Simulator für Schlüssellochchirurgie
Karlsruher Wissenschaftler haben ein Endoskopie-Übungssystem entwickelt, mit dem Chirurgen am virtuellen Patienten trainieren können.
Wissenschaftler am Institut für angewandte Informatik des Forschungszentrums Karlsruhe haben ein Endoskopie-Trainersystem entwickelt, mit dem Chirurgen minimal invasive Eingriffe erlernen können. Patienten haben durch eine minimal invasive Operation eine Reihe von Vorteilen, denn die nur kleinen Schnitte der Operations-Instrumente verringern die späteren Wundschmerzen, erzeugen kleinere Operationsnarben und verkürzen die Genesungszeit.
Für den Arzt hingegen erschwert diese Operationsmethode die Arbeit, denn er operiert nicht mehr am offenen Körper, sondern durch kleine Hauteinschnitte hindurch mit endoskopischen Instrumenten und hat so mit eingeschränkter Sicht, verminderter Beweglichkeit und fehlendem Tastgefühl im Körper des Patienten zu kämpfen. Studien haben ergeben, dass Ärzte erst nach intensivem Training das richtige Gefühl für diese immer noch neue Art des Operierens bekommen; weniger geübte Ärzte müssen öfter die minimal invasive Methode während der OP verlassen und zur herkömmlichen offenen Operation zurückkehren, weil Komplikationen auftreten.
Beim Karlsruher Modell steht dem Chirurgen eine Imitation des Bauchraums mit elektromechanischer Instrumentenführung zur Verfügung. Er kann hieran mit Instrumenten wie Klammerhalter, Scheren und Endoskopen üben, die ihm auch im Operationssaal zur Verfügung stehen. Über eine grafische Hochleistungs-Workstation, die mit der im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelten Simulations-Software Kismet arbeitet, erhält der Operateur das virtuelle endoskopische Bild eines realen Bauchraums in Echtzeit errechnet auf dem Monitor angezeigt und kann so genau seinen Eingriff verfolgen. Dabei reagieren die im Bauchraum dargestellten Objekte wie Organe oder Blutgefäße realistisch auf die Manipulationen, sind deformierbar und bluten nach Schnitten mit dem Skalpell.
Durch die virtuelle Trainingssituation kann der Arzt eine Operation unter fast realen Bedingungen durchführen, den Umgang mit den Instrumenten üben und die wichtige Koordination von Händen (Instrument) und Augen (Monitor) erlernen. Ähnlich wie bei einem Flugsimulator zum Training der Piloten lassen sich über das Programm auch Komplikationen während der OP oder anatomische Besonderheiten eines Patienten einbauen, bestimmte Operationsabschnitte können beliebig oft hintereinander wiederholt werden.
Ein Nachteil des jetzigen Systems soll in naher Zukunft behoben werden. Ihm Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, www.bmbf.de) geförderten Verbundprojektes sollen die Karlsruher Forscher Grundlagen und Technologien für ein so genanntes haptisches System entwickeln, das dann auch den Tastsinn des Arztes unterstützt. Bislang erhält der Chirurg keine Rückkopplung des natürlichen Widerstands eines Organs über das Instrument und hat damit keine Möglichkeit, das zu operierende Medium zu ertasten. (Andreas Grote) / (em)
