Studenten am Eyesi-Simulator

VR steht für „Virtuelle Realität“.
VRmagic ist ein Unternehmen in Mannheim, das Pionier-Arbeit in der Entwicklung von Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Simulatoren für die medizinische Ausbildung leistet. VRmagic hat gemeinsam mit Herrn Prof. Dr. Koch und der Abteilung für Glaskörper- und Netzhautchirurgie das Simulationssystem Eyesi weiterentwickelt.
Herr Dr. Clemens Wagner ist Physiker und leitet die Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Firma VRmagic.

Interview mit Herrn Dr. Clemens Wagner (VRmagic)

„PULS.“: „Herr Dr. Wagner, was fasziniert Sie selbst am Eyesi-Simulator?“
Dr. C. Wagner: „Die Kombination von Computergraphik, Simulation und didaktischer Anwendung ist etwas ganz Besonderes.
Man arbeitet am Eyesi in einer realistischen Arbeitsumgebung mit echten Instrumenten. So können Auszubildende in der virtuellen Realität manuelle Fertigkeiten trainieren und ihr theoretisches Fachwissen durch tatsächliche Erfahrungen in der Anwendung ergänzen. Dieser Erfahrungsschatz kann direkt auf die reale Operationssituation übertragen werden.
Ein echtes manuelles Lernen ist bei VR-Systemen sehr selten!
Meistens sind solche Systeme wesentlich abstrakter. Die Idee, einen Simulator wie das Eyesi-Gerät einzusetzen, ist sehr sinnvoll – so ist es bereits früh im Studium möglich, einen Praxisbezug herzustellen, unabhängig von Patienten  .“
„PULS.“: „Wie ist es zu der Zusammenarbeit von VRmagic mit Herrn Prof. Koch und seiner Arbeitsgruppe gekommen?“
Dr. C. Wagner: „Wir hatten damals für ein Projekt einen medizinischen Berater gesucht. So kamen wir auf Herrn Prof. Koch. Er ist technisch sehr kompetent und kann die medizinischen Sachverhalte für uns verständlich darstellen –  nur dadurch war eine Kooperation in dieser Form möglich. Die Idee für Eyesi Chirurgie bestand schon, auf die Idee für Eyesi Ophthalmoskop kamen wir dann gemeinsam.“
„PULS.“: „Wie lange hat die Entwicklung gedauert und wie lange arbeiten Sie bereits an dem Projekt?“
Dr. C. Wagner: „Das Projekt wurde vor 12 Jahren begonnen, ich bin seit Beginn dabei.“

Bettina Wurche

„PULS.“ dankt Herrn Dr. Wagner für das spannende Interview.
Das Gespräch führte „PULS.“-Redakteurin Bettina Wurche.

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“Augenklinik: Virtuelle Realität in Diagnose und Therapie”

“Lehre: Augenklinik – Der Eyesi – Simulator in Diagnostik und Therapie”

“Lehre: Augenklinik – Vorteile des Trainings am Eyesi-Simulator”

Eyesi Opthalmoscope

Der Eyesi-Simulator bringt für alle Beteiligten, also Studierende, Dozenten und Patienten, erhebliche Vorteile.

Einen wesentlichen Vorteil des Simulators gegenüber der sonst üblichen gegenseitigen Untersuchung unter Studierenden nennt Herr Dr. Krüger:
„Augenchirurgen werden regelmäßig mit den für Diabetes mellitus typischen Krankheitsbildern im Bereich des Auges konfrontiert. Diabetes mellitus ist eine Erkrankung, die überwiegend bei älteren Menschen vorkommt. Das bedeutet, dass bei einer gegenseitigen Untersuchung unter Studierenden dieses Krankheitsbild sehr wahrscheinlich gar nicht auftauchen wird. Junge Menschen weisen viele typische Krankheitsbilder noch nicht auf. Der Simulator bietet all diese Krankheitsbilder an.“

Vorteile des Trainings am Simulator für die Studierenden:
- Training manueller Abläufe mit unmittelbarer Korrektur und Wiederholbarkeit – realistische Simulation von falschen Bewegungen und deren Folgen
- Trainieren verschiedener relevanter Krankheitsbilder und verschiedener Schwierigkeitsgrade
- Beurteilung einzelner Schritte einer simulierten OP
- Erlernen des erfolgreichen Korrigierens von operativen Problemen (Komplikationsmanagement)

Der Simulator bietet Studierenden die Möglichkeit, sich frühzeitig mit authentischen Krankheitsbildern auseinanderzusetzen und sich stressfrei damit auseinanderzusetzen. Die Maschine ist, anders als Patienten, unendlich geduldig und nimmt nichts übel.

Vorteile des Trainings am Simulator für die Ausbilder:

- Studierende können am Simulator auch allein üben, durch die Fehlermeldungen lernen und trainieren und müssen nicht während der gesamten Zeit betreut werden
- Beurteilung einzelner Schritte einer simulierten OP im Nachhinein möglich Leistung und Erfolgsstand der Operateure werden einschätzbar
- Lernfortschritte werden sichtbar

Vorteile des Trainings am Simulator für die Patienten:
- Entlastung der Patienten
- Bessere Versorgung der Patienten durch besser trainierte Augenärzte

Hat Eyesi einen messbaren Ausbildungs-Erfolg gebracht?

Um die Bedeutung des Eyesi-Systems unabhängig zu beurteilen sind schon verschiedene Studien außerhalb der

Universitäts-Augenklinik Frankfurt mit beeindruckenden Ergebnissen durchgeführt und veröffentlicht worden. Derzeit läuft eine Doktorarbeit an: Eine externe, nicht zur Augenklinik gehörende Doktorandin wertet die OP-Erfolge aus. Wie viele Netzhaut-Operationen sind erfolgreich verlaufen? Wie ist der postoperative Erfolg zu bewerten? Waren weitere Eingriffe notwendig?

Fest steht: Die Studierenden nehmen die Möglichkeit dieses Trainings gern an.
Herr Prof. Dr. Koch ist sehr zufrieden, wenn er rekapituliert, dass sich seit der Einführung von Eyesi viel mehr Studierende für die Diagnostik an der Netzhaut des Auges und für die vitreoretinale Chirurgie begeistern und die komplexen mikrochirurgischen Eingriffe mit großem Erfolg erlernen.
„Nur durch die wachsende Begeisterung und aktive Mitarbeit der Studierenden bei der Entwicklung dieses Ausbildungskonzepts gelingt es uns, mit rasantem Tempo auch  patientenrelevante Fortschritte zu erzielen. Das geht „Hand in Hand „ “.
Davon profitieren alle: Patienten, Studierende und Dozenten.

Weitere Einsatzmöglichkeiten des Mikrochirurgie-Simulators

Eyesi ist ein Simulator für mikrochirurgische Eingriffe.
Zurzeit steht er für Augen-OPs (Glaskörper, Netzhaut und grauer Star)  zur Verfügung.
Diese und ähnliche OP-Simulatoren wären auch in anderen Bereichen der Mikrochirurgie einsetzbar, z. B. im Bereich der Inneren Medizin.

Bettina Wurche

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Das Gespräch führte „PULS.“-Redakteurin Bettina Wurche.

Ausbildung in der Augenklinik

Ein Schwerpunkt der Abteilung Netzhaut- und Glaskörperchirurgie ist die neuartige simulatorgestützte Ausbildung im Studiengang Humanmedizin und die Weiterbildung zum Augenchirurgen.

Dabei werden zwei Simulatorsysteme eingesetzt:
1. Eyesi Ophthalmoskop: ein Simulations-Ophthalmoskop für die Diagnostik von Krankheitsbildern
2. Eyesi Chirurgie: ein Operationssimulator für die Therapie von Krankheitsbildern

Diagnostik am Augenhintergrund (Eyesi Ophthalmoskop = Eyesi Diagnostik)

Der Ophthalmoskop-Simulator hilft beim Erlernen der Handhabung des Augenspiegels und der Erkennung von Krankheitsbildern. Erst nach dem Kennenlernen des gesunden Auges können Abweichungen davon erkannt werden. Dies ist die Basis, um eine Diagnose zu erstellen.
Die Arbeit mit dem Eyesi Ophthalmoskop umfasst folgende Schritte:
- Wie sieht ein gesundes Auge aus?
- Wie sehen die verschiedenen Krankheitsbilder aus?
- Wie läuft die Untersuchung ab?
- Welche Einstellungen sind am Gerät vorzunehmen?

Im Eyesi-Ophthalmoskop sind Kurse mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden eingerichtet: Tagespraktikum, Basic Course oder Basis – Kurs, Clinical Course oder Klinischer Kurs.

Eyesi Surgical

Mikrochirurgie im Auge (Eyesi-Mikroskop = Eyesi-Therapie)

Das Gerät besteht aus zwei Ebenen:
dem BIOM (Binokulares Indirektes Ophthalmo Mikroskop) und einen Stereoskopischen Diagonal Inverter (SDI) für die die Bildaufrichtung.
Neben diesen optischen Elementen werden bei Eyesi surgical auch Operationsinstrumente eingesetzt, die in die Augenmimik eingeführt werden. Sowohl das „Auge“ als auch die Instrumente fühlen sich fast so an wie die echten Vorbilder.

Der Operateur sieht durch das Mikroskop die Gewebereaktionen auf seinen Eingriff  unmittelbar, ohne zeitliche Verzögerung. Wie bei einer realen Operation muss er auch mit  den Folgen von Fehlern umgehen. Herr Dr. Krüger erläutert dazu: „Hat der Operateur einen Fehler begangen, muss er Problemmanagement betreiben. In Eyesi Chirurgie werden etwa die Folgen einer Verletzung der Netzhaut simuliert: Es kommt zu einer Einblutung und der damit einhergehenden Sichtverschlechterung. Der Operateur muss auf diesen virtuellen Fehler reagieren, z. B. durch das Absaugen von Blut.“

Der Simulator ist an ein Kontrollsystem gekoppelt, das Fehlermeldungen in die Operations (OP)-Sicht einblendet, die Arbeitsgänge aufzeichnet und am Bildschirm eine Auswertung der „OP“ zur Verfügung stellt.
Dadurch können bei dieser Simulation manuelle Fertigkeiten erlernt und trainiert werden. „Der angehende Augenchirurg hat schon am Simulator alle Fehler gemacht und erwirbt manuelle Fertigkeiten. Eyesi Chirurgie bietet damit einen Erfahrungsschatz, der bei einer echten Augen-OP ein unschätzbarer Vorteil ist.“ erklärt Herr Dr. Krüger.

Wie sehen die Geräte aus und wie werden sie benutzt?

Die Geräte sind äußerlich  nahezu identisch mit den echten Diagnose- bzw. Therapiegeräten. Mit Virtual-Reality Technologie (VR) werden Krankheitsbilder bzw. das Gewebeverhalten im Augeninnenraum äußerst realitätsnah simuliert.
Im Gegensatz zum Lernen mit zweidimensionalen Abbildungen, können im Simulator Diagnose und OP in der virtuellen Realität tatsächlich durchgeführt werden. Die Handgriffe werden so verrichtet, wie bei der echten Erstellung einer Diagnose oder Durchführung einer Operation: Fokussieren, Manipulieren, Schneiden, Blut absaugen und alle anderen Tätigkeiten erfolgen in Echtzeit im simulierten dreidimensionalen Augenraum. Absolut realistisch!

Hier wird der medizinische Nachwuchs zu einem sehr frühen Termin geschult: Für Studierende werden Tagespraktika und Kurse angeboten.
Studierende erhalten derzeit im 4. klinischen Semester die Möglichkeit, herauszufinden, ob sie für eine derartige Karriere mit Mikrochirurgie überhaupt geeignet sind.

Im Simulator sind unterschiedliche Kurse einprogrammiert:
Verschiedene Krankheitsbilder und OPs in verschiedenen Schwierigkeitsgraden sind jederzeit abrufbar.
Der Computer nimmt eine Bewertung des Lernenden vor: für richtiges Handeln, also korrekt durchgeführte Behandlungsschritte, werden Punkte vergeben. Anhand der Punktzahl in einzelnen Durchgängen bzw. die Entwicklung in mehreren Durchgängen können der Stand und die Entwicklung des Lernenden beurteilt werden.

„PULS.“ dankt Herrn Prof. Dr. Koch und Herrn Dr. Krüger für die spannende Einführung in die hohe Kunst der vitreoretinalen Mikrochirurgie.
Das Gespräch führte „PULS.“-Redakteurin Bettina Wurche.

Lesen Sie dazu auch
“Augenklinik: Virtuelle Realität in Diagnose und Therapie“.

Bettina Wurche

(Oberarzt der Abteilung für Glaskörper- und Netzhaut-Chirurgie) und Herrn Dr. Wagner (VRmagic) in die Virtuelle Realität des Eyesi-Simulationssystems eingetaucht und wird in einer Reihe von Beiträgen über dieses faszinierende Ausbildungsmodul berichten.

Ausbildung in der Augenklinik

„Netzhaut ist nicht Blinddarm“

In der Abteilung für Glaskörper- und Netzhaut-Chirurgie der Augenklinik steht der hintere Bereich des Auges im Fokus: das Corpus vitreum (Glaskörper) und die Retina (Netzhaut). Die Behandlung der Erkrankungen im sogenannten vitreoretinalen Bereich erfolgt meistens über chirurgische Eingriffe.

Die Abteilung für Glaskörper- und Netzhaut-Chirurgie der Uniklinik Frankfurt bildet junge Mediziner/innen zu Augenchirurgen aus.
Da die Instrumente einen Durchmesser von weniger als 1 mm haben, handelt es sich um Mikrochirurgie.

In der Ausbildung zum Augenchirurgen stellen sich deshalb zunächst zwei grundlegende Fragen:
1. Eignet sich ein junger Mediziner überhaupt für mikrochirurgisches Arbeiten?
2. Wie trainiert man mikrochirurgisches Arbeiten?

Das Eyesi-Simulationssystem: Diagnose und Therapie

Herr Prof. Dr. Koch ist die Begeisterung für sein Fach und die Ausbildung des medizinischen Nachwuchses deutlich anzumerken. Darum beschäftigt er sich seit vielen Jahren mit der Optimierung der Auswahl sowie Aus- und Weiterbildung von Augenchirurgen. Für die erfolgreiche mikrochirurgische Arbeit braucht es besondere Voraussetzungen. Derartige mikrochirurgische Eingriffe an einem so sensiblen Organ wie dem Auge erfordern, neben den Fachkenntnissen, auch eine ruhige Hand und ein gutes dreidimensionales Sehvermögen. Wie Herr Dr. Krüger, der Oberarzt treffend formuliert: „Netzhaut ist nicht Blinddarm“.
Beide betonen, dass eine derartige Eignung möglichst frühzeitig im Studium festgestellt werden sollte: Wenn man erst in der Facharztausbildung herausfindet, dass man keine ausreichend ruhige Hand für einen Augenchirurgen hat, sind schon zuviel Ausbildungszeit und -kosten investiert worden.

Das Training der manuellen Fertigkeiten anhand der verschiedenen Krankheitsbilder ist die Grundlage erfolgreichen Operierens.
Wie aber kann ein solches Training an dem sensiblen Organ „Auge“ aussehen?
Hier waren neuartige und realistische Simulationssysteme, die sowohl die visuellen als auch die manuellen Fähigkeiten trainieren, gefragt.

Herr Prof. Dr. Koch war durch die Kombination seiner besonderen Fähigkeiten prädestiniert, in der Ausbildung von Augenchirurgen neue Lösungen zu erarbeiten: Er hat nicht nur hervorragende medizinische und fachdidaktische Fähigkeiten, sondern ist darüber hinaus auch noch technisch sehr interessiert. So kam es zu einer intensiven und langjährigen Zusammenarbeit mit der Firma VRmagic und dem Eyesi-Projekt.
Am Ende stand das Eyesi-Simulationssystem mit dem Eyesi Ophthalmoskop für die Diagnose und Eyesi Chirurgie für die Therapie.
Zum Eyesi-Simulationssyytem folgen in den nächsten Tagen drei weitere Beiträge.

Lehre mit Auszeichnung

Für dieses hervorragende Projekt in der medizinischen Ausbildung sind Herr Prof. Dr. Koch und seine engagierte Arbeitsgruppe am 13.12 mit dem Hessischen Hochschulpreis für Exzellenz in der Lehre ausgezeichnet worden.
„PULS:“ hatte darüber berichtet:
Der Hessische Hochschulpreis für Exzellenz in der Lehre geht an Prof. Dr. F. Koch und seine Arbeitsgruppe

bw