, haben wir schon einmal über die Themenreihe „Deep Space LIVE: Anatomie für alle“ berichtet. Im Interview erzählte Prim. Univ.-Prof. Dr. Franz A. Fellner, Leiter des Instituts für Radiologie am AKH Linz, dabei von einer außergewöhnlichen 3D-Visualisierung des menschlichen Gehirns, die das Ars Electronica Futurelab eigens für die Vortragsreihe entwickelt hat. Gestern wurde mit großem Besucherandrang der zweite Teil der Reihe im Deep Space des Ars Electronica Centers präsentiert. Daher haben wir uns erneut mit Dr. Franz Fellner und mit Horst Hörtner, seines Zeichens Leiter des Futurelab, getroffen und wollten von ihnen wissen, wie es gestern mit der Reihe weiterging,welche Bilder diesmal gezeigt wurden und wieso die Visualisierung menschlicher Organe von so hohem Stellenwert für die medizinische Forschung ist.

Beim letzten Termin zur Themenreihe „Deep Space LIVE: Anatomie für alle“ im Ars Electronica Center wurde das menschliche Gehirn betrachtet. Welches Thema stand diesmal an?

Franz Fellner: Dieses Mal bewegten wir uns im menschlichen Körper hinunter und betrachteten den Bereich des Thorax, also den Brustkorb, und auch den Bauchbereich. Wir sahen uns an, welche Organe man hier findet und wie diese funktionieren. Wir mussten allerdings einen Schwerpunkt auf bestimmte Organe im Brustkorb und im Bauchraum setzen, da die Zeit nicht für alle Organe reichte.

Können Sie uns verraten, was im Speziellen betrachtet wurde?

Franz Fellner: Im Bereich des Brustkorbes ging es um das Thema Luft. Wie kommt diese in den menschlichen Körper, wo geht sie hin, was bewirkt sie im Körper und wozu brauchen wir bestimmte Bestandteile der Luft. Im Bauchraum wurde das Thema Nahrung behandelt. Angefangen von der Nahrungsaufnahme, über den Verdauungsprozess bis hin zum Ausscheiden der Nahrung.

Beim letzten Mal hat Sie Prim. DDr. Michael Malek von der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des AKh Linz begleitet und über Möglichkeiten der Chirurgie im Gesichtsbereich referiert. Hat Sie auch dieses Mal jemanden begleitet?

Franz Fellner: Ja, dieses Mal unterstützten mich gleich zwei Kollegen, weil es um zwei Themen (Brustraum und Bauchbereich) ging. Mit mir kamen meine Kollegen Primarius Privatdozent Doktor Bernd Lamprecht, Leiter der Lungenheilkunde des AKh Linz, und Prim. Univ. Doz. Dr. Andreas Shamiyeh, Facharzt für Allgemeinchirurgie und Viszeralchirurgie des AKh Linz. Sie zeigten uns, was man mit den Bilddaten der Radiologie machen kann, damit sie direkt für den Eingriff im menschlichen Körper verwendet werden können. Das Ganze war sehr dynamisch und hoch spannend.

Ein besonderes Highlight war das Video einer kleinen Operation, die Dr. Shamiyeh am Ende seines Vortrags präsentierte.

Welch Potential birgt die Kooperation zwischen Ars Electronica Futurelab und der Radiologie des AKh Linz?

Horst Hörtner: Da wie dort ist sehr hohe Kompetenz angesiedelt, die wir im Rahmen unserer Kooperation zusammenführen. Wir haben dadurch die Möglichkeit auf das ganz spezifische Datenmaterial der Radiologie zurückzugreifen. Datenmaterial, mit dem wir direkte Patientenmessdaten komplett ohne Datenbearbeitung direkt in eine Visualisierung übersetzen können. Und das nicht nur in einer Laborsituation, sondern vor Publikum. Die Expertise des AKh mischt sich dabei mit genau der Tradition der Wissensvermittlung in der Ars Electronica seit Jahren steht. Das, was wir hier in den letzten Wochen produziert haben, hat uns allen die Augen geöffnet. Wir konnten gestern eine echte Überraschung präsentieren!

Was war die besondere Herausforderung bei der Visualisierung der Daten?

Horst Hörtner: Die Herausforderung bei der Visualisierung von medizinischen Daten liegt darin, dass letztere aus Punktdaten bestehen und nicht aus, wie in der Computer-Graphik an sich üblichen, Triangulierungsdaten. An genau diesem Knackpunkt arbeitet die gesamte Industrie der virtuellen Medizin. Uns ist es jetzt aber gelungen, und was so zu sagen die besondere Herausforderung war, genau diese Hürde so zu überspringen, dass nicht zusätzlich ein Prozess formuliert werden muss, in dem das Datenmaterial selbst verändert werden muss. Wir haben eine Möglichkeit gefunden, uns schlichtweg nur mehr auf die Visualisierung konzentrieren zu können, während das Datenmaterial mehr oder weniger unverändert bleibt. Gelungen ist das mit dem Equipment, mit der Ausrüstung die wir hier im DeepSpace haben und der Software-Werkzeuge des Futurelab, die wir in den letzten Jahren entwickelt haben.

Wie kann die bildliche Darstellung von Organen die medizinische Forschung beeinflussen? Wo liegt das Potential für die Medizin?

Franz Fellner: Es gibt sicher ein enormes Entwicklungspotential. Und das in zwei Richtungen. Das Problem derzeit ist gar nicht mehr so die Akquisition guter Bilddaten, denn die haben wir bereits. Es ist sicher noch schön, wenn diese weiter verbessert werden kann, das wirkliche Problem aber liegt in der Nachverarbeitung. Wir bekommen mittlerweile immense Datenmengen, die wir uns nach wie vor auf relativ kleinen Monitoren anschauen. Diese sind zwar mittlerweile etwas größer geworden, aber die Informationsfülle, die darin steckt, bräuchte eigentlich viel mehr Raum zum Betrachten. Man ist immer wieder fasziniert, was man plötzlich noch alles sieht, wenn man die Daten großflächig betrachten kann, als wenn man sie nur auf kleinen Flächen betrachtet, weil eben so viel an Information darin steckt. Wovon wir schon seit längerem träumen, ist das Ganze auch dreidimensional zu sehen, denn das, was wir untersuchen, ist ja auch dreidimensional. Der menschliche Körper ist dreidimensional und wir bilden das permanent auf zweidimensionalen Bildern ab. Das Ganze jetzt dreidimensional im Deep Space sehen zu können, das wird daher mit Sicherheit ein neuer Schritt in der Vermittlung von Wissen für Lehrende, Medizinstudierende und alle, die sich für dieses Thema interessieren und etwas darüber lernen wollen. Wir erreichen da eine völlig neue Qualität der Vermittlung der wirklichen Topographie des menschlichen Körpers. Und vielleicht wird es auch Anwendungen für die medizinische Forschung geben. Operateurinnen und Operateure könnten sich besser auf schwierige Operationen vorbereiten, indem sie sich das zu Operierende vorher dreidimensional in entsprechender Größe ansehen. Das muss allerdings in der nächsten Zeit noch weiter erforscht werden.

Horst Hörtner: Der Mensch ist ein visuelles Wesen. Wir orientieren uns in erster Linie über unseren Sehsinn. In der Bebilderung der Daten ist zweifellos bereits einiges geleistet worden. Wenn man sich ansieht, was die Dinge heute schon leisten können, ist das eigentlich großartig. Doch es gibt noch immer sehr viele Potentiale. Sei es in der bloßen Visualisierung, wie wir es hier im 3D-Raum machen oder in Zukunft vielleicht auch in interaktiver Form, indem die dargestellten Daten bzw. Organe zusätzlich manipuliert werden können. In einer Form, bei der man nicht mit einer Maus vor einem Bildschirm sitzt, sondern in einer wesentlich unmittelbareren Form diese 3D-Visualisierung haptisch fassbar machen kann. Das Ganze sollte in weiterer Folge nicht nur über den Sehsinn zugänglich gemacht werden, sondern über alle Sinne. Ohne genau sagen zu können, welche Krankheit dadurch besser heilbar werden würde, glaube ich, dass sich der Prozess des Erkennens einer Krankheit dadurch verbessern wird. Man könnte es dadurch einfach besser – im wahrsten Sinne des Wortes – begreifen. Und das was wir hier eigentlich machen, ist das Aufstoßen einer Türe in den Raum des Begreifens von Computerdaten und der Datenvisualisierung in ihrer reinsten Form, der 3D Visualisierung.

Hier gibt es noch sehr viele Entwicklungs-und Forschungsbereiche, die auch sehr eng an die künstlerische Expertisen, wie wir sie hier bei der Ars Electronica seit vielen Jahren immer wieder exemplarisch zeigen, gebunden ist. Wenn wir es schaffen, dass wir dieses Know-How, dieses Wissen, abzapfen, sehe ich hier ebenfalls ein großes Entwicklungspotential. Die Künstlerin oder der Künstler dient dann als Katalysator für die Überschneidung in Wissenschaft und Kunst. Künstlerisch hat es durchaus einen Reiz mit diesen Daten zu arbeiten und im gleichen Maße hat es auch auf die Medizin bzw. die Medizintechnik eine Rückwirkung, und sei es nur der inspirative Grad für die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die daraus wieder neue Erkenntnisse ziehen können.

Zur Person

Prim. Univ.-Prof. Dr. Franz A. Fellner leitet das Institut für Radiologie am AKh Linz. Seit über 20 Jahren beschäftigt er sich intensiv mit der Anatomie und den Funktionen des menschlichen Körpers sowie den Möglichkeiten ihrer bildgebenden Darstellung für die Allgemeinheit. Seit den 1990er Jahren hält er international Vorträge und organisiert Fortbildungsveranstaltungen zu diesen Themen.

Kommen Sie auch zu den weiteren Vorträgen von Prim. Univ.-Prof. Dr. Franz A. Fellner zur Themenreihe „Deep Space LIVE:  Anatomie für alle. im Ars Electronica Center Linz und erleben Sie dank moderner bildgebender Verfahren  faszinierende Einblicke ins Innere des menschlichen Körpers. Für weitere Infos besuchen Sie: https://ars.electronica.art/center/programm/anatomie-fur-alle. Des weiteren finden am Samstag 28.6. und Sonntag 29.6.2014 die Science Days im Ars Electronica Center statt, wo Sie Ihr Innenleben, die menschliche Anatomie, detailliert und leicht verständlich auf eine neue Weise kennen lernen können.