2020 – 2022

Projektarbeit

Christian Krüger & Alexander Gümbel

Das Projektthema mag auf den ersten Blick futuristisch anmuten, doch bietet die „Holomedizin“ – also die technische Unterstützung der Medizin durch Hologramme und Mixed-Reality (MR) – völlig neue und wichtige Perspektiven sowie Lösungsansätze. In ihren Arbeiten setzten sich die Studenten daher mit der erweiterten Kommunikation und Interaktion mit einer MR-Brille, der Microsoft HoloLens 2 und ihrer interaktiven Umgebung auseinander. Dabei versuchten sie die Frage nach der generellen Umsetzbarkeit eines medizintechnisch relevanten Monitorings bezüglich der Vitalparameter von Patienten mit einer MR-Brille zu beantworten.

Aufgrund der damaligen Anwendungsneuheit und nicht aufeinander abgestimmter, aber unbedingt notwendiger Software bzw. Programmierumgebungen gestaltete sich der Einstieg in diese komplexe Thematik äußerst schwer. Dennoch schafften es die Studenten eine mehrschichtige MR-App als mögliche Praktikumserweiterung in der Biomedizintechnik zu entwerfen. Mit dieser war die übersichtliche Darstellung einfacher Demo-Signalverläufe, das Modell eines anatomisch korrekten Herzens, das Logo der Fachhochschule und weiterer Inhalte im Raum bereits möglich.

Weitere Bemühungen richteten sich an die Findung von Echtzeit-Übertragungsmöglichkeiten erfasster Daten, um diese verzögerungsfrei für den Anwender zu projizieren. Auch dies gelang, sodass zum Projektende eine funktionsfähige MR-App mit integrierter bidirektionaler Datenkommunikation zwischen der HoloLens und einem externen Mikrocontroller präsentiert werden konnte.

Als neuartige, eigenständige Applikation unter bisher wenigen Lösungen steht diese Anwendung beispielhaft für die Vorteile und Möglichkeiten der Mixed Reality im medizinischen Kontext. Interessante Anwendungsszenarien für die HoloLens-gestützte Visualisierung von Vitaldaten sind hierbei u.a. der Einsatz bei operativen Eingriffen oder in der Notfallmedizin.

2022 – 2023

Masterarbeit

zum Thema:

"Mixed-Reality-Visualisierung biomedizinischer Daten von einer Multisensorplattform"

Alexander Gümbel

Die Medizintechnik ist eine sich stetig weiterentwickelnde und zukunftsorientierte Branche, welche neuen Technologien und Methoden aufgeschlossen gegenübersteht. Daher mag das Thema dieser Masterarbeit zwar auf den ersten Blick unter Umständen futuristisch anmuten, doch die „Holomedizin“ – also die technische Unterstützung der Medizin durch Hologramme und Mixed-Reality (MR) – bietet weitreichende neue Perspektiven und Lösungsansätze.

Die vorliegende Thesis basiert dabei auf den gewonnenen Erfahrungen und Ergebnissen vorangegangener studentischer Projektarbeiten des Masterstudiums und soll neue Möglichkeiten für das medizinische Monitoring aufzeigen.

Im Rahmen dieses Projekts erfolgte die Prototypvorstellung einer Multisensor-Plattform für biomedizinische Sensoren in Verbindung mit der Mixed-Reality-Visualisierung durch die „Microsoft HoloLens 2“. Die entstandene Plattform erlaubte hierbei den Echtzeitaustausch von Vitaldaten über das Netzwerkprotokoll „Open Sound Control“ zwischen vier Mikrocontrollern und der Mixed-Reality-Brille. Des Weiteren bestand die Möglichkeit des Zugriffs auf Live-Anzeigen sämtlicher übermittelter Biosignale über die simple Betrachtung von QR-Codes ohne Notwendigkeit der Nutzung von Sprachbefehlen oder Handgesten.
Wie bei jeder neuartigen Anwendung treten auch bei dieser Umsetzung Grenzen des Möglichen zum Vorschein. Daher erfolgte neben der Vorstellung von Konzepten zur MR-Programmierung und Methoden hinsichtlich der Anwenderfreundlichkeit die konkrete Benennung jener medizinisch-technischen Einschränkungen.

Das entwickelte transportable, vom Internet oder Servern unabhängige sowie akkubetriebene System bietet dennoch trotz seiner Schwächen eine potentielle Ergänzung auf dem Gebiet der Notfallmedizin oder sogar bei operativen Eingriffen.