Inteligentny trenażer laparoskopowy

Często słyszymy o szkodliwości gier komputerowych (nastolatkowie grają w naszpikowane przemocą produkcje, by następnie zabijać ludzi na ulicach). Okazuje się jednak, że gry mają wiele pozytywnych zastosowań, między innymi rozwijają zdolności manualne lekarzy przydatne w operacjach laparoskopowych. Na tej obserwacji opiera się konstrukcja inteligentnych trenażerów medycznych.

Pierwszą jaskółką była gra wideo Underground (na Nintendo Wii). Chodziło w niej o pomoc małej dziewczynce i jej robotowi w wydostaniu się z kopalni, poprzez niszczenie przeciwników i tworzenie przebieżnych ścieżek. Do gry można było dokupić kontroler przypominający zestaw dwóch laparoskopów i manipulując nim, pokonywać kolejne etapy rozgrywki. Pomysłodawcą gry był chirurg Henk Hoedemaker z Uniwersytetu w Groningen (Holandia), który zauważył, że studenci nauk medycznych mają bardzo ograniczony dostęp do ekstremalnie drogich symulatorów operacji laparoskopowych, natomiast grę większość młodych lekarzy mogła sobie bez problemu kupić i rozwijać umiejętności motoryczne. Badania wykazały, że dzięki graniu za pomocą kontrolerów wzrasta poziom koordynacji oko-ręka, wyczucie głębi oraz rozwija się umiejętność sprawnego i precyzyjnego posługiwania się obiema rękami. Gra skutecznie pomagała niedoświadczonym lekarzom w przygotowaniu się do testów praktycznych z chirurgii laparoskopowej przeprowadzanych przy użyciu prawdziwych narzędzi. Tu można obejrzeć kilka przykładowych ćwiczeń: przekładanie klocków, przeciąganie sznurka zgodnie z markerami czy wyjmowanie gazy z rozciętej we wskazanym miejscu powierzchni.

Jednym z najbardziej znanych w Polsce producentów trenażerów laparoskopowych jest wrocławska firma Laparo. Jej urządzenia pozwalają kilkukrotnie skrócić czas szkolenia operatorów i to bez ryzyka popełnienia błędu na pacjencie. Trenażer Laparo łączy cechy standardowego
urządzenia chirurgicznego z symulatorem opartym na pracy wielu elektronicznych czujników, kamer i oprogramowania, które pozwala na kompleksowy monitoring oraz automatyczną ocenę każdego ćwiczenia.

W symulacjach medycznych coraz częściej wykorzystuje się też technologię VR (wirtualnej rzeczywistości). Panoramiczny widok sali operacyjnej może zostać przełączony na widok konkretnego jej użytkownika lub na obraz uzyskany z kamery laparoskopu. Zatem całkowicie przypomina to grę komputerową, którą sterujemy za pomocą kontrolerów, które wyglądają jak narzędzia laparoskopowe, ale trening jest wykonywany bez dotykania prawdziwych obiektów. Uczucie dotyku jest generowane przez elektromechanikę wewnątrz trenażera. Chodzi o to, by symulator dawał wrażenia jak najlepiej odpowiadające rzeczywistym. Jeśli nie można uzyskać tego efektu, konieczny jest równoległy trening na trenażerach manipulacyjnych oraz VR.

Kształcenie lekarzy z wykorzystaniem trenażerów nie jest jeszcze w Polsce wystarczająco spopularyzowane.  Obecnie Uniwersytet Opolski tworzy Centrum Symulacji Medycznych. Poza standardowym wyposażeniem, jak symulator noworodka, czy fantom człowieka do treningu resuscytacji oddechowo-krążeniowej, ma ono być wyposażone w trenażer laparoskopowy. Najnowsze raporty wskazują, rynek symulacji medycznych do 2026 roku osiągnie wartość 5,25 mld dolarów przy średnim rocznym tempie wzrostu na poziomie 16%. Nic dziwnego, że rośnie zainteresowanie inwestorów produktami z tej branży.

I tu na scenę wkraczają młodzi informatycy z Wydziału Matematyki i Informatyki UWr. Stworzony przez studenta IV roku studiów inżynierskich Krzysztofa Zajdla prototyp Inteligentnego Trenażera Laparoskopowego uzyskał ponad 930 tys. zł dotacji na dalsze badania i rozwój w ramach konkursu Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości "Rozwój startupów w Polsce Wschodniej". Krzysztof jest absolwentem Technikum nr 5 w Krośnie i pracuje dla firmy Medu z Dukli. Był odpowiedzialny za wszystkie kwestie techniczne i doprowadził prototyp do realizacji. W dalszych etapach będzie kierował działem rozwoju technologicznego. Trenażer jego projektu wykorzystuje aplikację mobilną, algorytmy widzenia komputerowego i nauczania maszynowego do oceny przeprowadzanych treningów, co w konsekwencji umożliwia przygotowanie i realizację indywidualnego toku treningowego dla każdego użytkownika.