In Deutschland kommen jedes Jahr rund 8.700 Kinder mit einem angeborenen Herzfehler zur Welt. Mehr als 95 Prozent erreichen das Erwachsenenalter. Doch der Weg dorthin ist für viele mit einem oder mehreren Eingriffen verbunden. Die Diagnose trifft die Familien oft unvorbereitet, umso wichtiger ist es, in den Aufklärungsgesprächen die Situation verständlich zu erläutern und Ängste zu nehmen.
Ein interdisziplinäres Team aus Kardiologie, Kinderherzchirurgie und Kinderkardiologie an den Universitätskliniken Heidelberg und Münster testet dafür Augmented Reality (AR), um das Herz als individuelles 3D-Hologramm sichtbar und interaktiv greifbar zu machen.
Seit Anfang des Jahres läuft das von der Deutschen Herzstiftung geförderte Projekt „HoloHeart – Augmented Reality zur Verbesserung der Patienteninformation und Angstreduktion vor kinderkardiologischen und kinderherzchirurgischen Eingriffen“. Die Vorarbeiten reichen bis 2020 zurück, als das Forschungsteam erste Hologramme von realen Herzen für die medizinische Lehre entwickelte.
Mithilfe einer AR-Brille werden Organe originalgetreu dreidimensional als Hologramm in den Raum projiziert. Die Daten stammen aus MRT-, CT- und elektrophysiologischen Untersuchungen der Patientinnen und Patienten. Speziell entwickelte Software überführt die Bilddaten in statische oder animierte 3D-Herzmodelle. Per QR-Code sehen alle Teilnehmenden mit AR-Brille das gleiche Herzhologramm synchron.
Per Handgesten oder Sprachbefehl können die Kinder und Eltern das virtuelle Herz drehen, aufschneiden und sogar so weit vergrößern, dass sie virtuell hineingehen können. Die didaktische Aufbereitung der medizinischen Informationen entstand in Zusammenarbeit mit einer Grundschullehrerin.
„Als Medizindidaktikerin und Elektrophysiologin liegt es mir am Herzen, den Kindern und Jugendlichen sowie deren Eltern komplexe Eingriffe gut zu erklären“, betont Projektleiterin Privatdozentin Dr. Ann-Kathrin Rahm, Oberärztin für Innere Medizin und Kardiologie am Universitätsklinikum Heidelberg.
Der Ventrikelseptumdefekt, ein Loch in der Kammerscheidewand, ist mit rund 40 Prozent der häufigste angeborene Herzfehler, der eine Operation erfordert. „Anhand des AR-Hologramms, das das Herz des Babys originalgetreu nachbildet, können wir Eltern den Herzfehler und die anstehende Operation genau erklären. Das nimmt ihnen Angst“, sagt Prof. Philippe Grieshaber, Chefarzt der Sektion Kinderherzchirurgie am Universitätsklinikum Münster.
Zu den komplexesten Eingriffen in der Kinderherzchirurgie zählt die Korrektur des Double Outlet Right Ventricle (DORV), bei dem sowohl Körper- als auch Lungenschlagader aus der rechten Herzkammer entspringen. „Insgesamt handelt es sich bei etwa einem Drittel der Operationen in der Kinderherzchirurgie um komplexe Eingriffe“, so Grieshaber. Dabei zeigt sich ein weiterer wichtiger Vorteil der AR-Modelle: Denn sie helfen auch den Behandelnden, die komplexen kardialen Anatomien besser zu verstehen und die Operationen sorgfältiger zu planen.
Auch bei Herzrhythmusstörungen leistet die Technologie wertvolle Dienste. So lässt sich zum Beispiel detailliert erläutern, wie mit in das Herz vorgeschobenen Kathetern Taktstörungen des Herzens beseitigt werden können. Prof. Alexander Kovacevic, Oberarzt der Klinik für Kinderkardiologie am Universitätsklinikum Heidelberg, sagt: „Anhand des Herzhologramms können wir Eltern das zugrundeliegende kardiale Problem und unser therapeutisches Vorgehen besser erklären, was maßgeblich zum Aufklärungserfolg beitragen kann.“
Der Mathematiker Dr. Florian Kehrle, Mitarbeiter des Universitätsklinikums Heidelberg und Leiter des AR-Bereichs der IT-Firma InspirationLabs, hat die HoloHeart-Software kostenfrei für das Forschungsvorhaben adaptiert. Als Nächstes will er mehr Daten für die AR-Modelle nutzbar machen: „Ich arbeite bereits daran, die Software zu erweitern, damit wir auch die für die Kinderkardiologie und -herzchirurgie besonders wichtigen Daten aus Ultraschall-Bildern des Herzens nutzen können.“ Dadurch werden noch präzisere Herzmodelle möglich.
„Mit dem HoloHeart-Forschungsprojekt gibt das Forscherteam um Privatdozentin Ann-Kathrin Rahm der patientenzentrierten Medizin einen kraftvollen Innovationsschub“, sagt Prof. Thomas Voigtländer, Vorstandsvorsitzender der Deutschen Herzstiftung. Herzhologramme eröffneten der Kinderkardiologie und -herzchirurgie eine neue weitere Dimension in der bildgebenden Diagnostik, um komplexe Herzfehler und ihre Behandlung verständlich, greifbar und planbar zu machen.
