Fredrick Johnson Joseph (links) ARTORG Center und Dr. David Bervini,...
Fredrick Johnson Joseph (links) ARTORG Center und Dr. David Bervini, Universitätsklinik für Neurochirurgie

Bildquelle: Inselspital

Aneurysma-Chirurgie

4D-Simulation erhöht Sicherheit bei Hirn-OPs

Aneurysma-Operationen gehören zu den heikelsten Eingriffen der Neurochirurgie. Die Wahl der Eingriffsart, die Planung der Route und der Eingriff am Blutgefäß stellen höchste Anforderungen an die Operateure.

Aneurysma-Operationen gehören zu den heikelsten Eingriffen der Neurochirurgie. Die Wahl der Eingriffsart, die Planung der Route und der Eingriff am Blutgefäß stellen höchste Anforderungen an die Operateure. Ein am Inselspital, Universitätsspital Bern und am ARTORG Center, Universität Bern entwickelter neuer 4D-Simulator erlaubt die Planung, Erprobung und Optimierung des Eingriffes an einem exakten 4D-Modell inklusive Blut, Blutgefäßen und Puls der Patienten. Damit kann die Patientensicherheit bei Aneurysma-Operationen weiter verbessert werden.

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4D-Simulator mit Patientenspezifischem Schädel-, Hirn- und Blutbahnmodell zum Training von komplexen, hirnchirurgischen Eingriffen

Bildquelle: Inselspital

Etwa 2 von 100 Erwachsenen tragen Aneurysmen, ballonartige Erweiterungen von Hirnarterien, sehr oft ohne etwas davon zu spüren. Je nach Größe und Stabilität besteht das Risiko, dass ein Aneurysma reisst und es zu einer Hirnblutung kommt. Die neurochirurgische Entfernung von Hirn-Aneurysmen ist aufgrund ihrer Lage und Ausprägung äußerst anspruchsvoll. Eine sorgfältige Abwägung des Risikos einer Ruptur gegen die Risiken eines Eingriffes ist notwendig. Fehler während der Operation sind zwar selten, können aber weitreichende Folgen haben. Eine Minimierung der Risiken eines Eingriffes hat deshalb höchste Priorität.

Ein Team von Fachleuten aus der Neurochirurgie und der Interventionellen Neuroradiologie des Inselspitals hat zusammen mit dem ARTORG-Center der Universität Bern ein komplett neues, bereits mehrfach ausgezeichnetes 4D-Simulationssystem zur Schulung von Clipping und Coiling entwickelt. Der Simulator bietet eine realistische optische und haptische Übungsmöglichkeit an einer 3D-Print-Kopie des Schädels, des Hirns und neu der Blutbahnen des Patienten. Die Fachleute finden im Simulator 1:1 die Situation vor, die sich ihnen später während der realen Operation stellen wird. Weltweit einzigartig ist die Erweiterung auf eine 4D-Simulation indem die Blutbahnen mit Puls und Blutfluss auch die zeitlichen Aspekte korrekt simulieren. Der 4D-Simulator wird sowohl für die Planung des Eingriffs wie auch für Echtzeitübungen am konkreten Fall eingesetzt. Durch die weitgehend perfektionierte Planung und Übung können Risiken durch Komplikationen weiter gesenkt werden.

David Bervini erklärt einen geplanten Eingriff am 3D-Modell: Der Schädel, das...
David Bervini erklärt einen geplanten Eingriff am 3D-Modell: Der Schädel, das Hirn und die Blutbahnen entsprechen den tatsächlichen Gegebenheiten des konkreten Falls. Neu kommt zu Übungszwecken nun auch noch die Dimension des Blutkreislaufes mit Puls hinzu (Bild stammt aus dem Januar 2020, vor Covid-19)

Bildquelle: Inselspital

Chirurgische Eingriffe am Hirn haben für Patienten eine ausgeprägte emotionale Komponente. Der Erfolg eines Eingriffes wird auch durch eine positive Einstellung und das Ausräumen von Ängsten begünstigt. Der neu entwickelte 4D-Simulator öffnet hierzu völlig neue Möglichkeiten, indem der Arzt den Eingriff, das Vorgehen und die konkreten Schritte 1:1 zeigen und erklären und so die Motivation des Patienten positiv unterstützen kann.

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Patientenspezifische Aneurysmapathologie: Hier der Eingriff am neuen 4D-Simulator mit Blutbahnen und Puls sowie exakter Kopie des real vorzufindenden Aneurysma

Bildquelle: Inselspital

Der 4D-Simulator bietet neue Dimensionen der Aus- und Weiterbildung von neurochirurgischen und neuroradiologischen Fachleuten. Ärzte können sowohl in der fachärztlichen Ausbildung wie auch bei späteren vertiefenden Expertenkursen am 4D-Simulator arbeiten und völlig neuartige Erfahrungen sammeln. Speziell im Umfeld von Schulungen kommt die Möglichkeit hinzu, die Leistungen der Operateure untereinander zu quantifizieren und zu vergleichen. Ein erster solcher Kurs ist für den Sommer 2021 in Bern geplant.

Der Neurochirurg Dr. David Bervini und der Biomechanik-Ingenieur und PhD-Student Fredrick Johnson Joseph (Biomechanik Ingenieur) stehen im Begriff das Start-up-Unternehmen SurgeonsLab zu gründen. Dieses dynamische Unternehmen wird die Produktion und Weiterentwicklung des 4D-Simulators übernehmen und Innovationen und Dienstleistungen in der Hirnchirurgie entwickeln. Die beiden Gründer können sich dabei auf ein Top-Unterstützerteam verlassen, in dem unter anderem auch Prof. Dr. Andreas Raabe und Prof. Dr.-Ing. Stefan Weber mitmachen. Künftige Weiterentwicklungen werden für den Einbezug von künstlicher Intelligenz (KI) und Robotik sorgen.  


Quelle: Inselspital, Universitätsspital Bern

11.01.2021

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