Forschungsprojekte mit der visuellen Unterstützung von CAT MEDIC

3D Animationen sind in der Wissenschaft und im Speziellen in der Medizin häufig gefragt, um komplexe Sachverhalte einfach zu vermitteln. Unsere 3D-Anatomie kam bereits in vielen verschiedenen Forschungsprojekten und in der Lehre zum Einsatz. Sie ist Grundlage, um Prozesse und Abläufe im Körper etwa bei Erkrankungen und Operationen präzise simulieren zu können. Um das zu ermöglichen, haben wir alle Details medizinisch korrekt angelegt. Erst dadurch war es auch möglich, dass wir alle Gelenke inkl. anliegender Organe in einzigartiger Art und Weise biomechanisch korrekt animieren können. Das ermöglicht völlig neue Perspektiven, um medizinisches Wissen einfach und verständlich weitergeben zu können.

Auszug unserer Referenzen aus Forschung und Lehre

HIPS – OP-Simulation der Hüfte (Projektdauer HIPS1 2016-2019, HIPS2 2020-2023)

Das Ziel von HIPS (HüftImplantat PfannenfräsSimualtor) ist es, dass zukünftig Chirurgen das Einsetzen einer künstlichen Hüfte an einem virtuellen Patient üben können.

Auch der komplette Operationssaal ist virtuell angelegt. Notwendige Werkzeuge, wie die Fräse zum Vorbereiten der Hüftpfanne, hält der Chirurg real in seinen Händen. Damit sich alle Ausführungen so real wie möglich anfühlen, ist das Werkzeug mit einem Leichtbauroboter verbunden, der für das haptische Feedback verantwortlich ist. Somit spürt der Operateur, wie in einer realen Operation, das Gewicht der Fräse, den Kontakt zum Knochen und den Vorschub beim Fräsen. Daten über den Anstellwinkel beim Fräsen und die Frästiefe helfen, das Ergebnis der Operation ständig zu verbessern. 

OP Simulation Forschungsprojekt HIPS
Forschungsprojekt HIPS

Im ersten Schritt arbeitete die CAT PRODUCTION zusammen mit der Universität Bremen, der Technischen Universität Chemnitz sowie der FAKT Software GmbH an diesem Projekt. Wir waren dafür verantwortlich, unsere 3D-Anatomie an die Vorgaben der Chirurgen anzupassen. Das Projekt befindet sich inkl. zusätzlicher Partner inzwischen in der nächsten Entwicklungsstufe, wo aktuell Patentanträge vorbereitet werden.

SKOOP – Visualisierung einer Kreuzbandverletzung (Produktionsjahr 2021)

Medizinische Visualisierung: Knie nach VKB Ruptur

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts zeigt das CAT MEDIC-Team, dass ein Riss des vorderen Kreuzbandes (VKB-Ruptur) in bestimmten Fällen auch ohne Operation stabil ausheilen kann. Das Behandlungsschema „Stabiles Knie ohne Operation“ SKOOP wurde in der LEONARDO-Praxis für Orthopädie unter der Führung von Dr. Rychen entwickelt. Derzeit untersucht eine Studie, wie erfolgreich dieses Behandlungskonzept ist. Wir haben im Rahmen dieses Projekts die Vorgänge im Knie während des Kreuzbandrisses und der Heilung animiert.

e.Akademie „Geriatrie“ (Produktionsjahr 2013)

e.Akademie Geriatrie

Die stetig ansteigende Lebenszeit wird leider durch einen massiven Anstieg an Demenzerkrankten begleitet. Um den aktuellen Zustand einer Demenzerkrankung feststellen zu können, gibt es eine Reihe standardisierter Bewegungsabläufe. Dazu wurde die Lerneinheit „Bewegung, Immobilität und Sturzgefahr im Alter“ mit eigens dafür entwickelten, animierten Charakteren für die e.Akademie von Springer Medizin erweitert. Anhand der Videoaufnahmen von Spezialisten aus der Geriatrie haben wir bei CAT MEDIC die Übungen auf unsere geriggten „Blaumänner“ übertragen und animiert.

Leuchtturm Projekt Geriatronik (Projektdauer 2019-2022)

Geriatronik (engl. Geriatronics) setzt sich aus Geriatrie und Mechatronik zusammen. Ziel dieses neuen Wissenschaftszweigs ist es, mit Hilfe neuster Technologien älteren Menschen und Pflegebedürftigen so lang wie möglich ein selbstbestimmtes Lebens zu ermöglichen. Urheber dieses Kunstbegriffs ist Dr. Stephan Thiel. Die Leitung des Projekts liegt in Händen von Prof. Dr. Sami Haddadin, dem Gründer und Institutsleiter von MIRMI (Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence) der Technischen Universität München.

In diesem Umfeld ist viel Grundlagenforschung notwendig. Das Team von CAT MEDIC ist seit Beginn in dieses Forschungsprogramm als assoziierter Partner eingebunden. In diesem Rahmen entwickelt es einen digitalen Zwilling der oberen Peripherie des Menschen als 3D-Modell und eine Abhandlung, in der beschrieben wird, welche Methodik den notwendigen Konstruktionsprozessen zu Grunde gelegt werden muss.

LMU – Virtuelle Universität in der Zahnärztlichen Prothetik (Projektstart Stufe 1 2021, Stufe 2 in Vorbereitung)

Die Ludwig-Maximilians-Universität in München arbeitet unter der Leitung von Priv.-Doz. Dr. Anja Liebermann und Dipl.-Ing. Dr. Kurt Erdelt im Rahmen der zahnärztlichen Prothetik mit einer VR-Anwendung, die wir bei CAT MEDIC realisiert haben. Ziel dieses Projekts war es, Studien von Patientenfällen im Rahmen von virtuellen Seminaren unter der Leitung einer Dozentin mit Student: innen zu besprechen. Alle Seminarteilnehmer begegnen sich in Form von „Zahnavataren“. Sie können sich innerhalb des Seminarraums beliebig bewegen, sich miteinander unterhalten, Patientenakten lesen, Röntgenaufnahmen begutachten, 3D-Modelle von Kopf und Kiefern von allen Seiten betrachten, bewegen und Messungen an ihnen vornehmen. Die Student: innen können zum Vertiefen ihres Wissen den virtuellen Seminarraum auch allein beliebig oft besuchen. Dazu „betreten“ sie eine Lobby, wählen sich den gewünschten Patientenfall aus und werden in den Seminarraum teleportiert. 

LMU Seminarraum Prothetik Visualisierung CAT MEDIC

Health Care Bayern – Sport gegen Krebs (Produktionsjahr 2015)

Prostatakrebsübung Health Care Bayern

Sportliche Aktivität ist ein wichtiger Faktor für unsere Gesundheit. Durch Sport können schwere Erkrankungen – darunter Krebs – oftmals vermieden bzw. ein Heilungsprozess beschleunigt werden. In Zusammenarbeit mit Health Care Bayern e.V. haben wir bei CAT MEDIC Übungen animiert, die speziell zur Prävention von häufig auftretenden Krebsarten geeignet sind. Hierzu zählen Brustkrebs, Darmkrebs und Prostatakrebs. Die Animationen mit unseren „Blaumännern“ veranschaulichen den Bewegungsablauf und helfen bei der korrekten Ausführung der jeweiligen Übung.

Ihr Forschungsprojekt bei CAT MEDIC

Gerne sind wir auch bei Ihrem Forschungsprojekt an Ihrer Seite. Das Spektrum beinhaltet Visualisierungen, Animationen und die Entwicklung von echtzeitfähigen Modellen für Virtual Reality Anwendungen auf Basis unserer 3D-Anatomie. Wir entwickeln nicht nur unsere 3D-Anatomie ständig weiter, auch die Visualisierungsstile, die Wahl der perfekten Perspektive und das geschickte Ein- und Ausblenden von Details, um eine zu transportierende Information auf den Punkt zu bringen, wird auf Grund neuester Erkenntnisse ständig verbessert.

Virtual Reality (VR)

Unsere Arbeiten werden permanent von unseren Kunden und Forschungspartnern kontrolliert, weshalb wir exakte Biomechanik auf Basis eines medizinisch korrekten Modells garantieren können.