Hintergrund: Die Simulation wichtiger Handgriffe und Techniken in der Chirurgie wurde bereits seit der Antike praktiziert. Pflanzen, Menschen- und Tierkadaver, Puppen sowie Phantome haben seit Jahrhunderten diesem Zweck gedient. Das 21. Jahrhundert ist jedoch von virtueller Realität geprägt und es gibt viele technische Neuerungen in der Chirurgie. Erste virtuelle Simulationsmöglichkeiten tauchten auf dem Markt bereits im 20. Jahrhundert auf. Zuerst nur schwarzweiß, rudimentär und nur andeutungsweise einer echten Situation im OP-Saal ähnlich, überzeugen die heutigen Simulatoren durch schnelle Prozessoren, qualitative graphische Darstellung und haptisches Feedback. Der Simulator selbst wird zum Forschungsobjekt, endlich können in Simulationsbedingungen Fragestellungen untersucht werden, die bisher unter Operationsbedingungen weder ethisch vertretbar noch technisch möglich waren.
Fragestellung: Zwischen 2016 und 2017 fand am VTG Klinikum des Universitätsklinikums der TU Dresden Carl Gustav Carus eine Studie am chirurgischen Simulator für virtuelle Realität statt. Die untersuchte Fragestellung war die Übertragbarkeit von Fertigkeiten zwischen zwei laparoskopischen Operationen: Appendektomie und Cholezystektomie. Material und Methode: Es wurden 44 Studierende aus dem 3. bis 6. Studienjahr rekrutiert und in zwei Gruppen rand-omisiert. Beide Gruppen übten zunächst die Basisübungen bis bestimmte Leistungskriterien erfüllt wurden. Danach haben Probanden der ersten Gruppe die virtuelle Appendektomie und im Anschluss die virtuelle Cholezystektomie trainiert. Die zweite Gruppe ging sofort zum Cholezystektomie Training über. In beiden Gruppen wurden zum Schluss jeweils drei Wiederholungen der kompletten Cholezystektomie absolviert. Verglichen wurden Geschwindigkeit, Sicherheitsparameter wie z. B. aufgetretene Komplikationen sowie Motorik-Parameter der Instrumente. Des Weiteren wurde der mögliche Einfluss von Schlafverhalten, Koffeinkonsum und Erfahrung mit Videospielen auf die Leistung am Simulator untersucht. Ergebnisse: In der statistischen Analyse zeigte die erste Gruppe eine signifikante Verbesserung der Moto-rik-Parameter wie Instrumentenbewegungen und -strecke. Andere Werte wie Geschwindigkeit und Sicherheitsparameter waren innerhalb der zwei Gruppen ähnlich. Zwischen Schlaf-verhalten, Koffeinkonsum und Erfahrung mit Videospielen und der Leistung am Simulator konnte kein Zusammenhang festgestellt werden.
Schlussfolgerungen: Die Studie ergab nur einen partiellen Übertragungseffekt zwischen laparoskopischer Appendektomie und Cholezystektomie. Die Gründe liegen in den jeweils unterschiedlichen Schlüsselmomenten, die die Beherrschung prozedurspezifischer Techniken erfordern. Diese müssen für jede Prozedur separat geübt werden. Die Verbesserung der feinmotorischen Fähigkeiten spricht jedoch dafür, dass eine Übertragung der Fertigkeiten bis zu einem gewissen Grad dennoch stattfand und durch das Trainieren einer zusätzlichen Modalität Vorteile insbesondere in der Bewegungsökonomie gewonnen werden können.:Inhaltsverzeichnis 3
Abkürzungsverzeichnis 7
1. Einleitung 8
1.1 Einblick in die Geschichte der chirurgischen Simulation 8
1.2 Entwicklung chirurgischer Simulatoren 9
1.3 Einsatz der Laparoskopie-Simulatoren in der heutigen chirurgischen Ausbildung 11
1.4 Übertragbarkeit von Fähigkeiten in der minimal invasiven Chirurgie 13
1.5 Laparoskopische Appendektomie und Cholezystektomie 17
1.5.1 Laparoskopische Appendektomie 17
1.5.2 Laparoskopische Cholezystektomie 18
1.6 Sonstige Aspekte des Trainings 19
1.6.1 Kriterien-basiertes Training 19
1.6.2 Betreuerfeedback 19
1.6.3 Leistung unter Beobachtung 20
1.6.4 Leistung unter Simulationsbedingungen 20
1.6.5.1 Schlafdauer 20
1.6.5.2 Kaffeekonsum 21
1.6.5.3 Motivation 21
1.6.5.4 Erfahrung mit Videospielen 22
2. Materialen und Methoden 23
2.1 Fragestellung 23
2.2 Ablauf der MIC Studie 24
2.3. Probandenrekrutierung 25
2.4 Lap Mentor von Simbionix (3D Systems) 27
2.5 Trainingsprotokolle am VRT-Simulator 28
2.5.1 Organisatorische Aspekte 28
2.5.2 Leistungsfeedback am VRT-Simulator 28
2.5.3 Training der Basis-Fertigkeiten (Basic Skills Training) 29
2.5.3.1 Peg Transfer 31
2.5.3.2 Clipping and Grasping 32
2.5.3.3 Electrocautery 33
2.5.3.4 Cutting 34
2.5.3.5 Pattern Cutting: Training Gauze 35
2.5.4 Training der Appendektomie Prozedur 36
2.5.5 Training der Cholezystektomie Prozedur 39
2.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad 43
2.6 Statistische Auswertung 44
3. Ergebnisse 45
3.1. Zusammenfassung der Probandencharakteristiken 45
3.2 Alter und Geschlecht der Probanden 45
3.3 Fragebogen 46
3.3.1 Schlaf 46
3.3.2 Kaffeekonsum 48
3.3.3 Motivation 49
3.3.4 Erfahrung mit Videospielen 50
3.3.5 Einflussfaktoren auf das Basistraining 50
3.4 Allgemeine Ergebnisse des Trainings am VRT Simulator 51
3.5 Ergebnisse des Trainings der Basis-Fertigkeiten 52
3.5.1 Peg Transfer 52
3.5.2 Clipping and Grasping 53
3.5.3 Electrocautery 54
3.5.4 Cutting 55
3.5.5 Pattern Cutting (Test Gauze) 56
3.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Basis-Übungen 57
3.5.7. Zeitbedarf für das Erreichen der Könner-Kriterien 59
3.6 Ergebnisse des Appendektomie Trainings 60
3.7 Ergebnisse der Cholezystektomie Komplettprozedur 61
3.7.1 Geschwindigkeit 61
3.7.2 Sicherheitskriterien 62
3.7.2.1 Anzahl lebensbedrohlicher Komplikationen 62
3.7.2.2 Sichere Kauterisation 63
3.7.2.3 Anzahl verlorener Clips 63
3.7.2.4 Anzahl der Leberperforationen 64
3.7.2.5 Anzahl nicht kauterisierter Blutungen 64
3.7.3 Effizienz Kriterien 64
3.7.3.1 Anzahl der Instrumentenbewegungen 64
3.7.3.2 Gesamtstrecke der Instrumente 65
3.7.4 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Cholezystektomie 65
3.7.5 Zeit für Basis Training und Cholezystektomie Parameter 65
4. Diskussion 67
4.1 Der Begriff des Übertragungsphänomens in Sportwissenschaften und seine Anwendbarkeit auf die laparoskopischen Fertigkeiten 67
4.2 Übertragbarkeit von Fertigkeiten zwischen virtueller Appendektomie und Cholezystektomie und Vergleich mit anderen Studien 74
4.3 Exploration zweitrangiger Fragestellungen 78
4.4 Vergleich zentraler Tendenzen der Cholezystektomie-Parameter mit Hersteller-Kriterien und externen Studien 79
4.5 Schlussfolgerungen aus dem Training der Basis-Fertigkeiten 81
4.6 Schlussfolgerungen aus dem Appendektomie Training 82
4.7 Schlussfolgerungen aus dem Cholezystektomie Training 83
4.8 Empfehlungen für das Ausbildungscurriculum an einem VR Simulator 85
4.9 Vorschlag für das Anfängertraining an einem VRT Simulator 91
4.10 Limitierungen der Arbeit 92
4.11 Ausblick 93
5. Zusammenfassung 94
5.1 Summary 96
6. Literatur 98
6.1 Abbildungsverzeichnis 106
6.2 Tabellenverzeichnis 108
7. Anhang 109
7.1 Probandenrandomisierung 109
7.2 Probandeninformationsblatt 110
7.3 Einwilligungserklärung 112
7.4 Beispiel Teilnahmebescheinigung 114
7.5 Zusammenfassung der aufgetretenen Softwarefehler am Lap Mentor II 115
8. Danksagung 116
9. Eigenständigkeitserklärung 117
Anlage 1 118
Anlage 2 120 / Background: Simulation of important surgical procedures and techniques has been practiced since ancient times. Plants, human and animal cadavers, dolls and phantoms have served this purpose for hundreds of years. However, the 21st century is characterized by virtual reality and there are also many technical innovations in the field of surgery. The first virtual simulation possibilities appeared on the market in the 20th century. Initially only black and white, rudimentary and only suggestively similar to a real situation in the operating room, today's simulators convince with fast processors, qualitative graphical representation and haptic feedback. The simulator itself becomes an object of research. At last, questions can be investigated in simulation conditions that were previously neither ethically nor technically possible under operating conditions. Hypothesis: Between 2016 and 2017, at the VTG clinic of the Carl Gustav Carus University Hospital of the TU Dresden a study using a surgical simulator for virtual reality took place. The question investigated was the transferability of skills between two laparoscopic procedures: appendectomy and cholecystectomy. Methods: 44 students from the 3rd to 6th year of study were recruited and randomly divided into two groups. Both groups initially practiced the basic exercises until certain criteria were met. Afterwards, the first group practiced virtual appendectomy and then virtual cholecystectomy. The second group immediately moved on to cholecystectomy training. In both groups, three repetitions of the complete cholecystectomy were completed in the end. Speed, safety parameters such as complications that occurred and efficiency parameters of the instruments were compared. Furthermore, the possible influence of sleep behavior, caffeine consumption and experience with video games on simulator performance was investigated. Results: In the statistical analysis, the first group showed a significant reduction in the efficiency parameters such as instrument movements and distance travelled. Other values like speed and safety parameters were similar within two groups. There was no correlation between sleep behavior, caffeine consumption and experience with video games and simulator performance. Conclusion: The study showed only a partial skill transfer between laparoscopic appendectomy and cholecystectomy. The reasons are the different key moments that require the mastery of procedure-specific techniques. These must be practiced separately for each procedure. However, the improvement of fine motor skills indicates, that by training an additional modality a skill transfer nevertheless took place to a certain degree and that advantages, especially in the economy of movement, were gained.:Inhaltsverzeichnis 3
Abkürzungsverzeichnis 7
1. Einleitung 8
1.1 Einblick in die Geschichte der chirurgischen Simulation 8
1.2 Entwicklung chirurgischer Simulatoren 9
1.3 Einsatz der Laparoskopie-Simulatoren in der heutigen chirurgischen Ausbildung 11
1.4 Übertragbarkeit von Fähigkeiten in der minimal invasiven Chirurgie 13
1.5 Laparoskopische Appendektomie und Cholezystektomie 17
1.5.1 Laparoskopische Appendektomie 17
1.5.2 Laparoskopische Cholezystektomie 18
1.6 Sonstige Aspekte des Trainings 19
1.6.1 Kriterien-basiertes Training 19
1.6.2 Betreuerfeedback 19
1.6.3 Leistung unter Beobachtung 20
1.6.4 Leistung unter Simulationsbedingungen 20
1.6.5.1 Schlafdauer 20
1.6.5.2 Kaffeekonsum 21
1.6.5.3 Motivation 21
1.6.5.4 Erfahrung mit Videospielen 22
2. Materialen und Methoden 23
2.1 Fragestellung 23
2.2 Ablauf der MIC Studie 24
2.3. Probandenrekrutierung 25
2.4 Lap Mentor von Simbionix (3D Systems) 27
2.5 Trainingsprotokolle am VRT-Simulator 28
2.5.1 Organisatorische Aspekte 28
2.5.2 Leistungsfeedback am VRT-Simulator 28
2.5.3 Training der Basis-Fertigkeiten (Basic Skills Training) 29
2.5.3.1 Peg Transfer 31
2.5.3.2 Clipping and Grasping 32
2.5.3.3 Electrocautery 33
2.5.3.4 Cutting 34
2.5.3.5 Pattern Cutting: Training Gauze 35
2.5.4 Training der Appendektomie Prozedur 36
2.5.5 Training der Cholezystektomie Prozedur 39
2.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad 43
2.6 Statistische Auswertung 44
3. Ergebnisse 45
3.1. Zusammenfassung der Probandencharakteristiken 45
3.2 Alter und Geschlecht der Probanden 45
3.3 Fragebogen 46
3.3.1 Schlaf 46
3.3.2 Kaffeekonsum 48
3.3.3 Motivation 49
3.3.4 Erfahrung mit Videospielen 50
3.3.5 Einflussfaktoren auf das Basistraining 50
3.4 Allgemeine Ergebnisse des Trainings am VRT Simulator 51
3.5 Ergebnisse des Trainings der Basis-Fertigkeiten 52
3.5.1 Peg Transfer 52
3.5.2 Clipping and Grasping 53
3.5.3 Electrocautery 54
3.5.4 Cutting 55
3.5.5 Pattern Cutting (Test Gauze) 56
3.5.6 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Basis-Übungen 57
3.5.7. Zeitbedarf für das Erreichen der Könner-Kriterien 59
3.6 Ergebnisse des Appendektomie Trainings 60
3.7 Ergebnisse der Cholezystektomie Komplettprozedur 61
3.7.1 Geschwindigkeit 61
3.7.2 Sicherheitskriterien 62
3.7.2.1 Anzahl lebensbedrohlicher Komplikationen 62
3.7.2.2 Sichere Kauterisation 63
3.7.2.3 Anzahl verlorener Clips 63
3.7.2.4 Anzahl der Leberperforationen 64
3.7.2.5 Anzahl nicht kauterisierter Blutungen 64
3.7.3 Effizienz Kriterien 64
3.7.3.1 Anzahl der Instrumentenbewegungen 64
3.7.3.2 Gesamtstrecke der Instrumente 65
3.7.4 Subjektiver Schwierigkeitsgrad für die Cholezystektomie 65
3.7.5 Zeit für Basis Training und Cholezystektomie Parameter 65
4. Diskussion 67
4.1 Der Begriff des Übertragungsphänomens in Sportwissenschaften und seine Anwendbarkeit auf die laparoskopischen Fertigkeiten 67
4.2 Übertragbarkeit von Fertigkeiten zwischen virtueller Appendektomie und Cholezystektomie und Vergleich mit anderen Studien 74
4.3 Exploration zweitrangiger Fragestellungen 78
4.4 Vergleich zentraler Tendenzen der Cholezystektomie-Parameter mit Hersteller-Kriterien und externen Studien 79
4.5 Schlussfolgerungen aus dem Training der Basis-Fertigkeiten 81
4.6 Schlussfolgerungen aus dem Appendektomie Training 82
4.7 Schlussfolgerungen aus dem Cholezystektomie Training 83
4.8 Empfehlungen für das Ausbildungscurriculum an einem VR Simulator 85
4.9 Vorschlag für das Anfängertraining an einem VRT Simulator 91
4.10 Limitierungen der Arbeit 92
4.11 Ausblick 93
5. Zusammenfassung 94
5.1 Summary 96
6. Literatur 98
6.1 Abbildungsverzeichnis 106
6.2 Tabellenverzeichnis 108
7. Anhang 109
7.1 Probandenrandomisierung 109
7.2 Probandeninformationsblatt 110
7.3 Einwilligungserklärung 112
7.4 Beispiel Teilnahmebescheinigung 114
7.5 Zusammenfassung der aufgetretenen Softwarefehler am Lap Mentor II 115
8. Danksagung 116
9. Eigenständigkeitserklärung 117
Anlage 1 118
Anlage 2 120
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:82838 |
| Date | 03 January 2023 |
| Creators | Kalinitschenko, Uljana |
| Contributors | Mees, Sören Torge, Jakob, Jens, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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