MEDUSA – Medical EDUcation in Surgical Aneurysm clipping
Das Projekt „Medical EDUcation in Surgical Aneurysm clipping“ (MEDUSA) ist aus vier Einreichungen des vom Land Oberösterreich ausgeschriebenen „Leitprojektes Medizintechnik“ hervorgegangen. Die Forschungsabteilung Medizin-Informatik der RISC Software GmbH ist Konsortialführerin des mit 2,3 Mio. Euro dotierten Leitprojektes. Ziel des MEDUSA-Konsortiums ist die Entwicklung einer revolutionären Trainings- und Planungsplattform für Neurochirurg*innen, um komplexe Eingriffe am Gehirn detailreich und ganzheitlich simulieren zu können. Denn die oberste Priorität von MEDUSA ist es, das Leben von Patient*innen zu schützen. Komplexe medizinische Eingriffe qualitativ und quantitativ in einer realistischen Umgebung zu simulieren, erzeugt optimale Trainings- und Ausbildungsmöglichkeiten, welche die Patient*innen-Sicherheit steigern.
Hybrider Simulator für Neurochirurg*innen
Das Gehirn ist das komplexeste menschliche Organ, dessen krankheitsbedingte Beschädigung schwerwiegende Folgen für Patient*innen hat. Die operative Behandlung des Gehirns ist jedoch äußerst schwierig, da Zielareale oft in hochfunktionalen und vielschichtigen Gewebestrukturen eingebettet sind. Nur durch Hochtechnologie und außergewöhnliche kognitive und motorische Fähigkeiten von Neurochirurg*innen werden erfolgreiche Eingriffe möglich. Die Stärkung beider Komponenten steht im Zentrum des Forschungsprojekts MEDUSA. Das Ziel des MEDUSA-Konsortiums ist die Entwicklung einer revolutionären Trainings- und Planungsplattform für Neurochirurg*innen, um komplexe Clipping-Operationen von Gehirnaneurysmen detailreich und ganzheitlich simulieren zu können. Denn die oberste Priorität von MEDUSA ist es, das Leben von Patient*innen zu schützen.
„Leitprojekt Medizintechnik“ des Landes Oberösterreich
Das Forschungsprojekt MEDUSA ist aus vier Einreichungen des vom Land Oberösterreich ausgeschriebenen „Leitprojekt Medizintechnik“ hervorgegangen. Die Forschungsabteilung Medizin-Informatik der RISC Software GmbH ist Konsortialführerin des mit 2,3 Millionen Euro geförderten Projektes.
Die sieben Key Features von MEDUSA
Kombination von haptischen und virtuellen Komponenten
Da die Haptik in der medizinischen Simulation eine sehr wesentliche Rolle spielt, werden die Bereiche, bei denen ein Fühlen und Empfinden relevant sind, real gefertigt. Dies erfolgt beispielsweise durch 3D-Druck oder spezielle Gussverfahren. Dazu kommen virtuelle Modelle, die eine Simulation von beispielsweise dem Blutfluss ermöglichen, um so dem*der Chirurg*in einen Einblick in den chirurgischen Vorgang und dessen Ergebnisse zu ermöglichen.
Realistischer neurochirurgischer Simulator
Auf Basis dieses hybriden Ansatzes entwickelt das MEDUSA-Konsortium einen innovativen neurochirurgischen Simulator, der aus einem 3D-gedruckten Schädel mit künstlichem Gehirngewebe und virtuell überlagerten Bildern besteht, die die Simulationsumgebung in Echtzeit erweitern. Neurochirurg*innen können die künstlich hergestellten Patient*innen-Modelle (Gehirn, Gehirnhäute inkl. Arachnoidea, Blutgefäße inkl. Aneurysma, Schädel, Haut) haptisch ertasten und innere, sonst nicht sichtbare anatomische Strukturen als virtuell erzeugte Hologramme sehen. Die reale und die virtuelle Welt verschmelzen zu einer hybriden Welt, die den größtmöglichen Realismus schafft.
Training mit echten chirurgischen Instrumenten
Ein hochpräzises multimodales Positionserfassungssystem ermöglicht die Verwendung von echten chirurgischen Instrumenten für die Simulation, ganz ohne Kabel und Computereingabegeräten. Dadurch wird eine natürliche Benutzerschnittstelle geschaffen, der*die Chirurg*in kann also mit den Instrumenten trainieren, mit denen auch im OP gearbeitet wird. Die unterschiedlichen Instrumente wie z.B. Mikroschere, Dissektor, Clipanlegezange werden vom Simulator automatisch erkannt und können jederzeit während der Simulation gewechselt werden.
Modulares Design
MEDUSA ist ein einzigartiger Mixed-Reality-Trainingssimulator, der ein umfassendes Curriculum bietet. Operative Eingriffe am Gehirn werden in einer realitätsnahen und hochauflösenden Grafik abgebildet und das Gewebeverhalten wird realitätsnah simuliert. MEDUSA ermöglicht es Neurochirurg*innen, die für das Clipping von Gehirn-Aneurysmen erforderlichen Fertigkeiten effizient und effektiv zu trainieren und weiterzuentwickeln.
Der modulare Aufbau ermöglicht es, sowohl grundlegende als auch komplexe chirurgische Fertigkeiten zu trainieren. Diese Fertigkeiten können entweder isoliert oder im Zuge der Simulation des gesamten chirurgischen Eingriffes trainiert werden. Didaktische Elemente und Lehrmittel werden in Zusammenarbeit mit medizinischen Expert*innen und Ausbildner*innen entwickelt, um die Lehrinhalte über das diagnostische und chirurgische Verfahren sowie über die Anatomie optimal abzubilden.
Tomorrow’s Patient
Basierend auf realen medizinischen Bilddaten, die in nur wenigen Minuten von einer Künstlichen Intelligenz verarbeitet werden, ermöglicht MEDUSA in der finalen Version 3.0 eine patient*innen-spezifische präoperative Planung (Simulation des operativen Eingriffes am „tomorrow’s patient“ – „Patient*in von morgen“). Neurochirurg*innen können sich so optimal auf die bevorstehende Aneurysma-Clipping-Operation vorbereiten und komplexe chirurgische Eingriffe vorab in einer sicheren Simulationsumgebung trainieren. Dies schützt das Leben der Patient*innen und erhöht das Sicherheitsgefühl der Neurochirurg*innen.
Entwickelt von Expert*innen für Expert*innen
Dieses herausfordernde Vorhaben ist aufgrund moderner Technologien und vor allem durch die exzellente Expertise des Konsortiums, bestehend aus sieben Forschungs- und sechs Unternehmenspartner*innen, möglich. Die Nutzung von Synergien in den Bereichen Neurochirurgie, Neurowissenschaften, Künstliche Intelligenz, Medizintechnik, Materialwissenschaften und Zulassung von Medizinprodukten schafft ein Leuchtturmprojekt, das den Wirtschaftsstandort Oberösterreich global sichtbar macht und in zukunftsträchtigen und profitablen Märken etabliert.
Insbesondere Univ.-Prof. Dr. Andreas Gruber (Vorstand der Universitätsklinik für Neurochirurgie des Kepler UniversitätsklinikumsLinz) und OA Priv.-Doz. DDr. Matthias Gmeiner engagieren sich mit voller Leidenschaft für das Projekt und bringen ihre medizinische Expertise ein, um sicherzustellen, dass ein realistischer und praxistauglicher Simulator entwickelt wird.
Laufendes Forschungsprojekt
Das Forschungsprojekt MEDUSA startete Mitte 2019 und wird Mitte 2024 abgeschlossen. Die Konsortialpartner*innen sind hochmotiviert, die hervorragende Zusammenarbeit im Bereich der medizinischen Simulation auch nach Projektende fortzuführen und im Zuge von gemeinsamen Forschungsprojekten zu intensivieren. Interessierte Verwertungspartner*innen aber auch F&E-Kooperationspartner*innen sind jederzeit willkommen, sich während des MEDUSA-Projektes bzw. in einem der weiterführenden Projekte einzubringen.
MEDUSA – Medical EDUcation in Surgical Aneurysm clipping. Ein Forschungsprojekt unter Beteiligung von 13 oberösterreichischen Einrichtungen und Unternehmen. Dieses Projekt wird aus Mitteln des Strategischen Wirtschafts- und Forschungsprogramms „Innovatives OÖ 2020“ vom Land Oberösterreich gefördert.
Projektpartner
Details zum Projekt
- Projekt-Kurztitel: MEDUSA
- Projekt-Langtitel: Medical EDUcation in Surgical Aneurysm clipping
- Fördercall: Medical Upper Austria – Leitprojekt Medizintechnik, Eine Initiative des Landes Oberösterreich 2020 im Rahmen des strategischen Wirtschafts- und Forschungsprogramm Innovatives OÖ 2020
- Projektpartner*innen:
- alpha medical concepts e.U.
- cortEXplore GmbH
- eulerian-solutions e.U.
- EVO-tech GmbH
- FH OÖ Forschungs- und Entwicklungs-GmbH
- Johannes Kepler Universität Linz – Institute of Polymer Product Engineering
- Johannes Kepler Universität Linz – Institut für Polymerwissenschaften
- Kepler Universitätsklinikum Linz – Universitätsklinik für Neurochirurgie
- LIFEtool gemeinnützige GmbH
- Netural GmbH
- PROFACTOR GmbH
- RISC Software GmbH
- R’n’B Consulting GmbH
- Budgetvolumen (gesamt): 3,052 Mio. Euro
- davon Förderung (gesamt): 2,213 Mio. Euro
- Laufzeit: 07/2019-06/2024
Ansprechperson
Dr. Michael Giretzlehner
Head of Unit Medical Informatics