In einer Kooperation der Hochschule Trier (Fachbereich Technik), dem Krankenhaus der Barmherzigen Brüder Trier und dem Medizincampus Trier (MCT) der Universitätsmedizin Mainz haben angehende Medizinerinnen und Mediziner seit Kurzem die Möglichkeit, bereits während ihres Studiums am Operationstisch aktiv zu werden und an realitätsnahen Trainingsmodellen chirurgische Eingriffe in der Neurochirurgie zu trainieren. Ermöglicht wurde dies durch Studierende der Studiengänge Maschinenbau sowie Sport- und Rehatechnik / Medizinisches Ingenieurwesen. Mithilfe der 3DEXPERIENCE Plattform von Dassault Systèmes haben sie ein 3D-Modell eines menschlichen Schädels rekonstruiert und zu einem realistischen, im 3D-Druck gefertigten Trainingsmodell weiterentwickelt.
Das Erlernen und Üben manueller Techniken erfolgt üblicherweise an kostenintensiven und begrenzt verfügbaren menschlichen Körperspenden. Im Rahmen des preisgekrönten Projekts HAMLET (Haptische Anwendungen für medizinisches Lernen, Experimentieren und Lehren) rekonstruierten sie aus anonymisierten medizinischen Bilddaten aus CT- und MRT-Scans ein 3D-Modell und entwickelten damit ein modulares Trainingsmodell zum Erlernen wichtiger Sequenzen von operativen Eingriffen.
Für die Studierenden bot sich dadurch nicht nur die Gelegenheit, mit der 3DEXPERIENCE Plattform als relevantes Industriewerkzeug zu arbeiten. Sie eröffneten ihren Kommilitonen sowie den Assistenzärztinnen und -ärzten sowie jungen Chirurginnen und Chirurgen zugleich die Möglichkeit, Operationsszenarien realitätsnah und in einer stressfreien Umgebung zu üben. Dies dient langfristig der Patientensicherheit durch eine Minimierung chirurgischer Risiken.
Reibungslose Zusammenarbeit durch cloudbasierte Plattform
Dassault Systèmes pflegt seit Jahren eine enge Partnerschaft mit der Hochschule Trier und unterstützt die Studierenden mit uneingeschränktem Zugang zur 3DEXPERIENCE Plattform in der Cloud. Diese Innovationsplattform wurde auch bei der Entwicklung des Trainingsmodells für die Neurochirurgie eingesetzt – von der Designphase bis hin zur Fertigung erster Prototypen. Besonders die cloudbasierten, interdisziplinären Eigenschaften der Plattform ermöglichten es den Studierenden, während der Entwicklungsphase jederzeit und ortsunabhängig am Projekt zu arbeiten und stets in Kontakt mit dem Krankenhaus zu bleiben. Über einen Zeitraum von 18 Monaten wurde ein erstes im 3D-Druck gefertigtes Schädelmodell in enger Zusammenarbeit mit der neurochirurgischen Abteilung des Krankenhauses der Barmherzigen Brüder entwickelt sowie von den Studierenden und Ärzten evaluiert und optimiert.
Modulares Schädelmodell für die chirurgische Ausbildung
Studierende der Hochschule rekonstruierten dabei zunächst anonymisierte DICOM-Daten des Krankenhauses und entwickelten damit das modulare Trainingsmodell in der 3DEXPERIENCE Plattform. Das Konzept-Design des Modells besteht aus einer fixen Schädelbasis, ergänzt durch modular austauschbare Komponenten unterschiedlicher Materialien mit möglichst realistischen Eigenschaften. Besonders die Lifecycle-Management-Lösungen der Plattform erleichterten das Experimentieren mit verschiedenen Materialien, um schließlich ein Idealmodell des Schädels zu erschaffen.
Der modulare Aufbau ermöglicht nicht nur Einsparungen bei Material und Kosten, sondern bietet auch eine nachhaltige Lösung für die Ausbildung neurochirurgischer Fachärzte. Anwender können manuelle chirurgische Methoden wie das Öffnen eines Schädels und wichtige mikrochirurgische Basistechniken wiederholt üben – anders als bei gewöhnlichen Virtual Reality-Trainings mit echter OP-Technik, Computerassistenz und engem Realitätsbezug.
