Chirurgische simulator (voor pedikelschroefplaatsingen)

Adolescente idiopathische scoliose (AIS) is een misvorming van de wervelkolom die veel voorkomt bij kinderen van 10 tot 17 jaar en die 0,47% tot 5,2% van de wereldbevolking treft. Een ernstige vorm van AIS waarbij het de vitale organen aantast, wordt gevonden bij 8% van de patiënten, en die hebben fusie van de wervelkolom als behandeling nodig, om te vermijden dat de kromming nog verergert. Deze wervelkolomfusie omvat het inbrengen van pedikelschroeven (pedikelschroefplaatsing of PSP) in de aangetaste wervels, die daarna verbonden worden door middel van staven. Het is een uitdagende operatie met een steile leercurve. De belangrijkste complicatie omvat neurologisch letsel veroorzaakt door het verkeerd plaatsen van pedikelschroeven. De chirurgische opleiding voorziet momenteel in training op kostbare kadavers, synthetische botten of op patiënten. Het doel van dit onderzoek is om een trainingssysteem te ontwikkelen dat pedikelschroefplaatsingen simuleert. Het nieuwe trainingssysteem zal realistische sensaties bieden die bij uitstek geschikt zijn voor cursisten om het juiste spiergeheugen op te bouwen. Het trainingssysteem bestaat uit een virtueel bot en een dynamisch model van het boren, geconstrueerd door middel van machine learning. Verschillende parameters (krachten, koppels, trillingen en akoestiek) van de dynamiek van het boren worden verkregen uit experimenten. Het trainingssysteem zal vaardigheden kunnen vastleggen en beoordelen door gebruik te maken van sensoren die de beweging registreren. De beweging van een ervaren chirurg en zijn uitgeoefende kracht op het haptische trainingssysteem worden vastgelegd en opgeslagen als het referentiemodel voor het systeem dat vaardigheid beoordeelt, om tijdens de simulatie te worden vergeleken met het model van de gebruiker. Deze en andere gebruikersgegevens (uitgeoefende kracht, haptische positie) zullen vervolgens worden vertaald in een prestatiematrix die de gebruiker zal helpen zijn / haar techniek te verfijnen. De geregistreerde gegevens van de beweging zullen ook de prestaties van het systeem verbeteren. Het verfijnde model wordt vervolgens klinisch gevalideerd door ervaren chirurgen uit te nodigen als beoordelaars en junior chirurgen om de betrouwbaarheid en realisme van de simulator te beoordelen met ondersteuning van RAS, SI en STEPS Skill Center.