Verbundprojekt: GreifbAR; Teilvorhaben: Erfassung und Vermittlung chirurgischen Handelns am Beispiel des Knotens (KnotbAR) & Instrumentenanordnungen in der Ausbildung operationstechnischer Assistenz (OTA Toolpicker)

Abstract

Der kompetente Umgang mit chirurgischen Instrumenten und Knotentechniken ist eine zentrale Grundlage der operativen Praxis. Bisher erfolgt die Vermittlung solcher Fertigkeiten überwiegend durch persönliche Anleitung, Beobachtung, Schautafeln oder Videos. Diese Methoden sind jedoch kostenintensiv, schwer skalierbar und erfassen keine präzisen Fingerbewegungen, sodass der Lernerfolg kaum überprüfbar ist. Extended-Reality-Technologien (VR/AR/MR) eröTnen hier neue Perspektiven. Während VR-Simulationen vorrangig visuelles Wissen vermitteln, fehlt ihnen die haptische Dimension, die für chirurgische Fingerfertigkeiten entscheidend ist. Mixed Reality (MR) hingegen ermöglicht die Interaktion mit realen Objekten, Instrumenten und Umgebungen und ist daher besonders geeignet, um praxisnahe, verkörperte Lernprozesse zu fördern. Lernende können Arbeitsabläufe aktiv einüben, erhalten zusätzliche visuelle oder auditive Unterstützung und ihre Handlungen werden messbar und überprüfbar. Das Projekt GreifbAR entwickelte einen MR-basierten Trainingssimulator für chirurgische Knotentechniken, der Hand- und Objektverfolgungstechnologien nutzt. Die Lösung hebt sich von bestehenden Ansätzen ab, da nicht nur bloße Hände, sondern auch reale chirurgische Instrumente erfasst werden. So können Lernende ihre Handlungen im Raum mit virtuellen Anleitungen und Metainformationen überlagern und unmittelbar Feedback zur Korrektheit ihrer Knotentechnik erhalten. Das Projekt hatte drei zentrale Arbeitsschritte:

Entwicklung eines Trainingskonzepts mit visueller, textlicher und sprachlicher Anleitung, die mit den Handbewegungen der Lernenden synchronisiert wird. Definition klinischer, technischer und ethischer Anforderungen für den MR- Demonstrator sowie Prüfung der Übertragbarkeit auf andere Assistenz- und Simulationstechnologien. Evaluation in der Praxis durch Tests mit Studierenden und Klinikpersonal (z. B. an der Charité), um Nutzbarkeit, Chancen und Risiken zu bewerten und eine mögliche Integration in Curricula oder sogar in reale chirurgische EingriTe vorzubereiten.