Comment VirtaMed forme les chirurgiens de demain en VR

VirtaMed : Une étude de cas Unity

Depuis 2007, VirtaMed améliore la qualité des soins chirurgicaux grâce à des applications de réalité virtuelle (VR) à la pointe de la technologie. En tirant parti d'une combinaison d'instruments matériels spécialisés et de modèles anatomiques basés sur des données, les environnements de formation VR de VirtaMed permettent aux chirurgiens de maîtriser des techniques fondamentales et de poursuivre leur développement professionnel continu dans des interventions avancées.

Remarque : Cette étude de cas contient des images médicales qui peuvent être inconfortables pour certains.

Les résultats

Le but des simulateurs robotiques de Virtamed est de fournir un environnement contrôlé sans risque pour que les chirurgiens pratiquent et perfectionnent leurs compétences. En répliquant les systèmes robotiques utilisés lors des chirurgies, ils offrent une expérience de formation réaliste et immersive. Les résultats incluent :

• Une courbe d'apprentissage plus courte pour la chirurgie robotique par rapport aux méthodes traditionnelles.
• Des ressources critiques déchargées en abstraisant la formation des robots chirurgicaux nécessaires pour les interventions sur les patients.
• Besoins réduits ou éliminés pour la formation en laboratoire, économisant des coûts et offrant aux équipes chirurgicales l'opportunité de répéter la formation.

Lisez la suite pour un aperçu plus approfondi de la façon dont les simulations sont créées et des défis qu'elles relèvent.

Les défis de la formation des équipes chirurgicales

La chirurgie assistée par robot (CAR) a ouvert la voie à de nouvelles procédures nécessitant une précision et un contrôle avancés, devenant nécessaires pour des interventions peu invasives qui ne peuvent pas être réalisées par des méthodes traditionnelles. À mesure que la demande pour de telles chirurgies augmente, une équipe chirurgicale bien formée et hautement qualifiée est essentielle.

La formation en robotique chirurgicale était traditionnellement effectuée avec des cadavres ou des accessoires médicaux sur une table d'opération. Cependant, la formation du personnel se fait plus couramment avec des patients vivants directement, afin que les programmes de formation n'entravent pas la réalisation de véritables chirurgies.

La simulation chirurgicale offre un environnement sans risque pour que le personnel médical puisse pratiquer et affiner ses compétences. L'utilisation de ces simulateurs permet aux chirurgiens de s'exercer sans bloquer la salle d'opération ni nécessiter de vrais patients. Grâce à ces avantages, de plus en plus de simulateurs chirurgicaux arrivent aux côtés d'une nouvelle génération de robots chirurgicaux.

Le simulateur en un coup d'œil

À qui cela s'adresse-t-il?

Le simulateur robotique est principalement utilisé par les équipes chirurgicales au sein des hôpitaux, ainsi que par des chirurgiens individuels. Il est également utilisé dans les écoles de médecine à des fins de formation. De plus, les fabricants de robots utilisent la technologie des simulateurs pour former et éduquer les chirurgiens sur leurs nouvelles solutions robotiques.

Que fait-il?

Le simulateur robotique sert de plateforme de réalité virtuelle pour la formation chirurgicale, reproduisant de près les fonctions des bras d'instruments robotiques et recréant l'espace chirurgical. Il est conçu pour imiter les systèmes robotiques réels utilisés lors des chirurgies, offrant une expérience de formation réaliste et immersive. Les composants logiciels et matériels 3D du simulateur sont conçus pour offrir un environnement de formation autonome qui est presque identique à la console chirurgicale réelle, aux contrôleurs principaux et au chariot de vision.

Quelle est son adoption généralisée ?

L'adoption des simulateurs robotiques est assez étendue et croît rapidement. VirtaMed est un fournisseur leader de solutions de formation en simulation médicale et le seul partenaire simulateur de quatre fabricants de robots chirurgicaux de nouvelle génération à ce jour. En plus des partenariats existants produisant des simulateurs individualisés pour une variété de dispositifs médicaux, VirtaMed développe actuellement des capacités de formation élargies pour le personnel chirurgical et prépare de nouveaux modules VR hyperréalistes dans Unity pour répondre aux avancées futures en matière de chirurgies assistées par robot et numériquement.

Pourquoi la réalité virtuelle (RV) ?

La RV dans la formation chirurgicale robotique offre une expérience immersive qui améliore l'apprentissage, améliore la rétention, fournit un environnement de pratique sûr et permet une éducation accessible et personnalisable. Des simulations d'entraînement répétables et à faible stress peuvent réduire ou éliminer le besoin de formation en laboratoire coûteuse. Plus important encore, les programmes de formation virtuelle améliorent les résultats chirurgicaux pour garantir que les patients reçoivent toujours les meilleurs soins possibles.

Sur quel matériel cela fonctionne-t-il ?

Certaines variations des simulateurs utilisent une console robotique intégrée dans un "sac à dos", où le simulateur se fixe à la console robotique. D'autres versions utilisent des répliques fonctionnelles de la console robotique conçues pour être déployées facilement par les équipes sur le terrain, permettant aux praticiens de la santé d'acquérir de l'expérience dans les procédures de manière pratique et rapide.

Quels outils de retour d'information sur la formation sont inclus ?

Les développeurs de VirtaMed définissent des critères qui sont requis pour que l'apprenant soit jugé compétent dans chaque simulation. Le simulateur permet la collecte de données telles que les trajectoires des instruments pendant la session de formation et fournit un rapport de retour d'information (avec un score) pour les utilisateurs et les formateurs.

Solutions Unity utilisées

L'équipe de VirtaMed a tiré parti de Unity Industry et d'une suite d'utilitaires de packages de première partie pour simplifier leur flux de travail, accélérer le développement et construire des simulations robustes. Voici un bref aperçu des technologies Unity présentées dans leur pile technologique :

Pixyz

Pixyz permet aux animateurs et aux modélistes 3D d'ingérer et de rendre des actifs et des maillages haute fidélité à partir de données CAO dans plus de 70 types de fichiers. Ce pipeline était essentiel pour incorporer des modèles anatomiques basés sur des données et virtualiser fidèlement des instruments chirurgicaux du monde réel.

Éditeur Unity

Le support intégré pour Visual Studio Code et d'autres environnements de développement intégrés (IDE) a permis un développement et un débogage simples, tandis que l'intégration étroite des outils de modélisation a permis aux animateurs techniques de VirtaMed de manipuler en toute confiance des objets du monde physique dans l'espace 3D.

Corps d'articulation physique

Les simulations chirurgicales nécessitent la rotation précise des modèles et des interactions de collision robustes entre objets virtuels et maillages, en particulier à des angles spécifiques. Pour réaliser ces simulations physiques complexes et délicates, VirtaMed s'est tourné vers les composants Corps d'articulation de Unity pour créer des hiérarchies physiques personnalisées.

Pipeline de rendu haute définition (HDRP)

Le pipeline de rendu haute définition (HDRP) de Unity a accordé aux modélistes une vaste gamme de paramètres pour configurer des visuels et des textures réalistes. Avec la flexibilité de passer entre l'instanciation en un seul passage et le rendu VR multipass, les ingénieurs de VirtaMed pouvaient optimiser leur pipeline de rendu pour une consommation minimale du CPU et adapter leurs simulations à des appareils équipés de GPU plus puissants (comme certains périphériques VR).

Shader Graph

Les ingénieurs de VirtaMed n'avaient pas à se soucier d'écrire et de compiler des fragments et des shaders de vertex personnalisés. Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec HDRP, l'utilitaire Shader Graph a permis aux développeurs de mettre en œuvre des hiérarchies de nœuds de shader avec une configuration minimale.

Déploiement multiplateforme

Les simulations de formation chirurgicale reposent sur un retour haptique à faible latence entre des entrées matérielles spécialisées fonctionnant dans des environnements de calcul hétérogènes. Les paramètres de configuration d'exécution de Unity ont simplifié le processus de déploiement sur différentes plateformes de calcul et d'interface avec des dispositifs médicaux spécialisés.

Débogage à l'exécution

Les ingénieurs de VirtaMed ont profité de l'outil de performance intégré Profiler de Unity pour déboguer les comportements et les problèmes de performance pendant les tests et à l'exécution. Ces outils étaient essentiels pour peaufiner à la fois la logique de simulation et les configurations matérielles afin d'assurer une performance visuelle optimisée et une réactivité maximale lors des simulations en direct.

Tests automatisés

Avec le Unity Test Framework, les ingénieurs de VirtaMed ont construit des tests pouvant être exécutés dans l'environnement de développement local et dans une sortie simulée, ce qui a aidé leur équipe interdisciplinaire à respecter de bons modèles de conception et à éviter proactivement la régression logicielle pendant le développement continu.

Réactions des utilisateurs

Apprécié par les clients de VirtaMed

Les raisons pour lesquelles les professionnels de la santé apprécient le parcours d'apprentissage entièrement numérisé rendu possible par le simulateur incluent :

• L'environnement d'entraînement réaliste utilisant les dernières technologies graphiques.
• Intégration d'instruments chirurgicaux sensorisés réels pour une simulation pratique.
• Retour tactile réaliste fourni via des interfaces haptiques avancées.
• La polyvalence et la modularité des plateformes de simulateurs, permettant un déploiement dans de nombreux environnements, y compris les conférences, les centres de formation et les hôpitaux.

Le simulateur robotique fournit une plateforme de réalité mixte qui offre une formation de niveau supérieur pour toute l'équipe chirurgicale, directement à l'hôpital. Cela réduit ou élimine le besoin de formation en laboratoire, ce qui réduit les coûts et permet une formation répétée. Le simulateur de VirtaMed est remarquablement proche du robot réel et offre une expérience fluide adaptée aux besoins de formation de chaque individu, en faisant un outil inestimable pour les chirurgiens afin d'affiner leurs compétences avant d'entrer dans la salle d'opération.

Regardant vers l'avenir

Élargir les capacités de formation

VistaMed prévoit de continuer à élever la compétence chirurgicale en intégrant davantage la plateforme de simulateur robotique dans la formation des équipes chirurgicales. Cette approche permet une formation directement à l'hôpital.

Partenariats

VirtaMed valorise les partenariats et croit que la formation par simulation est un élément essentiel de l'éducation chirurgicale et de la formation en chirurgie robotique. Leur collaboration avec des experts et des sociétés vise à former des chirurgiens et des professionnels de la santé dans le monde entier pour obtenir de meilleurs résultats pour les patients. Développement de produits et innovation continue

VirtaMed s'engage à élargir ses modules et autres produits pour répondre à davantage de procédures, de cas, de pathologies, de variations et de complications.