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Ein Patient aus Kunststoff und Elektronik



Lehrkräfte an mehr als zwei Dutzend medizinischen Einrichtungen in der ganzen Welt nutzen seit kurzem einen speziellen Dummy-Typ, genannt Human Patient Simulator (|HPS|), für die Aus- und Weiterbildung. Er wurde bei uns an der Universität von Florida in Gainesville entwickelt, und das Unternehmen Medical Education Technologies in Sarasota (|Florida|) fertigt ihn in Serie. Mit dem System können sich künftige Ärzte, Anästhesisten, Schwestern, Sanitäter und anderes medizinisches Personal auf die Behandlung von Patienten vorbereiten, indem sie die jeweils erforderlichen Fertigkeiten kostengünstig und ohne Gefährdung von Personen am lebensgroßen Modell trainieren.

Wir haben dazu zielgruppenorientierte Simulator-Stundenpläne entwickelt. So erhalten angehende Anästhesieassistenzärzte pro Tag eine 45minütige grundsätzliche Unterweisung in den ersten sechs Wochen ihrer Fachausbildung. Weiterführende Kurse schulen in der Bewältigung seltener Komplikationen und schwieriger Atemwegsbedingungen und in Anästhesieverfahren für unvermittelt dringliche Kaiserschnitt-Entbindungen.

Das System eignet sich ferner, um Medizinstudenten in einer realistisch simulierten klinischen Umgebung etwa in Atemwegs- und Herz-Kreislauf-Physiologie, Überwachung der Hämodynamik – also wichtiger Faktoren, die den Blutfluß in den Gefäßen beeinflussen – und lebenserhaltenden Maßnahmen praktisch zu unterrichten. Der HPS ersetzt dabei auch die Schulung am lebenden Tier. Zudem können neue Instrumente und Verfahren erprobt und die Auswirkungen von Narkosen bei und ohne Einsatz der Überwachungsinstrumente verfolgt werden.

Die Technik ist darauf ausgelegt, klinische Fälle sowohl für diagnostische als auch für therapeutische Übungen zu imitieren. Soweit möglich reproduziert der Dummy Zustände realer Patienten in Form physikalisch-chemischer Meßgrößen: Elektrokardiogramme können mit Brustelektroden aufgenommen werden; der Puls ist tastbar, und unter der künstlichen Haut verborgene Lautsprecher erzeugen Herz- und Atemgeräusche. Einige Werte wie Blutdruck und Sauerstoffsättigung des Hämoglobins werden auf Monitoren dargestellt.

Als therapeutische Maßnahmen sind beispielsweise Änderungen von Druck und Zusammensetzung des Atemgases, Blutinfusionen und das Verabfolgen von Medikamenten möglich; Art und Menge der Wirkstoffe registriert ein automatisches Dosis-Analysesystem. Der Dummy reagiert darauf dynamisch gemäß mathematischen und mechanischen Modellen der menschlichen Physiologie und der pharmakologischen Effekte.

Speziell hochentwickelt ist der computergesteuerte Gasaustausch beim Ein- und Ausatmen, auch unter Narkose. Ein von einer Drehkolbenpumpe angetriebener und von einem Mengendurchflußregler kontrollierter Luftstrom ersetzt dabei den sogenannten kleinen Kreislauf zwischen Herz und Lunge. Imitiert werden außer der spontanen Atmungsaktivität samt Aufnahme von Sauerstoff und Abgabe von Kohlendioxid auch der Austausch anderer Gase sowie die Steifigkeit der Lunge, so daß alle Arten künstlicher Beatmung – selbst die von Mund zu Mund – trainiert werden können.

Lehrpläne und Szenarien werden auf die spezifischen Anforderungen und Möglichkeiten der ersten HPS-Standorte abgestimmt. Der erste in Europa ist das Medizinische Simulationszentrum in Bristol (|England|), das sich auf die Ausbildung von Medizinstudenten und neuro-physiologisches Monitoring konzentriert. Andere Interessengruppen erfordern jeweils neue Konzepte. Zudem arbeiten die Entwickler an diversen Verbesserungen von Hard- und Software, um beispielsweise Reaktionen eines bestimmten Patienten auf Medikamente im voraus ermitteln zu können, des weiteren an physiologischen Modellen und Szenarien für die Simulation lebenserhaltender Maßnahmen am Herzen. Ein neues Modell imitiert krankhafte Prozesse des Gehirns und reagiert auf chirurgische Eingriffe und medikamentöse Behandlung mit entsprechenden Elektroenzephalogrammen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 9 / 1997, Seite 97
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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