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FFG Projektnummer 838519
Nationales Forschungskonsortium
Virtuelle simulationsbasierte Ausbildungsmethoden haben in den letzten Jahren in der Chirurgie an Bedeutung gewonnen. Durch besonders komplexe anatomische und chirurgisch-technische Voraussetzungen sind realitätsnahe virtuelle Trainingsmöglichkeiten in der Neurochirurgie nur schwierig bzw. unter hohem technischen Aufwand umsetzbar. Um eine realitätsnahe haptische Interaktion in Echtzeit in die virtuelle Simulation integrieren zu können, sind eine hohe Bildaktualisierungsrate und eine echtzeitfähige Kollisionserkennung erforderlich.
In einem FFG-geförderten Vorgängerprojekt wurde in Kooperation mit dem Institut für Neuroradiologie des Kepler Universitätsklinikums und der RISC Software GmbH ein virtueller Operationssimulator mit haptischer Interaktion für die virtuelle Klippung intracerebraler Aneurysmen entwickelt, an welchem Neurochiurginnen und Neurochirurgen unterschiedlicher Ausbildungsstufen virtuelle Aneurysmaoperationen durchführen können.
Im Rahmen dieser Operationssimulation kann nach Start der Software, Lagerung des virtuellen Schädels und Durchführung einer pterionalen Craniotomie, eine bimanuale Operation mit Hilfe zweier haptischer Eingabegeräte durchgeführt werden. Die Klippung des virtuellen Aneurysmas erfolgt durch eine originale Klipzange, die mit einem haptischen Eingabegerät verbunden ist. Die Verformung der Gefäße und des Aneurysmas während des Klipvorgangs werden simuliert. Das Aneurysma kann mit mehreren Klips versorgt werden.
In einem weiteren Schritt soll nun nicht nur die Operation vordefinierter „Trainingsaneurysmen“ zu Ausbildungszwecken simuliert, sondern reale Aneurysmaoperationen am Vortag des Eingriffes standardisiert simuliert werden. In Kenntnis der individuellen Anatomie der Patientinnen und Patienten können Zugangsplanung und Klipauswahl nötigenfalls vor dem Eingriff geändert und die Operationsstrategie reevaluiert werden.
In einer rezenten Pilotstudie konnte eine hohe Korrelation zwischen der Operationssimulation am Vortag und der tatsächlichen Operationssituation in „tomorro's patient“ dokumentiert werden. Als nächster Schritt wird die Reliabilität einer solchen präoperativen simulationsbasierten Eingriffsplanung in einem größeren Patientenkollektiv evaluiert.
- Gmeiner M, Fenz W, Dirnberger S, Thumfart S, Trenkler J, Gruber A. „Virtual Aneurysm“ – Virtuelles Clipping zerebraler Aneurysmen in der neurochirurgischen Ausbildung. J Neurol Neurochir Psychiatr 2017;18:94-98.
- Gmeiner M, Dirnberger J, Fenz W, Gollwitzer M, Wurm G, Trenkler J, Gruber A. Virtual cerebral aneurysm clipping with real-time haptic force feedback in neurosurgical education. World Neurosurgery 2018 [in print]
- Wurm G, Tomancok B, Pogady P, Holl K, Trenkler J. Cerebrovascular stereolithographic biomodelling for aneurysm surgery. Technical note. J Neurosurg 2004;106:97-103.
- Wurm G, Lehner M, Tomancok B, Kleiser R, Nussbaumer K. Cerebrovascular biomodeling for aneurysm surgery: simulation based training by means of rapid prototyping technologies. Surg Innov 2011;18:294-306.
