Interdisziplinäres Paper mit td-Beteiligung zu taktilem Feedback für die laparoskopische Ausbildung
Forschung · Kooperation · TU Dresden · Wissenschaft · 6. August 2024 · Ulrike Janssen ·
Schlagwörter: Ausbildung, CeTI, Chirurgie, Design, gestaltung, industrialdesignengineering, Industriedesign, Kraft, Laparoskopie, Medizin, minimalinvasiv, Paper, Produktdesign, taktil, td, TechnischesDesign, TUD, Vibrationsfeedback
Das kürzlich veröffentlichte Paper „Can you feel the force just right?“ präsentiert innovative Ansätze zur Verbesserung minimal-invasiver Operationen mithilfe eines haptischen Feedback-Systems. Es ermöglicht Chirurgen, taktile Rückmeldungen während eines Laparoskopie-Trainingseingriffs zu erhalten, um das Erlernen von chirurgischen Fähigkeiten zu verbessern.
Unsere interdisziplinäre Forschungsarbeit im Rahmen des Exzellenzclusters CeTI vereint Expertise aus den Bereichen technisches Design (Tina Bobbe, Yichen Fan, Lisa Marie Lüneburg), haptisches Feedback (Thomas Müller), Psychologie des Lernens (Susanne Narciss, Luca Oppici), Machine Learning (Sebastian Bodenstedt, Stefanie Speidel) und Medizin (Felix von Bechtholsheim, Universitatsklinik Dresden). Hintergrund dieser Studie: Die Handhabung von organischem Gewebe ist für Chirurgen von entscheidender Bedeutung und lässt sich nur schwer erlernen. Ziel war es daher, laparoskopische Instrumente mit verschiedenen integrierten taktilen Vibrationsfeedbacks zu entwickeln, indem verschiedene taktile Modalitäten variiert wurden, und deren Auswirkungen auf die Fähigkeiten zur Handhabung von Gewebe zu bewerten.
Besondere Highlights unserer Forschung:
🔹 Innovatives Feedback: Das System wurde entwickelt, um Chirurgen während der Operation taktile Rückmeldungen zu geben, was eine präzisere und sicherere Durchführung der Eingriffe ermöglicht.
🔹 Effektiveres Lernen chirurgischer Fähigkeiten: Unsere Tests haben gezeigt, dass das haptische Feedback die Fähigkeit der Chirurgen verbessert, den Kraftaufwand auf das Gewebe besser dosieren zu können und präzisere Bewegungen auszuführen. Dies konnte besonders bei Studierenden gezeigt werden.
In dieser multizentrischen Crossover-Studie führten chirurgische Anfänger und erfahrene Chirurgen zwei laparoskopische Aufgaben (Peg-Transfer, laparoskopische Naht und Knoten) mit drei Vibrations-Feedback-Modalitäten und einmal ohne jegliches Feedback in randomisierter Reihenfolge durch. Insgesamt 57 Probanden (15 Chirurgen, 42 chirurgische Neulinge) nahmen an der Studie teil. Bei der Peg-Transfer-Aufgabe gab es keine Unterschiede zwischen den taktilen Feedback-Modalitäten in Bezug auf die Kraftanwendung. In einer Untergruppenanalyse führte jedoch die Verwendung von einer vibrotaktilen Feedbackstrategie zu einem signifikant niedrigeren Kraftaufwand in der Studierendengruppe. Bei der laparoskopischen Naht- und Knotenaufgabe wendeten alle Teilnehmer bei Verwendung des Feedbacks signifikant geringere mittlere und Spitzenkräfte auf.
Die Ergebnisse zeigen, dass kontinuierliches taktiles Vibrationsfeedback den mittleren und maximalen Kraftaufwand während laparoskopischer Trainingsaufgaben senkt. Dieser Effekt ist bei anspruchsvollen Aufgaben wie dem laparoskopischen Nähen und Knotenbinden ausgeprägter und könnte für Studierende von größerem Nutzen sein. Laparoskopische Aufgaben ohne Feedback führen zu einer erhöhten Kraftanwendung.
Mit diesen Erkenntnissen können neue digitale Trainingsformen für die chirurgische Ausbildung für die Laparoskopie entwickelt werden. Wir hoffen damit dazu beizutragen, die Ausbildung von Chirurgen zu verbessern und so das Risiko von Gewebeschäden während laparoskopischer OPs zu reduzieren und die Erfolgschancen der Operationen zu erhöhen.
👉 Link zum Paper: https://link.springer.com/article/10.1007/s00464-024-10919-3
Sehr geehrte Damen und Herren,
als Elektro-/Nachrichtentechniker und Medizinphysiker befasste ich mich im Zuge meines nun bereits etwa 10 Jahre zurückliegenden Biomedical-Engineering-Studiums an der MedUni Wien ziemlich intensiv mit der Konstruktion und der Anwendung ELEKTROMAGNETISCH-INDUKTIVER SENSOREN [mit Abmessungen bis hinunter in den Sub-Millimeterbereich! Auch mit Array-Anordnungen solcher. Beispielsweise für Haut-/Finger-ähnliches Tasten/Ertasten.] für taktiles Feedback laparoskopischer Werkzeuge.
Nun flatterte mir soeben dieser Ihr Bericht
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auf den Bildschirm, der mich natürlich ganz massiv an meine seinerzeitigen Überlegungen und Seminarbeiträge erinnert und mich zu der vorläufig nur sondierenden Frage an Sie anregt, ob es denn für mich eine Möglichkeit gebe, die von mir ausgetüftelten Techniken und Methoden bei Ihnen irgendwie nutzbringend einzubringen. Völlig frei und zwanglos als Privatmann!!! Also nur von MEINEM Interesse getragen, meine Ideen einer Realisierung + wissenschaftlichen Untersuchung + Bewertung zuführen zu können!
Wenn sich diese Möglichkeit böte, dann würde ich mein seinerzeitiges Wissen wieder auffrischen, wobei ich gleich dazu erwähne, dass ich mit dieser meinerseits als wirklich reizvoll eingestuften Arbeit voraussichtlich erst etwa im kommenden Oktober beginnen könnte. Einer ggf. vorherigen persönlichen Besprechung der Sache an Ihrem Institut sehe ich meinerseits nichts entgegenstehen!
Ich würde mich über eine Stellungnahme ihrerseits freuen und verbleibe
mit freundlichen Grüßen
Franz Braunschmid
Dipl.-Ing. Franz Braunschmid, MSc
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