Der Patient hat Schmerzen. Irgendetwas am Kniegelenk. Der Orthopäde erfasst den Unterschenkel, zieht ihn vorsichtig zu sich heran. "Aua", entfährt es dem Kranken.

Ein zweiter Test, diesmal etwas kräftiger: "Auaaaahhhh." Das wäre wohl etwas heftig gewesen, hätte da wirklich ein leidender Mensch aus Fleisch und Blut gesessen. Doch der Schmerzensschrei entfuhr einem Bildschirm-Dummy, und der scheinbar so rücksichtslose Orthopäde ist in Wahrheit ein aluminiumblitzender Roboterarm.

Das Labor des Instituts für Steuerungs- und Regelungstechnik der Technischen Universität München sieht ein wenig aus wie die Werkstätte des Dr. Frankenstein im 21. Jahrhundert. Viele surrende Bildschirme, anatomische Modelle, ein Cyber-Handschuh, eine höchst futuristische Datenbrille, über einen Kunstkopf gestülpt. Alles verkabelt mit einer verborgenen Datenquelle. Robert Riener, Schöpfer des schmerzempfindlichen Cyber-Homunkulus, hält ein konventionelles Kniemodell in seinen Händen, mit künstlichen Knorpeln, Bändern, Sehnen. An ihm erklärt der 32-jährige Wissenschaftler die Funktionsweise des Gelenks. Mittels komplizierter Messungen und mathematischer Modelle hat er die komplexe Mechanik des Knies in die virtuelle Realität des Computers übersetzt.

Rieners Ziel ist eine möglichst wirklichkeitsnahe Simulation kranker wie gesunder Kniegelenke, mit deren Hilfe Orthopäden klinische Untersuchungsmethoden trainieren oder Operationen planen können. "Eine sehr effektive Erweiterung der Realität" nennt Riener sein Projekt vorsichtig, freilich noch lange nicht zu verwechseln "mit der Realität selbst".

Forschung auf dem Gebiet der virtuellen Realität (VR) in der Medizin ist derzeit en vogue, ähnlich wie die Medizin-Robotik, deren jüngste Erfolge gerade in deutschen Kliniken einen regelrechten Run von Ärzten und Patienten auf die stählernen Kollegen ausgelöst haben. Zahlreiche Wissenschaftler im In- und Ausland widmen sich der Entwicklung von VR-Techniken in der Ausbildung und beim Training von Medizinern. Im Forschungszentrum Karlsruhe etwa beschäftigt sich ein Team um den Wissenschafler Uwe Kühnapfel mit der Simulation minimalinvasiver Eingriffe bei der schonenden Inspektion und Chirurgie der Bauchhöhle. Ähnliche Anstrengungen werden auch in der Gynäkologie, der Augenchirurgie und der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde unternommen. Noch ist keines dieser Systeme kommerziell erhältlich.

Die Visionen der Forscher unterscheiden sich kaum. Irgendwann einmal, so die Hoffnung, soll das Training am Medizin-Simulator für Medizinstudenten und Ärzte ebenso selbstverständlich sein wie die Flugsimulation für angehende und aktive Piloten. Übungen und Versuche am menschlichen Leichnam und an Tieren sowie belastende Tests an kranken Menschen könnten dadurch überflüssig werden.

Dass sich Riener in München ausgerechnet dem Kniegelenk widmet, hat seinen Grund: Die Anatomie und Pathologie dieses hochkomplizierten Körperteils gilt als eine besondere Herausforderung für jeden Orthopäden. Und: Die Zahl von Knieverletzungen hat in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen, was der Überalterung der Gesellschaft und einem risikoreicheren Freizeit- und Sportverhalten geschuldet ist.