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The first hybrid simulation platform for neurosurgery

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Erste hochrealistische hybride Simulationsplattform zur Ausbildung in der Neurochirurgie

Die hybride Simulationsplattform des Projekts UpSurgeOn Academy kombiniert erstmals digitale und physische Tools für die medizinische Ausbildung und assistenzärztliche sowie generelle neurochirurgische Weiterbildung.

Gesundheit

Die Ausbildung in der Neurochirurgie ist mit Studiengebühren von bis zu 60 000 EUR pro Jahr (basierend auf den Gebühren der Harvard Medical School) und durchschnittlich 15 Jahren Ausbildungszeit eine der teuersten und langwierigsten überhaupt. Daten des Weltverbands der Neurochirurgischen Gesellschaften (World Federation of Neurosurgical Societies, WFNS) zufolge, auf die sich das EU-finanzierte Projekt UpSurgeOn Academy stützt, führen die hohen Kosten dazu, dass fünf Millionen Menschen jährlich nicht behandelt werden und in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen rund 23 000 neurochirurgische Facharztstellen fehlen. Das Projekt UpSurgeOn Academy entwickelte daher eine hybride Simulationsplattform, die digitale und physische Methoden kombiniert, um dem Ausbildungsbedarf gerecht zu werden. „Mit der Entwicklung und Patentierung einer Plattform, die erstmals digitale und physische Methoden verschmilzt, können die nötige Wissensgrundlage und manuelle chirurgische Fertigkeiten gleichzeitig vermittelt werden“, erklärt Projektkoordinator Paolo Raimondo vom Unternehmen UpSurgeOn, dem Projektträger. Die seit Beginn des Jahres 2021 auf dem Markt aktive Arbeitsgruppe verzeichnet inzwischen mehr als 400 Kunden in 70 Ländern an Universitäten, unter Studierenden und in assistenzärztlicher Ausbildung. Nun soll auch in andere medizinische Fachrichtungen expandiert werden. „Das Interesse großer Unternehmen wie ZEISS, Leica, Integra und B. Braun an der Arbeit mit unseren Körpersimulationen ist enorm, denn so können neue Produkte getestet oder demonstriert werden, bevor unter realen Bedingungen operiert wird“, sagt Raimondo. Das in einer Studie der Harvard University am Massachusetts General Hospital validierte System steht kurz vor der Markteinführung.

Integriertes Lernen

Konkreter Anlass für UpSurgeOn Academy war die Tatsache, dass Assistenzärzte oder -ärztinnen, die ihre Ausbildung gerade abgeschlossen haben, bereits (oft hochriskante) Operationen durchführen, aber kaum reale Erfahrungen im Operationssaal machen konnten. Ihre Erfahrungen stammen daher meist aus dem Anatomielabor oder der chirurgischen Assistenz bei realen Operationen. Aus Kosten-, rechtlichen und ethischen Gründen wird der Unterhalt von Laboren jedoch immer schwieriger und der Zugang auf wenige Male im Jahr begrenzt. Die praktische Ausbildung direkt im Operationssaal wiederum birgt erhebliche Risiken für die zu Operierenden als auch die Krankenhäuser, die immer häufiger auf Kunstfehler verklagt werden. Laut UpSurgeOn Academy stieg die Zahl neurochirurgischer Behandlungsfehler seit den 1990er Jahren um 25 %, und 3 % aller Operierenden werden jährlich auf Behandlungsfehler verklagt. Die Trainingsplattform der UpSurgeOn Academy umfasst drei Module. Erstens eine Reihe von Schulungs-Apps für Grundwissen in 3D-Anatomie und Chirurgie. Zweitens ein „medizinisches Phantom“ – ein Körpersimulator für intrakranielle Anatomie („BrainBox“), der hinsichtlich Größe, Präzision und Struktur hochrealistisch ist. Schließlich können mittels erweiterter und virtueller Realität (AR und VR) auf der BrainBox Operationsszenarien nachgestellt werden. „Die gesamte virtuelle Simulation basiert auf hochpräzisen, wissenschaftlich fundierten anatomischen 3D-Modellen, aus deren Daten lebensechtes Gewebe simuliert und ein hochrealistisches chirurgisches Szenario erstellt wird“, fügt Raimondo hinzu. Bisher wurde das System in mehr als 30 Kursen erprobt. Zwölf der Kurse fanden im Rahmen eines globalen Schulungsprogramms in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen statt, 18 Kurse führte das Projekt in einkommensstärkeren Ländern durch.

Allgemeinzugang zu neurochirurgischer Ausbildung

Das System der UpSurgeOn Academy adressiert damit nicht nur in den Industrieländern den Fachkräftemangel in der Neurochirurgie, sondern fördert neurochirurgische Kapazitäten erstmals auch in Entwicklungsländern. „Ein persönliches Highlight für mich war, als wir am gleichen Tag einen Kurs in der Mayo Clinic, Florida, Vereinigte Staaten, und in Äthiopien durchführen konnten“, freut sich Raimondo. „In beiden Kursen waren Ausbildungsstandard, Motivation bei den Studierenden und auch das Ergebnis gleich: ein messbar höheres Kompetenzniveau.“ Das Team will die Technologie auch für chirurgische Bereiche wie Brust-, Herz- und sogar plastische Chirurgie ausweiten. Durch eine patientenspezifische Anpassung ist die BrainBox damit auch für spezifische Anatomien und Krankheitsbilder geeignet. Im Wesentlichen kann damit vor einer Operation der gesamte Verlauf virtuell durchgespielt werden.

Schlüsselbegriffe

UpSurgeOn Academy, Operation, Chirurgie, virtuelle Realität, VR, AR, Simulation, Medizin, Ausbildung

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