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09.11.2016

Virtual Reality trifft Mikroskopie

3D Darstellung von mikroskopiertem Hirngewebe einer Maus. / 3D-Datenbrille Zeiss VR One

Visualisierungssoftware setzt Aufnahmen aus Mikroskopen und bildgebenden Diagnosegeräten in ein neues Licht. Die Einsatzmöglichkeiten der Virtual Reality scheinen grenzenlos.

Das Wachstum ist stürmisch. Die Möglichkeiten scheinen unbegrenzt. Und die optische Industrie ist einer der Treiber. Virtual Reality – die softwaregestützte Verbindung von realer und virtueller Darstellung – bricht sich Bahn in medizinischen, wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen. Zeiss zitiert eine aktuelle Studie von KZero, die eine Verdopplung des Marktes für Virtual Reality-(VR)-Software und Hardware binnen zwei Jahren prognostiziert. Start-ups, die VR- und Visualisierungssoftware entwickeln, schießen wie Pilze aus dem Boden. Oft sind es Spin-offs wissenschaftlicher Visualisierungszentren, deren Zahl seit Jahren weltweit stark zugenommen hat.

Eines dieser Zentren ist das Visualization Center C im schwedischen Norrköping. Forscher setzen hier Daten von Weltraumteleskopen zur spektakulären 3D-Visualisierung des Weltalls zusammen. Oder sie fusionieren Computer- und Magnetresonanztomographie-(CT/MR)-Aufnahmen von Mumien und lebenden Patienten zu 3D-Abbildern des Körpers, die Besucher auf großen Touchscreen-Tischen drehen und wenden können, dabei nach Belieben zwischen verschiedenen Ansichten von Skelett, Muskeln bis Blutbahnen wechseln und tief in Details hineinzoomen können.

Virtuelle Realität ergänzt Mikroskopie und Diagnostik
Diese Visualisierungstische sind in Kliniken und an Hochschulen im Einsatz, um Mediziner auszubilden oder damit Ärzteteams anhand der 3D-Darstellung ihr Vorgehen bei Operationen abstimmen können. Gut möglich, dass Chirurgen in Zukunft solche Virtualisierungen von Röntgen-, Ultraschall-, CT- oder MR-Aufnahmen mit medizinischen Koryphäen am anderen Ende der Welt teilen werden, um sie bei komplexen Eingriffen zu Rate zu ziehen und sich virtuell über die Schulter schauen zu lassen. Nicht nur in der Medizin ist die VR-Technik auf dem Vormarsch. Visualisierungen helfen Monteuren bei schwierigen Reparaturen, machen Baupläne von künftigen Fabriken und Anlagen begehbar – und sie eröffnen Computerspielern völlig neue Dimensionen.

Angesichts der Fülle von Anwendungen im privaten und kommerziellen Rahmen prognostiziert die Deutsche Bank Research der jungen Technologie in den kommenden fünf Jahren eine Umsatzsteigerung um Faktor 15 auf dann 7,5 Milliarden Euro. Mikroskopie-Anbieter wie Leica Microsystems mit seiner Lösung CaptiView, das Hirnchirurgen mit Einblendungen virtueller Bilddaten in deren OP-Mikroskope assistiert, oder eben Zeiss wollen dabei kräftig mitmischen.

Begehbare Zellen und Bauteile
Zeiss hat mit dem Rostocker Softwarehaus arivis eine VR-Anwendung für die Mikroskopie entwickelt. Die „immersive Mikroskopie“ begegnet dem Problem, dass moderne Licht-, Elektronen- und Röntgenmikroskope mittlerweile Datenströme im Giga- und Terrabytebereich produzieren. Die arivis-Software verarbeitet diese Daten zu hochdynamischen 3D-Visualisierungen, die Forscher mit der Zeiss 3D-Datenbrille VR One quasi durchfliegen können. Interessante Details können sie aus unterschiedlichsten Perspektiven betrachten oder sich per Kopfbewegung und Handsteuerung von der Vogelperspektive in Nanobereiche hineinzoomen.

VR-Darstellungen schaffen nicht nur neuartige Einblicke in Zellen oder Hirnstrukturen, sondern ermöglichen es Entwicklern aus der Industrie, feinste Innenstrukturen von geröntgten oder mikroskopierten Bauteilen aus verschiedenen Blickwinkeln zu inspizieren. Zerstörungsfreie Prüfung erschließt so völlig neue Dimensionen. Winzige Bauteile werden ebenso begehbar, wie Kühlkanäle oder Hohlräume 3D-gedruckter Komponenten. Bei Zeiss kulminieren die hohen Erwartungen an die VR-Technologie in dem Satz: „Virtual Reality setzt die optische Industrie neu auf“. Wobei Optik eine zentrale Rolle spielt: In der Datenbrille verbaut Zeiss laut dem verantwortlichen Produktmanager Franz Troppenhagen eine „extrem hochwertige Linsenoptik“. Ohnehin ist Licht der zentrale Zugang zu virtuellen Welt und das zentrale Werkzeug der Visualisierung.

Bildquelle: Zeiss

 
 
 
 
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