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Können Chirurgen mit Gaming-Technologie trainiert werden?

In diesem Monat wurde die erste "Virtual-Reality-Operation" durchgeführt, bei der untersucht wurde, wie das Oculus Rift-Headset dem chirurgischen Training zu Gute kommt. Wir untersuchen diese und andere unerwartete Zusammenarbeiten zwischen Chirurgie und Spieltechnologie.
Dr. Thomas Gregory, dessen Operation für die Oculus Rift gefilmt wurde.
Bildnachweis: Rémi Rousseau

Im März dieses Jahres erwarb Facebook das Technologie-Start-up Oculus VR, Entwickler des von Kickstarter finanzierten Oculus Rift Virtual Reality (VR) -Headsets für insgesamt 2 Milliarden Dollar.

Die Nachricht vom Kauf wurde von der Gaming-Community angefeindet. The Rift gilt als die nächste große Entwicklung im Gaming-Bereich, und die Branche war misstrauisch gegenüber der Frage, welche Agenda ein Information-Riese wie Facebook für die Technologie haben würde.

Zum Beispiel, unmittelbar nach der angekündigten Übernahme, hat Markus Persson - Schöpfer des preisgekrönten Worldbuilding-Spiels Minecraft - abrupt einen Deal annulliert, um Minecraft zum Riss zu bringen, zwitschernd: "Ich habe gerade diesen Deal abgesagt. Facebook schleicht mich aus."

Gaming-Enthusiasten waren wenig begeistert von Facebook-Chef Mark Zuckerburg Pläne für die Technologie, die sie mitfinanziert, die es schien, nicht mehr Spiele als das Hauptziel der Rift. Stattdessen sprach Zuckerburg davon, die Oculus Rift zu einer "neuen Kommunikationsplattform" zu machen.

"Wir werden Oculus zu einer Plattform für viele andere Erfahrungen machen", erklärte der Unternehmer. "Stellen Sie sich vor, Sie genießen einen Gerichtssitz bei einem Spiel, lernen in einem Klassenzimmer von Schülern und Lehrern auf der ganzen Welt oder beraten sich mit einem Arzt von Angesicht zu Angesicht - einfach indem Sie in Ihrem Haus eine Brille aufsetzen."

Während die Befürchtung, dass Gaming-Technologie der nächsten Generation auf ein Peripheriegerät reduziert wird, um die Facebook-Erfahrung immer eindringlicher zu machen, nicht unangemessen ist, könnte es sein, dass die Fan-Reaktion auf die Übernahme reflexartig und reaktionär war.

Vielleicht hat der Riss eine breitere Anwendung als nur Spiele. Zum Beispiel könnte es in der Gesundheitsversorgung verwendet werden?

Virtuelle Realität Chirurgie

Bereits experimentieren Gruppen mit der Technologie in einem medizinischen Kontext. Anfang dieses Monats arbeiteten Wissenschaftler, Videofilmer und Chirurgen an der ersten Operation "Oculus Rift".


Der Rift soll das erste VR-Headset sein, das beim Verbraucher vermarktet wird und Smartphone- und Desktop-Plattformen unterstützt. Die Virtual-Reality-Technologie war bisher unerschwinglich teuer.

Das Projekt wurde von Rémi Rousseau konzipiert, einem französischen Ingenieur und VR-Enthusiasten, der über seine Arztfrau das Potenzial der Technologie als Ausbildungshilfe für Chirurgen erkannte. Rousseau hat sich mit der MOVEO Foundation zusammengeschlossen, um praktisch zu zeigen, welche Rolle die Oculus Rift dabei spielen könnte.

Rousseau erklärt, dass die Verwendung von VR zu Schulungszwecken nicht neu ist, da virtuelle Realität simulierte Umgebungen seit mehr als 35 Jahren im militärischen Training verwendet werden.

"Die Vorteile, die dadurch entstehen, dass man in der Lage ist, unerfahrenes Personal in einer simulierten Umgebung mit geringem bis keinem Risiko auszubilden, werden von der medizinischen Fachwelt seit langem geschätzt", schrieb er, jedoch sei die "Vision einer qualitativ hochwertigen VR-Chirurgieausbildung offensichtlich aber die Verwendung wurde nicht in großem Umfang angenommen. "

Die Gründe für die geringe Aufnahme von VR in solchen Einstellungen sind weitgehend finanzieller Natur. Mit der Unterstützung von Apple-, Android-, Windows- und Linux-Smartphone- und Desktop-Plattformen wird der Rift das erste VR-Headset sein, das beim Verbraucher vermarktet wird. Die Virtual-Reality-Technologie war bisher unerschwinglich teuer und schwierig in bestehende Software und Hardware zu integrieren.

"The Rift wird kein medizinisches Gerät sein - Facebook möchte sich wahrscheinlich nicht mit Problemen der [Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde] befassen, und der medizinische Markt ist eine kleine Nische im Vergleich zu ihrem üblichen Publikum", gibt Rousseau zu.

"Aber die Rift, wenn sie weit verbreitet ist, könnte ein wertvolles Werkzeug für Ärzte sein. Als [mit] dem iPhone werden sie es nicht als medizinisches Werkzeug kaufen, sondern als [mit] dem iPhone, werden sie es als benutzen Sie werden es nutzen, um Fälle, Operationen, 3D-Bilder und komplexe Daten zu visualisieren. "

In Rousseaus Experiment wurden zwei synchronisierte winzige GoPro-Kameras auf den Kopf des Chirurgen Dr. Thomas Gregory montiert, während er eine totale Hüftendoprothese durchführte. Die Idee war, hochauflösende 3D-Aufnahmen der Operation aus der Perspektive des Chirurgen zu erfassen. Beim Betrachten durch den Kopfhörer des Risses hat der Betrachter das Gefühl, im Körper des Chirurgen zu sein und die Prozedur durch seine Augen zu beobachten.

"Wenn man als Chirurg in der Ausbildung ist, hat man während der Operation immer eine Aufgabe", erklärt Rousseau. "Es wird dann schwierig zu sehen, was der Hauptchirurg macht. Eine Operation in den Schuhen des Chirurgen dank der Rift zu leben, ist sehr nützlich, um die Operation im Detail zu wiederholen, Pause, vor oder zurück. Es kann auch eine sein inspirierende Möglichkeit, neue Techniken unter Chirurgen zu teilen und zu lernen. "

Sie können das Video im folgenden Video ansehen:

Rousseau behauptet, dass dies erst der Anfang ist und das nächste Ziel für das Team die Interaktion ist - die Möglichkeit, an einem vollständigen, simulierten chirurgischen Eingriff teilzunehmen.

Angesichts der Tatsache, dass die aktuelle Iteration des Rift nur 350 Dollar kostet, während Radiologie-Bildschirme derzeit für über 15.000 Dollar gehandelt werden, schlägt Rousseau vor, dass - wenn die Bildschirmauflösung des VR-Geräts verbessert wird - es sogar ein brauchbares radiologisches Interpretationswerkzeug sein könnte.

Er addiert:

"Es ist klar, dass die technischen Fortschritte des Oculus-Teams (etwa bei der Latenzreduktion), der systematische Austausch ihrer Forschungsergebnisse und das Aufkommen von fähigen VR-Entwicklern unter Spieleentwicklern das Gebiet der medizinischen VR für die nächsten Jahrzehnte ankurbeln wird.Auf den Schultern von Oculus werden sicherlich andere medizinische Firmen stehen, die beispielsweise spezifischere medizinische VR-Hardware für die mikroinvasive Chirurgie bereitstellen werden. "

Dies ist jedoch nicht das erste Mal, dass die Spieltechnologie als chirurgisches Trainingsinstrument untersucht wurde.

High-School-Spieler gegen ausgebildete Chirurgen

Im Jahr 2012 entwickelten Forscher der medizinischen Fakultät der University of Texas (UTMB) in Galveston ein Experiment mit virtuellen chirurgischen Instrumenten. Die Forscher verglichen die Fähigkeiten von UTMB-Bewohnern mit denen von High-School- und College-Gamer bei der Steuerung eines Roboters, der die physikalischen Funktionen der Chirurgie nachbildete - und die Fähigkeiten in 32 Kategorien, einschließlich Hand-Auge-Koordination, Druck auf die Kontrollen gemessen und Zeit.

Sie können den Test in Aktion im folgenden Video sehen:

Die Studie berichtete, dass die Spieler im High School-Alter (die 2 Stunden Videospiele pro Tag spielten) besser abschnitten als die Spieler im Collegealter (die 4 Stunden Videospiele pro Tag spielten) und die medizinischen Bewohner (die weniger Erfahrung mit Spiele als die anderen beiden Gruppen).

Als die Forscher die Gruppen jedoch dazu brachten, eine komplizierte Operationstechnik ohne die Roboterhilfe aus dem ersten Test durchzuführen, waren die UTMB-Bewohner die klaren Anführer in diesem Experiment, bei dem verschiedene kognitive Merkmale getestet wurden.

Obwohl die Studie nicht darauf hinweist, dass für die Operation, ausgebildete medizinische Bewohner sollten zugunsten von Call of Duty besessenen Jugendlichen beiseite geschoben werden, führende Autor Dr. Sami Kilic - Associate Professor und Direktor der minimal-invasiven Gynäkologie in der Abteilung für Geburtshilfe und Gynäkologie bei UTMB - sagt, dass die Ergebnisse Auswirkungen auf das chirurgische Training haben.

"Die Inspiration für diese Studie entstand erst, als ich sah, wie mein Sohn, ein begeisterter Videospiel-Spieler, die Leitung eines Roboter-Simulators bei einer medizinischen Tagung übernimmt", erklärt Dr. Kilic. "Ohne formelle Ausbildung war er sofort mit der Technologie und der Art der Bewegungen vertraut, die erforderlich sind, um den Roboter zu bedienen."

"Die meisten Ärzte, die heute in der Praxis tätig sind, haben in der medizinischen Fakultät nie Robo-Chirurgie gelernt. Da wir jedoch Schüler mit verbesserter visuell-räumlicher Erfahrung und Hand-Augen-Koordination sehen, die sich aus der technologisch versierten Welt ergeben, sollten wir überlegen, wie sie am besten abschneiden um diese Generation zu unterrichten. "

Eine Studie von Forschern der Universität von Rom in Italien aus dem Jahr 2013, veröffentlicht in Plus eins, untersuchte auch die Vorteile eines 4-wöchigen strukturierten Trainingsprogramms mit der Nintendo Wii, um angehende Chirurgen auf minimal-invasive Operationen (Laparoskopie) vorzubereiten.

In der Studie wurden 42 Postgraduate-Bewohner geschult, einen validierten laparoskopischen Simulator zu verwenden, und wurden dann in Gruppen randomisiert, die entweder mit einer Nintendo Wii trainieren oder kein Wii-Training hatten.

Schüler der Wii-Gruppe spielten an der Konsole 1 Stunde lang, 5 Tage die Woche, 4 Wochen lang Tennis- und Kampfspiele. Die Forscher fanden heraus, dass die Wii-Schüler höher punkteten als die Kontrollen, als sie anschließend an den Standard-Simulatoren getestet wurden.

Sie führen diese Erhöhung der Punktzahlen auf eine verbesserte Hand-Augen-Koordination zurück, die durch das Videospiel-Trainingsprogramm verfeinert wurde, und schlagen vor, dass die Wii "neben einer standardmäßigen chirurgischen Ausbildung ein hilfreicher, preiswerter und unterhaltsamer Teil der Ausbildung junger Laparoskopiker sein könnte auf Simulatoren und dem Operationssaal. "

Aufladetraining mit Simulator-Apps für Operationen

Neben der Nutzung regelmäßiger Videospiele zur Verbesserung der Hand-Augen-Koordination haben sich einige Chirurgen auch selbst auf den Spielemarkt begeben. Jean Nehme, Andre Chow, Sanjay Purkayastha und Advait Gandhe sind ein Team von britischen Chirurgen, die eine "mobile chirurgische Simulator" -App, Touch Surgery, entwickelt haben.

Spielen Sie das Video unten, um die App in Aktion zu sehen:

Kräftig detailliert bietet Touch Surgery anatomisch genaue Simulationen von 30 verschiedenen chirurgischen Eingriffen. Jede Operation ist in eine Reihe von Schritten und Entscheidungspunkten unterteilt.

"Es gibt ein Sprichwort, dass Entscheidung viel wichtiger ist als Einschnitt", sagte Nehme der britischen Zeitung Der Wächter. "Bevor du schneidest, musst du dir deiner Entscheidung sicher sein und was als nächstes kommt. Es sind ungefähr 75% Entscheidungsfindung und 25% technische Fähigkeiten. Der interaktive Lernprozess hilft dir, Risiken zu erkennen - wann solltest du diesen Nerv spüren Wann sollten Sie sich dieser Arterie bewusst sein?

Die App wurde als Reaktion auf die europäische Arbeitszeitrichtlinie geschaffen, die die Arbeitszeit der Ärzte von etwa 100 pro Woche auf nur noch 40 Stunden reduziert, was laut dem Touch Surgery-Team verhindert hat, dass die angehenden Chirurgen die Erfahrung bekommen, die sie brauchen.

Das Team sagt, dass die Patienten die App auch nützlich finden, um die Verfahren zu verstehen, für die sie benannt wurden, und sie integrieren aktiv Feedback von anderen Chirurgen.

"Ein leitender Berater sagte uns, dass er oft das gleiche Problem mit einer Hüftoperation hatte", sagte Nehme. "Eine bestimmte Vene würde immer geschnitten werden, was eine Menge Blutungen verursachen würde, was sehr schwer zu vermeiden war. Aber er entdeckte, dass das Ausrenkeln der Hüfte dieses Problem vollständig löste. Wir sind scharf darauf, die Kraft der Erfahrungen verschiedener Menschen zu nutzen, also ihre Techniken kann geteilt und diskutiert werden. "

Inwieweit diese Ansätze - Virtual-Reality-Chirurgie, Super-Smash-Bros-Trainingsprogramme oder sogar Apps - ihren Neuheitsstatus in brauchbare Trainingshilfen verwandeln können, bleibt abzuwarten.

Sicherlich bewegt sich die Gaming-Technologie in Richtung eines Ortes, an dem ihre Anwendungen weit über die Nische der Videospiele hinausreichen, und mit einer Überlappung einiger Fähigkeiten zwischen Expertenspiel und chirurgischer Genauigkeit könnte es noch weitere Möglichkeiten geben, die diese beiden Disziplinen lernen könnten von einander.

Allerdings scheint in den vergangenen Jahren der Trend zur Vermittlung von Schulungen durch die virtuelle Online-Welt Second Life in jüngster Zeit abgeflaut zu sein, da die Neuheit abgenutzt ist. Könnte die Integration mit der Oculus Rift das Interesse an dieser und anderen Chirurgie-Spiel-Übergängen wecken, oder ist die Rift-als-chirurgische Hilfe dazu verdammt, einer ähnlichen konischen Bahn zu folgen?

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