Virtueller 3D-Hörsaal für Anatomie

Ein neuartiger virtueller 3D-Hörsaal verbindet die Medizin-Universitäten in Linz und Graz: Studierende können so aus über 200 Kilometern Entfernung live und in stereoskopischem 3D Vorlesungen zu Virtueller Anatomie sowie die Arbeit an Präparaten verfolgen. 

Die Weltneuheit bringt seit dem Wintersemester 2024 den 3D-Ausbildungssaal JKU medSPACE der Johannes Kepler Universität Linz mit dem großen Hörsaal der Anatomie der Med Uni Graz zusammen. Die Technologie dafür wurde vom Ars Electronica Futurelab erarbeitet, das bereits die preisgekrönten Projekte JKU medSPACE and Cinematic Anatomy x Deep Space – die zugrunde liegende Software – mit entwickelt hat. Die technische Herausforderung des virtuellen 3D-Hörsaals liegt in den Datenmengen, die per hochauflösendem 3D-Streaming übertragen werden müssen. 

Unter der Leitung von Prof. Franz Fellner wird in Linz Virtuelle Anatomie gelehrt, während Prof. Niels Hammer mit seinem Team in Graz physische Präparate präsentiert. Nun können Studierende auch die jeweils 200 km entfernten Vorlesungen besuchen – dank 3D-Brille und großformatigen Leinwänden besonders anschaulich. Der virtuelle 3D-Hörsaal ist eine Live-Verbindung, sodass Lehrende und Studierende direkt miteinander interagieren können. Ziel ist ein noch tieferes Verständnis für die Zusammenhänge des menschlichen Körpers, wenn physische Präparate und virtuelle Lehre zusammentreffen. Teams beider Universitäten arbeiteten dazu mit Expert*innen von Ars Electronica Futurelab, Outstanding Media und Systemintegrator PKE zusammen. 

Die Lehrveranstaltung “Virtual Anatomy” wird mittels Cinematic Anatomy x Deep Space abgehalten: Die Software ermöglicht es, Organe, Blutgefäße, Muskeln und weitere Strukturen überlebensgroß als gestochen scharfe 3D-Objekte aus jedem Blickwinkel zu betrachten. Einzelne Daten lassen sich dabei per Knopfdruck ein- oder ausblenden. Seit 2021 werden die Ergebnisse im JKU medSPACE in Linz gezeigt, wo bis zu 100 Studierende Platz finden. Sie erleben die Vorlesungen in stereoskopischem 3D mit 8K-Auflösung auf einer Fläche von 14 x 7 Metern. 

Weltneuheit in der anatomischen Lehre 

In Graz wurde für den virtuellen 3D-Hörsaal eine neue technische Infrastruktur geschaffen. Bis zu 500 Studierende können die Lehrinhalte hier auf einer 7×4 Meter großen LED-Wand in 4K und stereoskopischem 3D verfolgen. Zusätzlich wird in Graz für das Filmen von anatomischen Präparaten in 3D eine spezielle 4K Mirror-Rig-Kamera verwendet – ebenfalls eine Weltneuheit.  

Die beiden Standorte können alternierend die Inhalte des jeweils anderen anzeigen. Da die Vortragenden an beiden Standorten referieren und auch miteinander sprechen, ist für das Streaming eine sehr geringe Latenz erforderlich. Hierfür wird das in Linz gesteuerte Cinematic Anatomy x Deep Space in Graz ebenso in Echtzeit gerendert. Von Graz nach Linz werden die 3D-Kamerabilder als stereoskopisches Ultra-HD-Video mit 7680×2160@60Hz übertragen. Die Darstellung der 3D-Bilder erfordert die Beibehaltung von Auflösung und Helligkeit bei verlustfreier, synchroner Übertragung und identischer Latenz seitens der 3D-Kamera. 

Credits

Ars Electronica Futurelab: Friedrich Bachinger, Manuel Dobusch, Marianne Eisl, Roland Haring
Ars Electronica Solutions: Andreas Pramböck
Medical-Scientific Director: Franz Fellner (Kepler Universitätsklinikum/Department of Radiology)
PARTNER: Siemens Healthineers; Johannes Kepler Universität (JKU); Med Uni Graz