Virtual-Reality in der Strahlentherapieaufklärung: Erste Untersuchungen zu Chancen und Herausforderungen der Digitalisierungs- und Simulationstechnologien

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Entwicklung eines Verfahrens für das Erzeugen von möglichst realitätsnahen Telepräsenzsimulationen für die Information von Patienten in der Strahlentherapie sowie die Anwendung des Verfahrens in der Entwicklung einer VR-Applikation auf Basis eines Demonstrators. Nach einer Literaturrecherche bezüglich des aktuellen Stands der Aufklärung von Patienten wurden die Grundlagen von Virtual und Augmented Reality hinsichtlich der gegebenen Hardware ermittelt. Hierauf folgte die Auswahl von Software für das Scannen von realen Objekten mit dem gegebenen Tablet in einem Bestrahlungsraum des DKFZ sowie die Auswahl einer Game Engine für die Entwicklung des Demonstrators. Daraufhin wurde ein Rekonstruktionsalgorithmus ausgewählt. Anschließend wurden verschiedene Objekte im Bestrahlungsraum gescannt, sodass die Parameter des Algorithmus iterativ hinsichtlich der Qualität der erzeugten Objekte für den Einsatz in einer VR-Anwendung optimiert werden konnten. Daraufhin erfolgte eine Texturierung der Oberfläche mit Kamerafotos. Nach einer Aufbereitung der Modelle wurden diese in ein Virtual Environment importiert. Parallel dazu wurde nach der Auswahl der Unreal Engine als Game Engine, der Demonstrator entwickelt, in welchen die gescannten Modelle integriert wurden. Das Verfahren liefert ausreichend genaue Ergebnisse, um Konzepte in der Strahlentherapieaufklärung vermitteln zu können. Der Effekt und die Akzeptanz der Technik spielen eine weitere wichtige Rolle für den Einsatz der Methodik und müssen durch eine Evaluation im klinischen Alltag validiert werden, wofür die Entwicklung einer klinisch anwendbaren Software auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse notwendig wird