Simulator an der Schnittstelle HNO Chirurgie und Anästhesie. Werner Korb

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1 Simulator an der Schnittstelle HNO Chirurgie und Anästhesie Werner Korb

2 T2-Tumor T3-Tumor TNM-Klassifikation (Tumorgröße, -lage und Infiltration) 2

Larynx Bezirke Supraglottis Epiglottis Aryepiglottische Falte Aryknorpel Taschenfalten Glottis Stimmlippen vordere/hintere Komissur Subglottis T-Kategorie Supraglottis T1 auf Supraglottis begrenzt,

3 Larynx Bezirke Supraglottis Epiglottis Aryepiglottische Falte Aryknorpel Taschenfalten Glottis Stimmlippen vordere/hintere Komissur Subglottis T-Kategorie Supraglottis T1 auf Supraglottis begrenzt, normale SL Beweglichkeit T2 überschreitet Supraglottis, normale SL Bewegl. T3 SL Fixation oder Überschreitung laryngealer Grenzen (Postkrikoid) T4a Infiltration Schildknorpel u/o Nachbarstrukturen (Halsweichteile, Schilddrüse, Ösophagus) T4b Infiltration Prävertebralraum, Mediastinum, A. carotis int. T-Kategorie Subglottis T1 auf Subglottis begrenzt, normale SL Beweglichkeit T2 erreicht Stimmlippe, normale oder eingeschränkte SL Bewegl. T3 auf Larynx begrenzt mit SL Fixation T4a Infiltration Schildknorpel u/o Nachbarstrukturen (Halsweichteile, Schilddrüse, Ösophagus) T4b Infiltration Prävertebralraum, Mediastinum, A. carotis int. T-Kategorie Glottis T1 auf SL begrenzt T1a eine SL T1b beide SL T2 erreicht Sub- oder Supraglottis, normale oder eingeschränkte SL Beweg T3 SL Fixation, auf Larynx begrenzt, u/o Infiltr. Postkrikoid, u/o präepiglott. Gewebe T4a Infiltration Schildknorpel u/o Nachbarstrukturen (Halsweichteile, Schilddrüse, Ösophagus) T4b Infiltration Prävertebralraum, Mediastinum, A. carotis int. 3

4 Planungssoftware 4

5 Segmentierung als Fehlerquelle bis zu 7mm interindividuelle Abweichung bis zu 3mm intraindividuelle Abweichung 5

6 PascAL = Patientensimulationssysteme für die chirurgische Ausbildung und Lehre Entwicklung eines Trainings- und Simulationssystems für die Panendoskopie HTWK Leipzig University of Applied Sciences 6

7 Hintergrund und Ziele Evaluierung etablierter chirurgischer Vorgehensweisen Durchführung kontrollierbarer klinischer Studien Entwicklung neuer Instrumente Ausbildung von medizinischem Personal ohne Gefährdung des Patienten unter reproduzierbaren Untersuchungsbedingungen HTWK Leipzig University of Applied Sciences 7

8 Projektübersicht Segmentierung Erstellung Taskanalyse Auswahl Trägersystem Modellierung in Freeform Software Fertigung Knorpel + Trachea + Zunge Rapid Prototyping eines Prototyps Materialproben und Interviews Quality Function Deployment

9 Prozesskette von der OP-Visitation zum Prototyp Auswahl einer Standard- Geometrie des Kopf-Hals- Bereiches Auswahl des Tumors nach didaktischen Gesichtspunkten Manuelle Segmentierung der einzelnen Strukturen mittels Dornheim Segmenter

10 Prozesskette von der OP-Visitation zum Prototyp Aufbereitung der segmentierten Daten Erstellung einer Gussform Aufbereitung der Gussform Form mit 3D-Drucker Abguss der Form mit Silikon

wiederholen Materialtests für jede Anatomie

11 Prozesskette von der OP-Visitation zum Prototyp Prozessschritte mit allen weiteren Anatomien wiederholen Materialtests für jede Anatomie durchführen und medizinisch validieren lassen Stoff- bzw. Formschluss der Komponenten untereinander beachten Implementierung der Halsanatomie in ein Trägersystem (Prototyp)

12 Auswahl der Trägersysteme

13 Paarweiser Vergleich Auswahl der Trägersysteme

14 Auswahl der Trägersysteme Paarweiser Vergleich - Nutzwertanalyse (Auszug)

15 Bewertung Auswahl der Trägersysteme

16 Validierung und Erprobung Deutscher Anästhesiekongress 2014 in Leipzig MDHNO 2014 in Chemnitz InSim 2014 in Frankfurt am Main Validierungsstudien in den Kliniken Mitteldeutschland Insges. ca. 15 Validierungsstudien durchgeführt HTWK Leipzig University of Applied Sciences 16

17 Tiefeninterviews Ziele der Interviews Erstellung eines Surgical Workflows mit Entscheidungsanalyse im dynamischen Arbeitsumfeld mithilfe einer Kognitiven Taskanalyse (cognitive knowledge & technical skill competence) Schärfen der Anforderungen an das Modell bzw. Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten des Modells Entwicklung eines Trainingskonzepts HTWK Leipzig University of Applied Sciences 17

Tiefeninterviews Tiefeninterview-Inhalte HNO Experten und Novizen Chirurgisches Prozedere/Herausforderungen /Komplikationen Taskanalyse

18 Tiefeninterviews Tiefeninterview-Inhalte HNO Experten und Novizen Chirurgisches Prozedere/Herausforderungen /Komplikationen Taskanalyse Panendoskopie Beispiel Larynxkarzinom Panendoskopie-Modell- Anwendungsoptionen Ausbildung + Trainingsszenario HTWK Leipzig University of Applied Sciences 18

19 Ergebnisse HTWK Leipzig University of Applied Sciences 19

20 Ergebnisse: Panendoskopie HTWK Leipzig University of Applied Sciences 20

21 Ziele High Fidelity Modell der oberen Atem- und Speisewege Modell auf CT-Daten basierend Simulation realistischer Untersuchungsbedingungen für Panendoskopie bei supraglottischen Larynxkarzinom Simulation schwierige Intubation HTWK Leipzig University of Applied Sciences 21

22 Ergebnisse Schwierige Intubation HTWK Leipzig University of Applied Sciences 22

24 Stiftungsprofessor für Simulation und Ergonomie in der operativen Medizin 24

25 Chirurgie und Luftfahrt Operations-Cockpit Flugzeug-Cockpit 25

26 Chirurgie und Luftfahrt Simulierte Operationen Flugsimulation 26

27 ISTT-Forschungsfelder Mechatronische Simulationssysteme 27

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