Neuer 4D-Simulator optimiert Hirn-OPs

Aneurysma-Operationen gehören zu den heikelsten Eingriffen in der Neurochirurgie. Und diese sind nicht einmal so selten: Rund zwei von 100 Erwachsenen tragen die ballonartigen Erweiterungen von Hirnarterien, oftmals ohne etwas davon zu spüren. 

Die neurochirurgische Entfernung von Hirn-Aneurysmen ist anspruchsvoll. So stellen die Wahl der Eingriffsart, die Planung der Route und der Eingriff höchste Anforderungen an die Operateure. Jetzt hilft ein am Inselspital, Universitätsspital Bern und am Artorg Center (Uni Bern), entwickelter neuer 4D-Simulator zur Schulung von Clipping (Aneurysma abklemmen) und Coiling (Aneurysma ausfüllen) dabei, den Eingriff an einem exakten 4D-Model zu planen, erproben und optimieren.

Der Simulator bietet eine realistische optische und haptische Übungsmöglichkeit an einer 3D-Print-Kopie des Schädels und des Hirns des Patienten. Die Fachleute finden im Simulator eins zu eins 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, teilt die Insel-Gruppe mit.

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. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Patient genauestens über die Operation informiert werden kann, was seine Motivation positiv unterstützt – immerhin haben chirurgische Eingriffe am Hirn eine ausgeprägte emotionale Komponente.

Der 4D-Simulator bietet auch neue Dimensionen in der Aus- und Weiterbildung von neurochirurgischen und neuroradiologischen Fachleuten. Ärztinnen und 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 dann noch 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 David Bervini und der Biomechanik-Ingenieur und PhD-Student Fredrick Johnson Joseph sind derzeit daran, das Start-up-Unternehmen SurgeonsLab zu gründen. Dieses Unternehmen wird die Produktion und Weiterentwicklung des 4D-Simulators übernehmen und Innovationen und Dienstleistungen in der Hirnchirurgie entwickeln. Künftige Weiterentwicklungen werden für den Einbezug von künstlicher Intelligenz (KI) und Robotik sorgen.