3D-gedrucktes, realistisches Übungsmodell für Neurochirurgen

Chirurgen und Hollywood Spezial-Effekt Experten haben ein 3D-gedrucktes Übungsmodell für angehende Neurochirurgen geschaffen. Das Modell zeichnet sich durch außerordentlich realistische Materialien aus und könnte die Übung an menschlichen Kadavern ersetzen.

Ein Neurochirurg muss heutzutage einen etwa 7 jährigen Übungsprozess durchlaufen, bevor er eine Operation am Patienten durchführen darf. Diese Übungen bestehen aus der Beobachtung von erfahreneren Neurochirurgen, Operationen an menschlichen Leichen, die sehr teuer zu beschaffen und schwer zu lagern sind, oder mithilfe von virtuellen Reality-Programmen, die jedoch nicht so realistisch sind wie die Arbeit an einem physischen Modell. Jetzt haben Neurochirurgen, Neuroradiologen, Simulationsingenieuren und Spezialeffekt-Experten gemeinsam ein 3D-gedrucktes Trainingsgerät entwickelt, das dazu beiträgt, dass neurochirurgische Auszubildende ein minimal-invasives chirurgisches Verfahren üben können.

Das Trainingssimulationsmodell ist ein Replika des Kopfes eines Jugendlichen, der unter der Krankheit Hydrocephalus (Wasserkopf) leidet. Es ist unglaublich realistisch, da es sowohl das äußere Erscheinungsbild des Kopfes als auch seine innere Neuroanatomie wiedergibt und das medizinisches Fachwissen mit Hollywood Spezialeffekten kombiniert. Im Gegensatz zu vielen existierenden 3D-Drucksimulationsmodellen, die das Gefühl und die Textur des menschlichen Gewebes oft nicht richtig nachahmen können, integriert das neurochirurgische Modell realistische Spezialeffektmaterialien, die dem Gefühl und Aussehen der organischen Haut und sogar der Gehirnstrukturen nahe kommen.

Alan R. Cohen, MD, im Johns Hopkins Hospital, der leitende Autor des Projekts sagte: “Diese einzigartige Zusammenarbeit von interdisziplinären Experten führte zur Schaffung eines ultra-realistischen 3D-chirurgischen Trainingsmodells. Diese Simulation ist für die Ausbildung in immer wichtiger geworden Minimal-invasive Neurochirurgie. Sie hat auch das Potenzial, die Ausbildung für alle chirurgischen Verfahren zu revolutionieren. “

Um die Übungsoperation noch realistischer zu machen, wurde ein Puls- und Bewegungssystem eingebaut. Zusätzlich besitzt das Modell eine simulierte basilarische Arterie und Ventrikel, sowie zerebrospinale Fluidbewegungen. Während des Operationsverfahrens kann ein Endoskop, das mit einer Mini-Videokamera ausgestattet ist, durch den Schädel in das ventrikuläre System eingeführt werden, um das Verfahren zu visualisieren und Echtzeit-Feedback an die Chirurgen zu liefern.

Obwohl das realistische 3D-gedruckte chirurgischem Modell bis jetzt nur für die Hydrozephalusbehandlung verwendet wurde, behaupten die Forscher, dass es in Zukunft auch für andere Verfahren angewandt werden könnte. Es existieren bereits eine Reihe von verschiedenen „Plug-and-Play-Parts“, die für verschiedene Szenarien sorgen können.

Die Forschung über das Simulationsmodell wurde vor kurzem im Journal of Neurosurgery unter dem Titel “Creation of a novel simulator for minimally invasive neurosurgery: fusion of 3D printing and special effects.” veröffentlicht. Es wurde von Peter Weinstock, MD, PhD und Kollegen aus dem Boston Children’s Hospital verfasst.