Moderne Trainingsmethoden für die Kopfchirurgie

 

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Zusammenfassung

Hintergrund: Chirurgische Geschicklichkeit erfordert Training an realitätsnahen Szenarien. Herkömmliche Verfahren (praktische Übungen, anatomische oder Kadaverpräparate) werden zunehmend durch die objektiven Randbedingungen (OP-Saal-Kosten, Qualitätsmanagement, Präparateverfügbarkeit und -kosten) erschwert. Andererseits können mithilfe der Virtuellen Chirurgischen Realität (VCR) chirurgische Abläufe zunehmend realitätsecht nachgebildet werden.

Methoden: Wir untersuchten den prinzipiellen Aufbau eines VCR-Systems und evaluierten es mit standardisierten Messreihen bei 30 Probanden am Beispiel der Antrotomie und der Ventrikulozisternostomie. Ein standardisiertes Messprotokoll umfasste Zeit des Eingriffs, Kollisionen und fatale Verletzungen von Risikostrukturen bei insgesamt 15 Durchgängen je Proband. Zusätzlich wurde mit dem LOT (Medical Level of Trust) das Vertrauen in das chirurgische Szenario und damit die Qualität von Volumenabbildung, Textur und haptischer Rückinformation von den Probanden eingeschätzt.

Ergebnisse: Der Lerneffekt lässt sich für beide virtuelle Szenarien bestätigen. Das Szenario Mastoid erreicht ein Gesamtvertrauensindex von 75. Das Szenario Ventrikel wird mit einem Gesamtvertrauensindex von 84 bewertet. Die benötigte Zeit zur Eröffnung des Mastoids sinkt von durchschnittlich 15,0 Minuten (Gruppe A) und 22,5 Minuten (Gruppe B) um 37 % auf 9,5 (Gruppe A) und um 56 % auf 10,0 Minuten (Gruppe B). Das Vertrauen der operativ erfahrenen Anwender (Gruppe A) in das entwickelte VCR-Szenario lag grundsätzlich über dem Mittelwert 50. Das virtuelle haptische Ergebnis wurde bei beiden Szenarien überdurchnittlich gut bewertet.

Schlussfolgerungen: Zukünftige patientenindividuelle Szenarien legen die Nutzung als Planungsmodell nahe. VCR-Systeme besitzen das Potenzial, mittelfristig das chirurgische Training zu verbessern.

Abstract

Background: Surgical skill requires training at close-to-reality scenarios. Conventional procedures (practical exercises, anatomical or animal cadavers) are increasingly in conflict with objective parameters (costs of OR, quality management, cadavers availability and cost). Surgical procedures can be covered by using Virtual Surgical Reality (VSR).

Methods: We examined the principle of a VSR system and evaluated the results with 30 probands by the example of modified radical mastoidectomy and ventriculocisternostomy. Probands were divided in experienced (A) and non-experienced surgeons (B). The protocol included time of surgery, collisions and fatal injuries at altogether 15 passages (10 passages - break of 14 days - 5 passages). Additionally the Medical Level of Trust (LOT) describes the confidence into the surgical scenario and thus the quality by volume illustration, texture and haptic data feedback to the user. We used a numeric scale between 0 and 100 and the starting point of 50.

Results: The learning effect can be confirmed for both virtual scenarios. The mastoid scenario reaches a total confidence index LOT of 75. The ventricle scenario is evaluated with a total confidence index of 84. The necessary time for the opening of the antrum is reduced from 15.0 minutes (group A) and 22.5 minutes (group B) around 37 % to 9, 5 (group A) and around 56 % to 10.0 minutes (group B). The virtual haptic result was evaluated positive in both scenarios.

Conclusions: VSR systems have the potential to revolutionize surgical training. All surgical experienced probands evaluated the VSR-scenario as near-to-reality. „Suspension of Disbelief” is the major condition for effective virtual reality training systems.

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Dr. med. Gero Strauß

Klinik und Poliklinik für HNO-Heilkunde/Plastische Operationen (Dir.: Univ.-Prof. Dr. Andreas Dietz), Innovation Center Computer Assisted Surgery ICCAS, Universität Leipzig

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Email: strg@medizin.uni-leipzig.de