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"M3D-Vision" – live medizinische Eingriffe in Direktübertragung

20 Mai 2020

Aufgrund des Coronavirus besteht ein dringender Bedarf an gut ausgebildetem Gesundheitspersonal, aber die Epidemie erschwert auch die praxisorientierte Ausbildung. Die an der Universität von Pécs entwickelte M3D-Vision bietet die Möglichkeit der dreidimensionalen Aufzeichnung chirurgischer Eingriffe, ihrer Aufnahme in den Lehrplan und ihrer Praxis im virtuellen Raum, und kann auch in Friedenszeiten ein wesentlicher Bestandteil der medizinischen Ausbildung sein. Wir haben mit Dr. Péter Maróti, wer unter anderen das System erträumt hat, im 3D Zentrum der Universität Pécs gesprochen.

 

Verfasst von Gábor Szabó

 

- Jetzt werden alle Lösung mit besonderer Aufmerksamkeit beachtet, die sich auf Fernunterricht oder auf die Veröffentlichung von Inhalten richten, und wenn wir sie gezielt im Gesundheitswesen einsetzen, ist das M3D-Vision-System möglicherweise noch interessanter. Was ist M3D-Vision kurz zusammengefasst?

- Sehr kurz? Live-Übertragung von medizinischen Inhalten. Die genauere Antwort ist, dass es sich um eine spezielle grundlegende Struktur handelt, die die Bildung und die Lehrplanbearbeitung unterstützt. Ein interaktives Instrumentarium zum Aufzeichnen und Abspielen von medizinischen 3D-Inhalten zur Erleichterung und Erneuerung der Gesundheitserziehung und -pflege. Das M3D-Vision-System ist ein komplettes Hardware- und Softwarepaket, das die Aufzeichnung von Audio und Video in einer klinischen Umgebung mit 2D- und 3D-Technologie sowie das benutzerfreundliche Bearbeiten, Hochladen und Freigabe interaktiver Inhalte ermöglicht. Es wurde hauptsächlich zu Bildungszwecken erfunden, aber in der Zwischenzeit wurde es festgestellt, dass auch mehrere andere Verwendungszwecke erforderlich sind.

- Im Namen steht es 3D, eigentlich dann sehr zielgerichtet. Wie funktioniert es?

- Unser Ziel war von Anfang an die Fähigkeit, echte 3D Inhalte zu produzieren. Mit dem Produkt können die Benutzer 3D-Inhalte unter chirurgischen Umständen direktübertragen und aufzeichnen. Da der Zugriff auf Geräte, die 3D-Inhalte anzeigen können, generell wird, wie z. B. auf Oculus Rift, werden virtuelle  Realität und Ausgebreitete Realität (VR / AR) in der Bildung möglicherweise immer wichtiger. Wie gesagt, es ist gleichzeitig ein Hardware- und ein Softwaresystem. Ein Eingriff kann aus zwei oder sogar mehr Kamerawinkeln aufgezeichnet werden. Die Kamera kann sich auf dem Arzt (POV) oder auf einem speziellen Kamerastativ befinden, das auch vom Arzt oder einem Assistenten gesteuert werden kann, aber kann auch in der Operationsleuchte platziert werden. 

Darüber hinaus können Bilder von jedem Aufnahmegerät mit dem Datenstrom verknüpft werden: herkömmliche PTZ-Kameras, (Stereo-) endoskopische Geräte oder (Stereo-) Mikroskope, chirurgische Roboterlösungen oder Video-Laryngoskope, um nur einige zu nennen. Die Aufzeichnung kann man aus der Perspektive des Eingriffs (POV) oder aus der Perspektive des Griffs der Operationsleuchte erfolgen. Die Steuereinheit ist eine kleine Box, die der Bediener an seinen Gürtel hängen kann. Wir haben auch ein 3D-Zeigegerät (wir nennen es einen „Zauberstab“) entwickelt, mit dem man die übertragenen Inhalte in Echtzeit während des Live-Streams bearbeiten oder sogar kommentieren oder annotieren, entweder mit Freihandzeichnungen oder mit voreingestellten, aufgezeichneten Illustrationen.

Die gespeicherten Inhalte können auf benutzerfreundliche Weise gleichzeitig bearbeitet, gruppiert und für mehrere Benutzergruppen freigegeben werden. Der übertragene Inhalt kann auf herkömmlichen Bildschirmen (sogar auf einem Seminarraumprojektor) und auf dem Handy angezeigt werden, ist jedoch in einer virtuellen 3D-Umgebung natürlich der beste. Es ist wichtig, dass wir noch einen Schritt weitergehen, da wir es so konzipiert haben, dass das System in der Zukunft die parametrischen Daten der Umgebung aufzeichnen und übertragen kann.

Neben visuellen 3D-Daten ist es auch möglich, Tiefeninformationen aus dem System zu extrahieren und so räumliche Informationen zu übertragen, zu speichern und zu analysieren. Alle wichtigen Daten der Eingriffe können immer wieder angezeigt und aufgezeichnet, gespielt und ausgewertet werden: Wie wurde der Eingriff durchgeführt, wie groß war der Einschnitt, welche Bewegungsreihen fanden statt, wonach griff der Arzt. Die Aufzeichnungen können dann verwendet werden, um Patienten zu informieren und die Interventionen zu dokumentieren oder sogar zu rekonstruieren.

- Es stellt sich die Fragen, wie schwierig und wie ablenkend die Verwendung ist.

- Wir haben versucht, die Geräte so benutzerfreundlich wie möglich zu gestalten, unabhängig davon, ob es um die Hardware oder die Software geht. Praktisch gesehen kann man die Verwendung jede Art von technologischem Hintergrundwissen leicht erlernen, da die einfache Handhabung von Anfang an als eine der Grundlagen der Entwicklung angesehen wurde. Es ist nicht schwieriger zu bedienen oder zu erlernen als eine einfache mobile Applikation.

- Sprechen wir über die Möglichkeiten ihrer Einsetzung in der Bildung! Ursprünglich kam aus dieser Richtung die Idee, wenn ich es richtig verstehe.

- Der Kern der Idee begann sich aus den Erfahrungen meiner eigenen praktischen Schulungen zu ergeben. Die authentische und genaue Darstellung verschiedener medizinischer Eingriffen ist ein alltägliches Problem in der Gesundheitshochschulbildung. Ich hatte immer das Gefühl, dass es in diesem Bereich noch Entwicklungsmöglichkeiten gibt. Für die Studenten ist der Zugang zu chirurgischen Bereichen begrenzt, und dementsprechend ist es schwierig, Wissen zu erwerben. Auf diese Weise könnten die unterschiedlichsten Verfahren auch in der Bildung sehr gut dargestellt werden. Dieses System könnte auch bei der Entwicklung digitaler Lehrpläne verwendet werden, da aus der Aufzeichnung von Krankenhauseingriffen echte, kommentierte 3D-Lernmaterialien erstellt werden könnten.

Im Software-Teil geht es übrigens nicht nur darum, Aufnahmen zu machen. Wir haben eine im Internet verfügbare Multiplattform entwickelt, mit der Ausbilder oder Ärzte, die in der Pflege arbeiten, zusätzlich zum Live-Streaming von 3D / 2D-Operationen die aufgezeichneten Materialien bearbeiten, gruppieren und mit den Studenten teilen können, sowie die vollständige Dokumentation von Operationen und Eingriffen organisieren können. Für die Studenten haben wir eine iOS- und Android-Applikation erstellt, mit der Live- oder bearbeitete Lernmaterialien im VR- (z. B. Google Cardboard) oder 2D-Modus angezeigt werden können. Wir haben sogar eine elektronische Broschüre entwickelt, um die Ausführungen zu verfolgen.

- Die Medizinische Fakultät der Universität Pécs entwickelt seit einem Jahr ihr eigenes digitales, pädagogisches und virtuelles Lehrplanprogramm, PotePedia. Kann auch M3D-Vision darin eine Rolle spielen?

- Absolut. Diese Lösung könnte die traditionellen, lexikalischen Wissensdatenbanken und Inhalte effektiv ergänzen und auch eine sehr effektive Streaming-Plattform in der Simulationsausbildung sein - in der sich die Abteilung für Operationale Medizin der Medizinischen Fakultät, das Ausbildungszentrum für Medizinische Simulation und das Mediskills Lab befinden. Wir sind sehr entschlossen, einige der Tests laufen noch im Mediskills Lab.

- Die Qualitätssicherung der Eingriffe ist ebenfalls ein eingängiges Bereich.

- Wir reden nicht gern darüber, aber es gibt auch in Ungarn Gerichtsverfahren wegen Behandlungsfehler. Dies ist eine enorme Ausgabe für das Gesundheitssystem und eine ernsthafte Stressquelle für die Ärzte selbst. In den meisten Fällen erfolgt die genaue Nachverfolgung der Ereignisse während der Operation und die Dokumentation der Eingriffe jetzt auf Papier. Es gibt keine IT-Lösung in den Händen von den gesundheitlichen Facharbeiter und Krankenhausleitern, die eine einfache Aufzeichnung der Eingriffe ermöglicht. Daher könnte dies eine naheliegende Lösung für die Erstellung audiovisueller Inhalte zur Qualitätssicherung sein. Ich denke, dies würde viele Menschen schützen, auch Patienten, da die Disziplin der Einhaltung von Protokollen auch durch das Vorhandensein des Geräts gestärkt werden könnte. Der Anwenderbereich könnte auch auf Versicherungsunternehmen ausgedehnt werden, selbst wenn sie selbst die Einführung in Krankenhäuser initiieren und finanzieren könnten.

- Wer könnte außer medizinischen Universitäten, Krankenhäusern und Versicherungsunternehmen an der Entwicklung interessiert sein?

- Mit einer kleinen Modifikation des Software-Rahmensystems - da es sehr flexibel gestaltet ist - kann das Produkt mit minimaler Entwicklung auch in anderen Bereichen eingesetzt werden. Was wir jetzt als Zielmärkte betrachten, sind die Militärindustrie, die Unterhaltungsindustrie, das gesamte Spektrum der Hochschulbildung, insbesondere in den Bereichen Veterinärmedizin, Naturwissenschaften und technische Ausbildung.

- Systeme der Roboterchirurgie wie da Vinci sind seit einiger Zeit auf dem Markt erhältlich und werden in vielen Fällen auf der Grundlage realer Operationen und der Bewegungen exzellenter Chirurgen "gelehrt" und programmiert. Kann eine Reihe von parametrisch erfassten Operationen auch für diesen Zweck geeignet sein?

- Ja, die vom System erhaltenen Daten können wir auch in diesem Anwendungsbereich verwenden.

- Wie einzigartig ist diese Entwicklung und was ist mit den Eigentumsrechten?

- Es gibt ähnliche Systeme, anfängliche Versuche im Ausland, aber unsere sind im Vergleich zu diesen in einem fortgeschrittenen Stadium. Das Recht des geistigen Eigentums ist derzeit zu 100% im Besitz der Universität von Pécs. Die Entwicklung wird von der Medizinischen Fakultät unter Einbeziehung der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informationstechnologie koordiniert. Wir haben auch einen Industriepartner, ein multinationales Unternehmen, das an der Softwareentwicklung beteiligt ist, CAE Engineering Ltd., die nationale Tochtergesellschaft von CAE Ltd. (eine kanadische Unternehmensgruppe, die sich mit Militär-, Luft- und Raumfahrt- und medizinischen Simulationen befasst).

- Nach Ihren Angaben wurde die Arbeit mit dem Programm nicht heute begonnen. Wann kann man es ein Marktprodukt sein und was fehlt noch?

- Die Arbeiten dauern seit 2017 an, sodass sich das System jetzt in einem sehr fortgeschrittenen Zustand befindet. Wir testen den Prototyp bereits live, praktisch jedes Element funktioniert. Der aktuelle Stand wurde auf der Grundlage von Rückmeldungen aus der Praxis erreicht und eignet sich für Forschungs-, Demonstrations- und Bildungszwecke gemäß den Hauptzielen. Wir planen, unseren bestehenden Prototyp im Rahmen eines Universitäts-Spin-off-Unternehmens weiterzuentwickeln. Erstens möchten wir das Entwicklungsteam erweitern, und wir müssen einen externen Dienstleister in die Fertigstellung des Produkts einbeziehen, der über ernsthaftere Erfahrungen bei der Markteinführung verfügt als wir und dies auch schnell durchführen kann. Wir schätzen, dass wir, wenn es uns gelingt, eine Investition von 1.150.000 € anziehen, die Entwicklung in einem Jahr abschließen und dieses sogenannte Marktprodukt produzieren könnten. Auf der Grundlage unserer vorhandenen Ergebnisse könnten wir jedoch frühzeitig mit dem Vorverkauf beginnen.

 

REFERENZEN, AUSZEICHNUNGEN, PRESSE- / MEDIENVERÖFFENTLICHUNGEN:

Webseite:

https://medvision.hu/