Simulatore VR di polso artroscopico per chirurghi

I pazienti con disturbi articolari, in particolare quelli che interessano il polso, richiedono sempre più spesso interventi chirurgici minimamente invasivi, tra cui l'artroscopia. Tuttavia, queste procedure richiedono un elevato livello di competenze da parte dell'operatore a causa della complessità dell'articolazione e della diversità delle patologie ad essa correlate. Un intervento chirurgico inadeguato può aumentare l'incidenza di complicanze e ridurre l'effetto curativo. Tali procedure rappresentano una curva di apprendimento ripida per gli studenti di ortopedia. Le specificità dell'artroscopia riguardano tecniche chirurgiche che richiedono ai chirurghi di visualizzare mentalmente un ambiente tridimensionale a partire da immagini bidimensionali e di eseguire l'intervento attraverso una specifica coordinazione occhio-mano con scarso feedback tattile.

Alla luce di queste sfide, una maggiore attenzione alla formazione sull'anatomia articolare era una priorità assoluta per il cliente di VOKA*, un importante istituto di formazione sanitaria. I simulatori adatti alle procedure ortopediche in generale e all'artroscopia del polso in particolare erano pochi o addirittura inesistenti. Riconoscendo il campo visivo limitato e la ridotta interazione medico-paziente, il cliente è giunto alla conclusione che la formazione VR fosse la soluzione più valida. Di conseguenza, si è rivolto a VOKA per ottenere assistenza nella creazione del simulatore.

SVILUPPO COLLABORATIVO

Per rispettare gli elevati standard medici e garantire l'accuratezza, abbiamo coinvolto i chirurghi ortopedici nel processo di sviluppo. Il loro contributo ha determinato il design, le caratteristiche e i moduli di formazione, creando un'esperienza di apprendimento autentica e mettendo in evidenza le sfide tecniche e psicomotorie che gli operatori devono affrontare. 

CARATTERISTICHE CHIAVE

Anatomia di alta precisione:

Il simulatore presenta modelli 3D delle articolazioni anatomicamente accurati, basati su Unity, che mostrano i dettagli di ossa, legamenti, tendini, nervi e vasi sanguigni. Questa visualizzazione a più livelli consente ai tirocinanti di sviluppare una comprensione delle relazioni spaziali all'interno delle articolazioni. 

Simulazione chirurgica realistica:

Il simulatore immerge i tirocinanti in un ambiente virtuale di sala operatoria che consente di posizionare e manipolare il paziente in modo realistico. Possono esercitarsi in una serie di procedure ortopediche, tra cui l'artroscopia del polso. 

Le fasi principali della procedura di artroscopia sono le seguenti:

• Posizionamento del portale:
  Identificare e stabilire con precisione i portali artroscopici utilizzando aghi e cannule virtuali, ricevendo un feedback aptico che simula la resistenza dei tessuti.
• Navigazione strumentale:
  Manovrare strumenti artroscopici, come sonde, rasoi, grasper, all'interno dello spazio articolare, sviluppando la coordinazione occhio-mano e la consapevolezza spaziale che sono estremamente difficili da sviluppare altrimenti.
• Riconoscimento e gestione della patologia:
  Il simulatore presenta diverse patologie del polso (ad esempio, lacerazioni del complesso fibrocartilagineo triangolare (TFCC), lesioni del legamento scapolo-omerale, sindrome del tunnel carpale), consentendo ai tirocinanti di diagnosticare e applicare le tecniche chirurgiche pertinenti senza rischi.

Moduli di apprendimento progressivo:

I moduli di formazione iniziano con l'identificazione dell'anatomia di base e progrediscono verso casi chirurgici più complessi. Questo approccio graduale aiuta a costruire una fiducia che diventa preziosa nella sala operatoria reale.

Feedback e valutazione delle prestazioni:

Il simulatore fornisce un feedback in tempo reale sulle prestazioni dell'utente, sulla gestione dello strumento e sul processo decisionale in corso. I dati oggettivi consentono ai tirocinanti di monitorare i propri progressi e di identificare le aree di miglioramento. Inoltre, ha permesso lo sviluppo di moduli di formazione con complessità gradualmente crescente.

Modellazione 3D e integrazione con Unity:

Per pianificare incisioni chirurgiche che simulano l'interazione fisica dei tessuti e replicano la telecamera di un laparoscopio, il team di VOKA ha utilizzato modelli Unity 3D multistrato del polso. Questi modelli sono stati creati utilizzando immagini mediche ad alta risoluzione che hanno permesso di creare presentazioni dettagliate di ossa, articolazioni, legamenti e altro del polso. Con il motore 3D, abbiamo garantito un rendering del modello di alta precisione e un'integrazione della fisica reale che simula la resistenza dei tessuti e l'interazione con gli strumenti.

*Le informazioni dettagliate sul cliente non possono essere divulgate in base alle disposizioni dell'NDA.