3D-Drucker hilft Uniklinik-Ärzten bei Operationen

Dr. Adrian Ringelstein mit dem ausgedruckten Schädel im 3D-Drucker.
Dr. Adrian Ringelstein mit dem ausgedruckten Schädel im 3D-Drucker.
Foto: Essen
  • Neue Hilfsmittel sollen die Mediziner am Uniklinikum Essen bei ihrer Arbeit unterstützen
  • Schädel und Blutgefäße kommen detailgetreu aus dem modernen Drucker
  • Eine eigens programmierte Software führt Detailaufnahmen vor der Operation zusammen

Essen. Das Uniklinikum Essen geht bei Operationen innovative Wege. Seit kurzem werden die Ärzte bei ihrer einschneidenden Tätigkeit sowohl von einem 3D-Drucker als auch von einer neuen und eigens am Uniklinikum entwickelten Software unterstützt. „Wir hoffen, dass sich unsere Kollegen mit den beiden Hilfsmitteln künftig noch besser auf die Eingriffe vorbereiten können“, sagt der projektverantwortliche Radiologe Dr. Adrian Ringelstein.

Ringelstein, Oberarzt am Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Neuroradiologie sowie Experte für neuroradiologische Bildgebung, hat einen weißen Schädel in der Hand liegen. Und schmunzelt. Nein, am Uniklinikum werden nicht, wie einst bei Dr. Frankenstein, Menschen aus Einzelteilen zusammengebaut. Und auch die Shakespeare-Frage nach „Sein oder Nichtsein“ stellt sich ihm nicht. Der Schädel besteht aus besonderem Plastik, ist ein Kunst-Stück . Und das im doppelten Sinne. Denn es ist der originalgetreue Schädel eines Patienten. Dessen Kopf wurde über eine Computertomographie eingelesen, vermessen und dann in einer schwarzen Box namens „Maker Bot: Replicator“ detailgenau ausgedruckt.

Dreidimensionaler Ausdruck

Die Box ist ein 3D-Drucker, kostet 3000 Euro und kann komplette Gegenstände in ihren drei Dimensionen ausdrucken kann. Über zwei Düsen wird ein weißer Kunststoff, aus dem in diesem Fall der Schädel langsam erwächst, Schicht für Schicht aufgetragen. „Nach etwa zehn Stunden ist der Schädel ausgedruckt und fertig“, erklärt Adrian Ringelsteig. Der ist dann etwa 20 Zentimeter hoch, 15 Zentimeter breit und liegt mit seinen gerade mal 250 Gramm leicht in der Hand.

Beeindruckend gut sind die vielen Struktur-Details, durch die er sich kaum von einem menschlichen Original unterscheiden lässt. „Genau diese Details sollen der Schlüssel sein“, erklärt Adrian Ringelstein. Er legt den Schädel weg und nimmt ein erheblich kleineres Stück aus rot eingefärbtem Kunststoff in die Hand. Ein kleiner Sack oder Beutel, von dem Adern abgehen: Der Nachdruck eines Aneurysmas, also der Ausweitung eines Blutgefäßes. Wenn es reißt, drohen lebensgefährliche innere Blutungen. Zudem können in Aneurysmen Pfropfen entstehen, die zu tückischen Gefäßverschlüssen führen.

Verschiedene 3D-Bilder zusammenführen

Der Radiologe nimmt das rote Beutelchen in die Hand, dreht es, begutachtet es von oben, unten, rechts und links. „Der Vorteil ist, dass die Kollegen es von allen Seiten sehen können und besser entscheiden können, wie sie beim Eingriff vorgehen.“ Bislang konnten die Ärzte auf detaillierte 3D-Bilder zurückgreifen. „Jetzt können sie das Objekt aber in die Hand nehmen. Die Kollegen sind offen für solche Hilfen.“ Derzeit läuft die Testphase.

Außerdem arbeiten die Mediziner der Uniklinik seit kurzem mit einer eigens programmierten Software namens „Virtuelle Fusion“. Was nach Atomforschung am Computer klingt, hat vor Operationen eine ganz praktische Anwendung. „Wir können auf dem Bildschirm verschiedene 3D-Bilder zusammenführen“, erklärt Adrian Ringelstein. Wie einen gebrochenen Knochen und den Nagel, mit dem er fixiert werden soll. So wissen Ärzte vor der Operation, welches der präzise passende Nagel ist. Oder wenn Gehörlosen eine Hörprothese eingesetzt wird. Dann kann die Prothese vorher, virtuell, am ausgedruckten Felsenbein, das das Innenohr umgibt, angepasst werden. Bei den ersten Patienten wurde das Verfahren bereits angewendet. „Wir brauchen etwa 100 Eingriffe, um sagen zu können, inwieweit sich die Verfahren bewährt“, sagt Adrian Ringelstein.

 
 

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