ISTT - Innovative Surgical Training Technologies - Leipzig

Das ForMaT-Vorhaben

Ausgestattet mit modernsten Geräten für minimalinvasive Eingriffe sowie computergestützten Bildgebungs- und Assistenzsystemen ermöglichen moderne Operationssäle komplizierte Eingriffe, verlangen aber ebenso zusätzliches Know-how vom medizinischen Personal bei der Bedienung der Geräte und der Interaktion mit anderen Spezialisten im OP. Traditionell durchlaufen Chirurgen eine lange Ausbildungszeit, in der im Operationssaal der Patientenkontakt, die Aufgabenstellung, die Verantwortlichkeit und die Autonomie stetig und langsam zunehmen. Die Ausbildung ist ein Prozess, der sich über viele Jahre erstreckt. Dieser Prozess soll nun durch chirurgische Simulations- und Trainingsszenarien ergänzt werden; vergleichbar mit Flugsimulationen, die in der Luftfahrt standardisiert für das Training eingesetzt werden, sollen Chirurgen neben Basisprozeduren vor allem das Verhalten in Notfall- und Stresssituationen trainieren können. Bisher werden solche Trainingsmethoden in der Medizin vor allem für Anästhesisten eingesetzt.
 

Die Ziele

Ein wesentliches Ziel des ForMaT-Vorhabens ist somit der Aufbau von Trainingssystemen, die für szenariobasiertes Team- und Komplikationstraining von Chirurgen eingesetzt werden können. Der Chirurg wird in solchen Trainings komplexe Entscheidungen und Fertigkeiten trainieren, ohne dabei Patienten zu gefährden. Hierfür entsteht ein moderner Trainings-OP, in dem unter Anleitung von erfahrenen Chirurgen und Psychologen Trainings durchgeführt werden können.
 

Die thematischen Schwerpunkte

Das Innovationslabor besteht aus vier Forschungsgruppen:
 

Gruppe 1: Materialeigenschaften und Biomechanik (Biomechanics Lab)

Basis des innovativen Trainingssystems ist die Nachbildung der Anatomie und Physiologie des menschlichen Körpers. Beide, Anatomie und Physiologie, sind hochkomplex. Die Knochenstruktur kann dabei noch vergleichsweise einfach mittels Rapid-Prototyping-Verfahren auf Gipsbasis nachgebildet werden. Für Weichgewebe gestaltet sich dies bedeutend schwerer, da es sich in differenzierter Weise im Körper darstellt. Insbesondere pathologisches (krankhaftes) Gewebe hat unterschiedliche Ausprägungen in Aussehen und Haptik. Ziel der Gruppe 1 ist die Modellierung eines „Simulations-Patienten“ anhand von präoperativen Bildern und biomechanischen und physiologischen Untersuchungen.
 

Gruppe 2: Sensorik (Sensory Lab)

Die Bewertung des Trainingserfolgs sowie der Qualität des Medizingerätes stellt vielfältige Aufgaben an das Trainingsszenario. Ziel ist die Modellierung und Bewertung sowohl des Schadens als auch des Nutzens, den der Trainee durch die chirurgischen Instrumentarien am Patientenmodell ausübt. Einerseits sind dabei Fehler bzw. Verletzungen des „Simulations-Patienten“ durch die Instrumentarien während der Operation zu detektieren, andererseits soll der Operationserfolg für den Auszubildenden bewertet werden.
 

Gruppe 3: Visualisierung und didaktische Trainingspläne (Virtual Mentor Lab)

Ziel der Arbeitsgruppe ist die passgenaue Entwicklung von Trainingsplänen. Methodisch wird sich die Arbeitsgruppe dabei an Erkenntnissen aus der Luftfahrt (Flugsimulation, Pilotenunterstützung) sowie Konzepten der erwachsenenpädagogischen Didaktik und der pädagogischen Psychologie orientieren. Dazu werden Softwareassistenten (virtuelle Mentoren) implementiert, die den Ablauf des Trainings überwachen und ein passgenaues Feedback an den Trainee abgeben können. Auf der Basis szenariobasierten Designs wird eine Softwareplattform entwickelt, die sich den persönlichen Voraussetzungen und dem Fähigkeitslevel des Lernenden anpassen kann sowie Lernwirksamkeitskontrollen und die Selbstbestimmung im Lernprozess ermöglicht. Diese virtuellen Mentoren werden durch menschliche Mentoren (Ärzte und Psychologen) ergänzt.
 

Gruppe 4: Business Lab

Das Business Lab arbeitet in enger Zusammenarbeit mit der Initiative SMILE – Selbst Management Initiative Leipzig an der Entwicklung von Verwertungskonzepten für das Projekt.
 

Die Partner

  • Universitätsklinikum Leipzig, Klinik und Poliklinik für Neurochirurgie
  • Universität Leipzig, Medizinische Fakultät, Institut für Anatomie
  • Innovation Center Computer Assisted Surgery (ICCAS)
  • SMILE – Selbst Management Initiative Leipzig
  • International Reference and Development Centre for Surgical Technology (IRDC)

Kontakt

Dr. Werner Korb
Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK Leipzig)
Innovative Surgical Training Technologies (ISTT)
Eilenburger Straße 13
04317 Leipzig
Tel: 0341 3076-3101
Fax: 0341 3076-85 3101
E-Mail: werner.korb[at]fbeit.htwk-leipzig.de



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