Formation chirurgicale en réalité mixte avec le simulateur VirtaMed LaparoS
Reconnu comme une technologie médicale de pointe, le VirtaMed LaparoS utilise la technologie de jumeau numérique 3D en temps réel d'Unity et le retour haptique intégré pour fournir une formation chirurgicale hyperréaliste.
Remarque : Ce blog contient des images médicales qui peuvent mettre certaines personnes mal à l'aise.
VirtaMed, une société suisse qui développe des simulateurs de réalité mixte pour la formation médicale, a créé une solution qui réduit les risques associés à la formation chirurgicale traditionnelle. S'appuyant sur la technologie immersive d'Unity Learn pour recréer les scénarios complexes de formation chirurgicale, le logiciel innovant et primé LaparoS de VirtaMed révolutionne la manière dont les médecins apprennent à pratiquer la chirurgie.
Dr. Ivan Puente, MD, FACS Program Director, Broward Health, a déclaré : "Dès que vous entrez dans le simulateur, vous pouvez l'installer comme nous le faisons dans la salle d'opération. Nous sommes en mesure de reproduire exactement ce que nous faisons sur le vrai patient. J'apprécie que nous puissions ajouter des complications telles que les hémorragies et les fuites de bile afin de mieux préparer les résidents au bloc opératoire. Il est clair que la formation à la simulation avant l'opération améliore les compétences et la sécurité des patients".
Dans cet article, nous examinons de plus près le programme de formation sur simulateur de VirtaMed, fondé sur la technologie du jumeau numérique 3D en temps réel, et les avantages de la formation chirurgicale simulée.
Construire un meilleur programme de formation
Protéger les patients de la courbe d'apprentissage
La formation chirurgicale traditionnelle est basée sur le modèle "voir une personne, faire une personne, enseigner une personne". Toutefois, ce modèle n'est pas applicable dans un monde où les technologies et les techniques médicales sont de plus en plus avancées. VirtaMed estime que la première fois qu'un chirurgien effectue une procédure ne devrait jamais être sur un patient vivant. Le simulateur de réalité mixte LaparoS permet aux chirurgiens de s'entraîner à la chirurgie générale laparoscopique (où une petite caméra est insérée par une incision dans la paroi abdominale) et aux procédures gynécologiques sur des "humains numériques" dans un environnement hyperréaliste et sans risque.
En combinant une visualisation 3D ultra-réaliste en temps réel avec une plateforme de simulation innovante qui fournit un retour haptique, VirtaMed a créé un simulateur de formation laparoscopique qui brise le moule de la formation médicale traditionnelle. Il décharge les patients de la courbe d'apprentissage de la formation médicale et la place sur le simulateur.
Améliorer les performances de la formation
La recherche scientifique a démontré que les simulations améliorent considérablement les résultats de la formation par rapport aux méthodes traditionnelles. Une expérience de simulation de qualité permet aux stagiaires de suspendre leur incrédulité et de s'immerger dans un scénario de formation. Par exemple, si un patient virtuel saigne pendant la formation, l'apparence et la sensation doivent être suffisamment réelles pour que le stagiaire s'investisse réellement dans la recherche d'une solution rapide.
Le simulateur LaparoS enregistre également les comportements des stagiaires avec une précision au millimètre près, ce qui permet d'obtenir un retour d'information précieux non seulement sur les performances du stagiaire pendant l'intervention, mais aussi sur les résultats potentiels pour le patient simulé.
La formation simulée à l'aide d'un jumeau numérique de l'abdomen et d'autres parties du corps accélère non seulement la courbe d'apprentissage, permettant aux nouveaux chirurgiens d'entrer plus rapidement dans la salle d'opération, mais réduit également les coûts globaux de formation en permettant des scénarios de formation en équipe.
Universaliser la formation aux compétences chirurgicales
Traditionnellement, les chirurgiens experts partagent leurs compétences selon un modèle d'apprentissage. La formation par cette méthode repose sur les compétences de l'enseignant. L'objectif de VirtaMed est de codifier les techniques des experts chirurgicaux mondialement reconnus et de traduire ces compétences dans le programme du simulateur, les mettant ainsi à la disposition de tout stagiaire utilisant le simulateur.
Grâce à l'apprentissage automatique, la plateforme de simulation de VirtaMed utilise les données générées par des chirurgiens experts pour quantifier les meilleures pratiques en matière de techniques chirurgicales. Leur expertise est transposée sur la plateforme de simulation et utilisée comme norme pour mesurer les performances des stagiaires. Les stagiaires reçoivent également un retour d'information contextuel basé sur ces normes dérivées des experts. Ainsi, la disponibilité croissante de la formation par simulation basée sur les jumeaux numériques démocratise les compétences chirurgicales spécialisées en supprimant de nombreux obstacles à l'accès.
"Nous utilisons une technologie de rupture pour améliorer la formation chirurgicale au service des patients. L'utilisation d'Unity nous permet de tirer parti des investissements substantiels et des avancées réalisées dans le domaine du jeu là où nous pouvons avoir le plus grand impact - aujourd'hui et à l'avenir."
- Stefan Tuchschmid, co-directeur général et fondateur de VirtaMed
De la théorie à la réalité
Les briques de construction pour LaparoS
VirtaMed avait besoin d'un moteur 3D en temps réel qui permette à sa technologie existante de s'adapter et de prendre en charge des graphiques de pointe capables de reproduire les mécanismes et les subtilités d'une véritable procédure en salle d'opération.
Basil Fierz, ingénieur logiciel principal chez VirtaMed, explique pourquoi l'entreprise a choisi Unity comme partenaire technologique :
- Unity s'engage à investir dans les technologies et à les améliorer, et VirtaMed a compris les capacités potentielles du High Definition Render Pipeline(HDRP) d'Unity.
- L'extensibilité innée du moteur Unity a permis à VirtaMed d'étendre son outil de simulation physique existant dans Unity, éliminant ainsi la nécessité de recommencer avec un autre moteur physique.
- Le succès intégré d'Unity a garanti une structure de soutien permettant à l'équipe de VirtaMed de repousser les limites du développement en toute confiance.
" Le responsable des relations avec les développeurs d'Unity est notre pont avec l'ensemble de l'organisation d'Unity, nous aidant à nous connecter efficacement avec tout le monde, de l'ingénierie au marketing. Nos réunions régulières vont au-delà des questions d'assistance quotidienne et sont extrêmement utiles, qu'il s'agisse de nous orienter vers des contenus pertinents ou de nous conseiller de nouvelles fonctionnalités pour améliorer nos flux de travail."
- Basil Fierz, PhD, ingénieur logiciel principal, VirtaMed
Développer l'expérience ultra-réaliste du simulateur
En adoptant Unity, VirtaMed a pu combiner des actifs visuels réalistes et un retour haptique pour une expérience de formation supérieure, unique au LaparoS. Grâce à l'intégration de son moteur physique existant en tant que module directement dans Unity, VirtaMed est en mesure de représenter avec précision le comportement physique des organes internes et l'interaction des outils chirurgicaux avec ces organes.
La phase initiale de développement a consisté à s'assurer que les organes simulés se comportaient physiquement comme des organes réels. VirtaMed y est parvenu en rassemblant des sources d'information telles que des séquences vidéo réelles de procédures médicales, une compréhension des procédures chirurgicales, l'observation d'opérations et l'apport direct des médecins. La simulation physique réagit aux interactions avec les outils, qui calculent les forces de rétroaction et les transmettent aux outils du simulateur de trocart pour fournir un retour haptique.
La plateforme Unity de VirtaMed permet également aux équipes de formation locales de s'adapter aux différences régionales dans les pratiques chirurgicales, telles que le côté du patient sur lequel le chirurgien se positionne. Ces fonctions peuvent être facilement activées ou désactivées selon les préférences du formateur.
Simultanément, VirtaMed a mis au point le simulateur physique. Le fait de pouvoir procéder à l'examen de la conception des simulations à l'aide d'Unity a permis d'éviter des retards inutiles dans la production du matériel du simulateur.
Planifier l'avenir avec Unity
Compte tenu du succès du simulateur de formation LaparoS, VirtaMed prévoit de migrer les produits existants vers Unity au cours des 12 prochains mois et d'utiliser Unity pour les produits futurs.
Travailler avec l'éditeur Unity permet à VirtaMed de créer du contenu plus rapidement et d'étendre les avantages à une plus large gamme de produits, y compris la construction de projets personnalisés plus petits pour d'autres clients de l'industrie. Il est prévu de développer le référentiel de compétences du programme de formation afin d'y inclure des scénarios de cas rares. En construisant la plateforme de simulation avec les technologies de jumeau numérique d'Unity, Digital Twins Technologies s'assure d'être prête à étendre et à développer ses offres de simulation.
"Notre vision d'une meilleure formation consiste à fournir aux chirurgiens les outils nécessaires pour pratiquer dans un environnement sûr, sans aucun risque pour les patients. En devenant numérique, le parcours de formation devient également mesurable. Combinez cela avec la formation autoguidée, la gamification, l'apprentissage adaptatif et vous avez tous les ingrédients pour une véritable transformation de la formation chirurgicale".
- Stefan Tuchschmid, co-directeur général et fondateur de VirtaMed
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