Mikroneurochirurgisches Simulationstraining und Objektivierung der Skills-Evaluierung in der prä- und postgraduellen Lehre

Das operative Ausschalten von Aneurysmen (Clipping) ist in der Neurochirurgie ein ebenso heikles wie kompliziertes Verfahren, das präzises Können und umfassende anatomische Kenntnisse erfordert. Innovative Schulungs- und Planungslösungen wie fortschrittliche Simulatoren und 3D-Visualisierungstools sind von entscheidender Bedeutung, um Neurochirurg:innen mit dem nötigen Fachwissen und Selbstvertrauen auszustatten, das sie benötigen, um die Komplexität der Aneurysma-Behandlung effektiv zu bewältigen.

Der Simulator, der am Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik der MedUni Wien in Zusammenarbeit mit Fachexpert:innen der Universitätsklinik für Neurochirurgie der MedUni Wien und des Departments für Elektronik Information und Bioengineering des Politecnico di Milano entwickelt wurde, kann sowohl virtuell (Augmented Reality) als auch physisch (3D-Drucke) eingesetzt werden. Er bildet nicht rupturierte intrakranielle Aneurysmen mit hoher anatomischer und haptischer Genauigkeit nach. Der physische Simulator wird mit Hilfe der an der Medizinischen Universität Wien verfügbaren 3D-Druckertechnologien sowie dem Silikon-3D-Druck der Schweizer Firma Spectroplast hergestellt. Der digitale Simulator ist ein interaktiver Clipping-Simulator mit Visualisierung in Augmented Reality-Technolgie durch die Verwendung einer HoloLens 2-Brille, die mit einem Laptop verbunden ist, auf dem eine Echtzeitsimulation der Interaktion zwischen Clip und Aneurysma läuft.

Die Lehrveranstaltung "Mikroneurochirurgische Präparationsübungen" ermöglicht seit Jahren den Studierenden das Erlernen neurochirurgischer, und insbesondere mikrochirurgischer Arbeitstechniken. Das Wahlfach-Angebot richtet sich an alle Studierenden mit starkem Interesse an zerebrovaskulärer Neurochirurgie, Aneurysma- und Bypasschirurgie um theoretische und praktische Grundlagen der operativen Techniken zu erlernen. Die COVID-19 Pandemie hat auch uns bei der Durchführung dieses Wahlfaches vor Herausforderungen gestellt und erforderte Anpassungen des Formates. Strikte Hygienerichtlinien, kurze Laborzeiten sowie Distance learning des Theorieunterrichtes führten zur Etablierung eines neuen, ganzheitlichen Lehr- und Lernangebotes.

Durch die engmaschige Kooperation des Zentrums für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik und der Univ.Klinik für Neurochirurgie konnte eine Kombination aus Präsenzunterricht, Fernstudium und Einsatz digitaler Medien einschließlich „Augmented Reality“ sowie patientenspezifischer 3D-gedruckter realistischer Simulatoren, in der prä- sowie postgraduellen Lehre angeboten werden. Die interaktive Erarbeitung des theoretischen Hintergrundes durch Studierende sowie das Angebot von Lehrvideos (Step-by-step Anleitung von Mikroanastomose-Techniken) führten dazu, dass alle innerhalb von 3 Stunden erfolgreich Bypässe am Modell nähen konnten.

Abseits der erfreulichen Evaluationen durch die Studierenden und Kursteilnehmer:innen freuen wir uns sehr, dass unsere Publikation unter dem Titel 'An evaluation of physical and augmented patient-specific intracranial aneurysm simulators on microsurgical clipping performance and skills: a randomized controlled study' in der Januarausgabe 2024 des Top-Journals Neurosurgical Focus mit angenommen wurde.

In der jüngst durchgeführten Studie des interdisziplinären Teams vom Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik sowie der Universitätsklinik für Neurochirurgie der MedUni Wien präsentieren wir darin die Ergebnisse der randomisiert-kontrollierten Validierungsstudie der beiden hierorts entwickelten Simulatoren (AR und 3-D gedruckt). Alle Assistenzärzt:innen unserer Abteilung (allesamt PhD Studierende bzw. Absolventen) wurden dabei in die mikrochirurgischen Techniken der Aneurysma Clipping Operationen eingeführt. Auf Basis objektiver Messparameter (u. a. Videodokumentation, Smartwatch-Tremorauswertung und Photon-Counting-CT) konnte nach insgesamt 180 Simulationen ein signifikanter Nutzen in Bezug auf die aktive Simulationszeit, die Clipping-Versuche und die radiologische Verschlussrate bei Aneurysma-Operationen abgeleitet werden.

Bereits im November 2023 war der Simulator in das praktische mikrochirurgische Trainingsseminar einbezogen worden, das von der European Association of Neurosurgical Societies (EANS) in Cluj, Rumänien, unterstützt wurde.

Am 12.3.2024 wurde dem Projekt am Tag der Universität der Ehrenpreis für Exzellente Lehre durch Vizerektorin Univ.-Prof.in Dr.in Anita Rieder überreicht.