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Mixed Reality (MR) beschreibt die Verschmelzung digitaler Inhalte mit der realen Welt. In der Regel bezieht sich dies auf visuelle Erweiterung durch die Darstellung von zusätzlichen Informationen oder computergenierten Objekten, die in der realen Umgebung positioniert werden. Hierdurch entsteht eine neue, gemeinsame Umgebung, in der digitale und reale Inhalte koexistieren, sich gegenseitig beeinflussen und somit als immersive erweiterte Realität (Augmented Reality, kurz: AR) wahrgenommen werden.
Ein Mixed Reality-Head-Mounted-Display (MR-HMD) ist ein auf dem Kopf getragenes visuelles Ausgabegerät, häufig in Form einer tragbaren Datenbrille, das zur Darstellung von Mixed Reality-Umgebungen verwendet wird. Mixed Reality (MR) beschreibt die Verschmelzung digitaler Inhalte mit der realen Welt. In der Regel bezieht sich dies auf visuelle Erweiterung durch die Darstellung von zusätzlichen Informationen oder computergenerierten Objekten, die in der realen Umgebung positioniert werden. Hierdurch entsteht eine neue, gemeinsame Umgebung, in der digitale und reale Inhalte koexistieren, sich gegenseitig beeinflussen und somit als immersive erweiterte Realität wahrgenommen werden. Durch hochauflösende, halbtransparente Displays und Echtzeit-Tracking der Kopfbewegungen können holographische Inhalte im Head-Mounted-Display (HMD) direkt im Sichtfeld eines Nutzers dargestellt werden.
Mobile Edge Computing oder Multi-Access Edge Computing (MEC) ermöglicht einen Datenaustausch fast in Echtzeit. Statt hunderte Kilometer in ein entferntes Rechenzentrum zurückzulegen, werden Daten da verarbeitet, wo sie entstehen – im Falle des GIGA FOR HEALTH Projektes am 5G-Medizincampus des UKD. Dies ist insbesondere im Bereich der Echzeitdatenverarbeitung relevant, da die Latenz und Verluste innerhalb der Datenströme zwischen Sender und Empfänger mit zunehmender Entfernung wachsen. Die Anforderungen an das MEC-basierte IT-System werden mit den Verbundpartnern wie der FH Dortmund, Vodafone, Brainlab sowie dem UKD analysiert und innerhalb des Projektes umgesetzt.
Multi-Access Edge Computing (MEC) bringt die Rechenleistung aus einem cloudbasierten IT-System so nah wie möglich zum Endgerät, an dem die Leistung benötigt wird. Dazu wird am Rand des Netzwerks ein MEC-Server installiert. Der lokale MEC-Server stellt Cloud-Speicherplatz, Rechenleistung und Anwendungen zur Verfügung. Daten können infolgedessen effizienter analysiert, verarbeitet und gespeichert werden. So werden Latenzzeiten verringert und Anwendungen wie z.B. AR-Brillen und haptische Feedbacksysteme kommunizieren nahezu in Echtzeit. Gleichzeitig werden durch diesen Prozess Netzwerk-Lasten verringert und angeforderte Daten schneller verfügbar gemacht. Geräte werden so leichter und es werden komplexe Berechnungen ermöglicht, die durch das Endgerät alleine nicht durchgeführt werden können. Mit Multi-Access Edge Computing werden viele Echtzeit-Anwendungen mit hohen Bandbreiten erst möglich: beispielsweise Mixed Reality Umgebungen sowie Bilderkennung & -verarbeitung im Bereich des 5G-Medizincampus am UKD. Darüber hinaus findet die MEC-Technologie ihren Einsatz beim autonomen Fahren, in der Robotik und in der Industry 4.0.
Ein Remote Assistance System ist ein verteiltes System, welches die Zusammenarbeit an verschiedenen, räumlich getrennten Standorten ermöglicht. Ärztinnen und Ärzte, die eine besondere Expertise in einem Fachgebiet haben, können beispielsweise komplexe medizinische Eingriffe über weite Entfernungen in nahezu Echtzeit unterstützen. Neben typischen Kommunikationsmedien wie Audio und Video können auch spezifisch angepasste Inhalte wie 3D-Objekte oder interaktive Grafiken zur Unterstützung der Kommunikation verwendet werden.
Die Fusionsbildgebung ist ein computergestütztes Verfahren mit dem ein fusioniertes 3D-Bild aus unterschiedlichen klinischen Bildgebungsverfahren wie Ultraschall, Röntgen-Durchleuchtung, CT und MRT erstellt wird. Dieses kann spezifische Stärken wie die Gewebepenetranz, räumliche Auflösung, statische vs. bewegte Bilder einbringen. Erst die Fusionsbildgebung dieser einzelnen Modalitäten erlaubt eine individualisierte Präzisionsmedizin mit optimalen Eingriffen. Diese Errungenschaft mit hin bis zur Mixed Reality-Anwendung kann den Ärztinnen und Ärzten eine vollständige Simulation der Patientinnen und Patienten bieten, um so individualisiert zur Erhöhung der Patientensicherheit und des Behandlungserfolgs beizutragen.
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