ENGINEERINGNET.NL - Tim Horeman toonde o.m. aan dat kracht- en bewegingsmetingen een objectieve beoordeling geven van de vaardigheden van de chirurg, en dat het krijgen van directe feedback over de uitgeoefende kracht het leereffect vergroot.
Kijkoperaties hebben het grote voordeel boven ‘gewone’ chirurgie dat ze minder ingrijpend zijn voor de patiënt. Het nadeel is echter dat deze operaties voor de chirurg lastiger zijn en dat een goede training dus nog belangrijker is dan normaal.
Tim Horeman richtte zich tijdens zijn promotie-onderzoek op het verbeteren van trainingssystemen voor kijkoperaties in de buikholte (laparoscopie), meer specifiek op de zogenoemde box trainer. Dit is een soort doos waarin de chirurg met instrumenten bepaalde basisacties kan oefenen, zoals grijpen, het verplaatsen van weefsels en hechten.
‘Bij laparoscopische chirurgie worden speciale instrumenten met een lange en dunne schacht ingebracht door kleine sneetjes in de onderbuik. Het gebruik van lange instrumenten in combinatie met wrijving en weerstand van de buikwand, maakt het inschatten van de kracht die wordt uitgeoefend op de weefsels moeilijk’, zegt Horeman.
‘Het doel van mijn onderzoek was dan ook het ontwikkelen van systemen die de krachten meten tijdens het trainen en het combineren van bewegingsmetingen en krachtmetingen, zodat de basisvaardigheden van de trainee objectief kunnen worden beoordeeld. Een ander doel was het ontwikkelen van krachtterugkoppelingssystemen, zodat het krachtgebruik tijdens de trainingen verbetert.’
Het eerste deel van zijn onderzoek zoemt in op de krachten die worden uitgeoefend door de zogenoemde instrumentbekjes tijdens een chirurgische hechting. In veel trainingsprogramma’s voor chirurgen wordt hechten gebruikt om de technische vaardigheden van de trainee te testen.
ForceTRAP v2, met hechtpad en padhouder voor een objectieve inschatting van de chirurgische vaardigheden op verschillende taken.
De krachten, die worden uitgeoefend tijdens het hechten, werden gemeten door een krachtsensor in de trainingsbox te plaatsen. Tevens werd gedemonstreerd dat uit krachtdata prestatieniveaus kunnen worden berekend, die de vaardigheden van de chirurg goed weergeven. Enkel door het gebruik van de krachtdata, blijkt het mogelijk om de chirurgen te onderscheiden van de beginners met een nauwkeurigheid van meer dan 80 %.’
Het tweede deel van zijn proefschrift beschrijft onder meer een methode om de kracht die wordt uitgeoefend op weefsel te verminderen.
Horeman: ‘We genereerden binnen het bestaande scoopbeeld een virtuele pijl, die de grootte en de richting van de uitgeoefende kracht tijdens het hechten weergeeft aan de trainende chirurg. Het bleek dat dit kan helpen om de kracht te minimaliseren tijdens het plaatsen en knopen van hechtingen.’
In het laatste deel van het onderzoek is ForMoST ontwikkeld, een nieuwe trainingsbox die zowel de krachten op het weefsel als de instrumentbewegingen meet.
Horeman: ‘Voor deze trainingsbox ontwikkelden we twee nieuwe tweehandige taken om weefselmanipulatie te trainen. Een studie met beginners die visuele krachtterugkoppeling kregen, liet zien dat dit de weefselmanipulatiekracht vermindert, zonder negatieve effecten op de taaktijd en de instrumentbewegingen. Daarnaast zagen we dat het trainen met visuele tijdterugkoppeling de taaktijd verkort en instrumentbewegingen verbetert, maar niet de weefselmanipulatiekrachten vermindert.’
De onderzoeken werden uitgevoerd in nauwe samenwerking met medici van het LUMC, Erasmus MC en het AMC. Horeman richtte in 2009 MediShield op, een bedrijfje dat instrumenten en sensoren ontwikkelt voor de medische wereld.
Binnen de TU Delft is Tim inmiddels projectleider van het Steerable Punch project, een internationale samenwerking die zicht richt op een nieuwe stuurbare knabbeltang voor arthroscopie (kijkoperaties in gewrichten).
(bron: TU Delft, foto's: MediShield bv)
