Eine virtuelle Operation ist eine computergestützte Simulation eines chirurgischen Eingriffs, die dazu dient, Ärzte zu schulen und auf tatsächliche Eingriffe vorzubereiten. Dies ermöglicht es Chirurgen, heikle Operationen durchzuführen, ohne möglicherweise das Leben eines Patienten zu riskieren. Neben detaillierten dreidimensionalen Bildern der an der Operation beteiligten Körperorgane umfassen die fortschrittlichen Setups die haptische Technologie, ein taktiles Feedback-System, das den von den virtuellen Organen ausgeübten Rückendruck simuliert. Das Ergebnis ist eine ausgeklügelte Simulation, bei der der Benutzer die virtuelle Operation realistisch sehen und fühlen kann.
Die meisten virtuellen chirurgischen Verfahren verwenden eine Kombination aus Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT), um ein detailliertes dreidimensionales Modell des Organs und des Patienten zu erstellen. Durch die Kombination von Scans können Chirurgen jederzeit sowohl die Oberfläche als auch das Innere des Organs sehen. An den Operationsinstrumenten angebrachte Bewegungssensoren simulieren jede Aktion, die an den virtuellen Organen vorgenommen wird, und ermöglichen es Chirurgen, das Bild wie bei einer tatsächlichen Operation zu manipulieren. Geräte mit haptischer Technologie hingegen simulieren das physische Erlebnis der Operation durch eine Kombination von Kraft, Bewegung und Vibration, die auf den Bewegungen des Chirurgen basiert. All diese Elemente werden kombiniert, um es einem Chirurgen zu ermöglichen, ein virtuelles Organ zu „berühren“, es zu manipulieren und die Ergebnisse zu fühlen.
Dies ist besonders nützlich bei Eingriffen, bei denen Ärzte die Organe, an denen sie arbeiten, nicht physisch sehen können, wie bei der laparoskopischen Chirurgie. Bestimmte Verfahren erfordern Einschnitte, um Zugang zu inneren Bereichen von Organen zu erhalten. Die Größe der Schnitte muss minimal gehalten werden, um Risiken für die Gesundheit des Patienten zu reduzieren. Um Einblick in das Organ zu erhalten, führen Chirurgen eine kleine laparoskopische Kamera durch den Schnitt ein. Die virtuelle Chirurgie trainiert Ärzte für diese Art von Operation, indem sie es ihnen ermöglicht, mit Bildern zu arbeiten, die auf Monitoren angezeigt werden, anstatt mit direktem Blick auf das Organ.
Hochrisiko-Eingriffe, wie die Entfernung von Hirntumoren, werden oft vor der eigentlichen Operation durch virtuelle Operationen simuliert. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern während der eigentlichen Operation erheblich, da der virtuelle Eingriff an einer Nachbildung des Organs des Patienten durchgeführt wird. Chirurgen können sich auch auf ein Worst-Case-Szenario vorbereiten, indem sie Komplikationen während der virtuellen Operation simulieren. Darüber hinaus können Chirurgen auch an ihrer Fähigkeit gemessen werden, den Eingriff durchzuführen, bevor ein möglicherweise unfähiger Arzt dem Patienten Schaden zufügt.
Vorteile wie diese verbessern die Ethik in der medizinischen Praxis. Das Null-Risiko-Training durch virtuelle Chirurgie hilft, Behandlungsfehler und Operationsunfälle zu vermeiden. Es beseitigt auch die Notwendigkeit für Studenten und Fachleute, Verfahren an Kadavern zu üben, die andernfalls unethisch beschafft werden könnten.