Wissenschaftliche Ausbildung

"Intelligente" Übungspuppen, virtuelle Realität, Leuchttische: die Simulationsmedizin wird zunehmend realistisch

Im Simulationszentrum (CeSi) in Lugano trainieren jedes Jahr rund 4’000 Studierende und Fachleute aus dem ganzen Kanton. Der Ausbau der Einrichtung mit neuen Geräten und Labors ist geplant

von Elisa Buson

Würden Sie in ein Flugzeug steigen, wenn Sie wüssten, dass es von einem Piloten geflogen wird, der zum ersten Mal fliegt und erst ein paar Stunden Flugerfahrung hat? In einer solchen (offensichtlich unrealistischen) Situation wäre eine gewisse Angst mehr als gerechtfertigt, denn Erfahrung ist ein wichtiger Faktor, wenn es um die Sicherheit von Menschen geht. Wie in der Medizin. Nicht von ungefähr ist die Hoffnung eines jeden Patienten, der auf dem Operationstisch landet, in die Hände eines erstklassigen Chirurgen mit einer langen Karriere zu geraten und nicht in die eines Neulings. Glücklicherweise gibt es heute innovative Technologien, die es Ärzten und medizinischem Personal ermöglichen, ihre Ausbildung zu perfektionieren, noch bevor sie am Krankenbett des Patienten stehen. Um sie in Aktion zu sehen, muss man nur das Simulationszentrum (CeSi) in Lugano betreten, eine regelrechte “Trainingshalle”, in der automatisierte Übungspuppen und digitale Simulatoren nur einige der Hilfsmittel sind, mit denen jedes Jahr etwa 4.000 junge Studenten und Fachleute aus dem ganzen Kanton trainieren. Das CeSi ist eine Ausbildungseinrichtung, die zum Centro Professionale Sociosanitario (Berufszentrum für Soziales und Gesundheit) in Lugano des Departements für Bildung, Kultur und Sport (DECS) gehört, das mit anderen öffentlichen und privaten Organisationen im Kanton Tessin zusammenarbeitet.

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«Unser Ziel ist es, die Qualität der Pflege zu verbessern und die Patientensicherheit zu erhöhen», erklärt Pier Luigi Ingrassia, wissenschaftlicher Leiter des CeSi, ehemaliger ausserordentlicher Professor an der Universität Ostpiemont und wissenschaftlicher Leiter des Simulationszentrums SIMNOVA in Novara, sowie nächster Präsident der Europäischen Simulationsgesellschaft (SESAM). Wir haben ihn nach seiner Rückkehr von einem wichtigen Kongress in Italien getroffen, wo er die Gelegenheit hatte, die Erfahrungen des CeSi zu vermitteln und mit den Technologien der neuesten Generation zu experimentieren, die bald im Tessin Einzug halten könnten. Wie zum Beispiel das “Mediversum”, also das Metaversum, das die Welt des Gesundheitswesens auf halbem Weg zwischen real und virtuell rekonstruiert. «Setzen Sie einfach einen Visor auf und Sie werden sofort in einen Krankenwagen oder in einen Operationssaal katapultiert»,sagt Ingrassia. «Man kann sich in einem physischen Raum bewegen, der dem realen nachempfunden ist, man kann Werkzeuge benutzen und mit den Avataren seiner Kollegen interagieren, um nicht nur seine Fertigkeiten, sondern auch seine Fähigkeit zur Kommunikation und Koordination mit dem Rest des Teams zu testen. Was noch fehlt, ist die haptische Wahrnehmung, d. h. die taktile Komponente, die für unsere Arbeit von entscheidender Bedeutung ist (z. B. beim Einführen eines Laryngoskops in den Rachen eines Patienten zur Intubation), aber sie wird wahrscheinlich in Zukunft verfügbar sein. Das Metaversum wird somit ein wertvolles Instrument zur Verbesserung der Ausbildung des Gesundheitspersonals werden».

Heute kämpft diese Technologie noch immer um ihren Einzug in das Bildungswesen. «Sie wird von vielen Ausbildern und Dozenten mit Misstrauen betrachtet, die das Virtuelle mit dem Konzept der Videospiele und sicher nicht mit der Ausbildung in Verbindung bringen. Aber die Botschaft, die sich durchsetzen muss», betont Ingrassia, «ist, dass die Simulationstechnologien in der Medizin die traditionellen Ausbildungsmethoden nicht ersetzen, sondern sie vielmehr ergänzen. Viele Forschungsgruppen sind noch dabei, die Wirksamkeit dieser innovativen Lehrmethoden zu untersuchen, um zu verstehen, wie sie am besten eingesetzt werden können, aber es ist klar, dass sie in Zukunft immer häufiger zum Einsatz kommen werden. Ähnlich wie bei den Flugzeugpiloten, die viele Stunden in Simulatoren verbringen, bevor sie einen echten Steuerknüppel in die Hand nehmen».
Die Simulation ermöglicht es nämlich, typische Situationen zu reproduzieren, mit denen der Arzt im Alltag konfrontiert wird, aber auch extremere und seltenere Umstände, auf die man sich nicht vorbereiten kann, wenn man sich nur auf die Übung am Patienten verlässt. Nehmen wir den Fall einer plötzlichen und starken Blutung während einer Operation: Es ist wünschenswert, dass ein Chirurg in seiner Laufbahn nicht viele solcher Fälle erleben wird, aber sollte ein solcher Fall eintreten, ist es offensichtlich, dass die virtuelle Konfrontation mit ihm während der Simulationen mehr Sicherheit und Handlungsbereitschaft vermitteln kann.

Am CeSi gibt es verschiedene Simulationswerkzeuge, je nach den Fähigkeiten, die der Fachmann trainieren muss. Es gibt Dutzende “task trainer”, d. h. synthetische Geräte, die anatomische Teile des menschlichen Körpers originalgetreu nachbilden, damit die Fachkräfte des Gesundheitswesens eine bestimmte manuelle oder verfahrensspezifische Fertigkeit entwickeln können: Sie können z. B. einen künstlichen Arm verwenden, um die Technik des Einsetzens eines Venenkatheters zu verfeinern, oder eine Torso-Attrappe, um die Herzmassage zu erproben oder eine Drainage zu legen. « Dank dieser “Kompetenzbibliothek” kann man individuell trainieren, indem man Verfahren immer und immer wieder durchführt, bis ein Qualitätsstandard erreicht ist», betont der wissenschaftliche Leiter des CeSi. «Auf diese Weise erwerben Ärzte und Krankenschwestern und -pfleger manuelle Fertigkeiten und gleichzeitig verringert sich das klinische Risiko für die echten Patienten, an denen sie später arbeiten werden». 

Beeindruckend sind auch die Ganzkörpersimulatoren, Übungspuppen, die verschiedene mögliche Patiententypen realistisch nachbilden, von der Schwangeren bis zum Neugeborenen, vom älteren Menschen bis zum Menschen mit Down-Syndrom. «Diese Übungspuppen», erklärt Ingrassia, «sind mit mehr oder weniger fortschrittlichen Technologien ausgestattet, die es ermöglichen, physiologische und pathologische Zustände zu reproduzieren: Sie können atmen, indem sie Kohlendioxid ausstossen, ihren Brustkorb heben, ihre Augen als Reaktion auf Lichtreize bewegen und Herz- und Lungentöne wiedergeben. Sie sind sehr nützlich, um Gesundheitsteams im Umgang mit komplexen Situationen zu schulen: Wir wissen, dass die meisten Fehler im Gesundheitswesen auf Schwierigkeiten bei der Kommunikation und der Teamkoordination zurückzuführen sind».

Häufig setzt CeSi auch lebende Akteure ein, die speziell geschult sind, um einem präzisen Drehbuch zu folgen, das die Gedanken, Worte und Handlungen echter Patienten mit einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen wiedergibt. Manchmal tragen sie sogar ein Korsett oder Manschetten an den Armen, damit das medizinische Personal invasive Manöver simulieren kann. Auf diese Weise werden nicht nur manuelle und verfahrensspezifische Fertigkeiten geübt, sondern es wird auch versucht, die Pflege zu vermenschlichen, indem der psychologische und emotionale Zustand der Patienten berücksichtigt wird.

In den Labors des CeSi in Lugano gibt es auch verschiedene virtuelle Geräte, um die Überwachung von Vitalparametern zu simulieren, biologische Tierpräparate (die für die Ernährung bestimmt sind und in der Metzgerei gekauft werden, um nicht weitere Lebewesen auf dem Altar der Wissenschaft opfern zu müssen), um bestimmte invasive Manöver durchzuführen, und sogar menschliche Leichenteile (die selten verwendet werden), um Eingriffe so realistisch wie möglich zu reproduzieren.

«Der Einsatz all dieser Simulationsinstrumente ist heute fakultativ und nicht obligatorisch für die Ausbildung von Ärzten und Krankenschwestern, bzw. Krankenpflegern: Unser Ziel ist es jedoch», betont Ingrassia, «sie nach besten Kräften zu fördern, damit sie immer häufiger und bewusster eingesetzt werden». Wie wir bereits sagten, werden am CeSi derzeit jährlich etwa 4.000 Fachkräfte aus Krankenhäusern, Kliniken, Universitäten und Berufsschulen im ganzen Tessin ausgebildet. Eine Zahl, die angesichts der anstehenden Entwicklungsprojekte noch steigen wird. «Es ist genau diese Aussicht auf Wachstum, die uns interessiert und motiviert», sagt Ingrassia. «Wir arbeiten daran, das CeSi weiterzuentwickeln, indem wir ein neues, grösseres Gebäude suchen, wo wir mehrere Simulationslabors haben werden. Gleichzeitig koordinieren wir auch ein echtes Netz kleinerer Labore, die über das gesamte Gebiet verteilt sind, zum Beispiel an der höheren Fachschule für Krankenpflege oder beim Rettungsdienst, wo spezifischere Simulationen mit weniger technologischem Inhalt durchgeführt werden können. Dank dieser Entwicklung des CeSi», so der wissenschaftliche Direktor, «wollen wir ein immer sichereres klinisches Umfeld schaffen, das die Qualität der Pflege verbessert, aber nicht nur das. Wir werden auch den Weg für zunehmend personalisierte Behandlungen ebnen, dank der Simulatoren und digitalen Zwillinge, die es in Zukunft ermöglichen werden, die spezifischen Merkmale des einzelnen Patienten zu reproduzieren».