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Die Suche nach der ersten Roboter-Vagina

Der weibliche Körper ist eine komplizierte Sache - fragen Sie einfach Ihren Arzt. Insbesondere das Fortpflanzungssystem von Frauen weist eine Vielzahl anatomischer Unterschiede auf, und der Großteil unserer Frauenteile befindet sich im Inneren und ist für das Auge unsichtbar. Dies stellt Ärzte in der Ausbildung vor eine gewaltige Herausforderung: Wie meistere ich die gefürchtete gynäkologische Untersuchung?

Obwohl ein einflussreiches Gesundheitspanel kürzlich vorschlug, dass gesunde Frauen möglicherweise nicht jedes Jahr eine vollständige Beckenuntersuchung benötigen, sehen viele Ärzte die jährliche Untersuchung immer noch als wichtige Gelegenheit, nach Krebs, Zysten, Myomen und mehr zu suchen. Jetzt entwickeln Forscher am Imperial College London ein weibliches Roboter-Becken, mit dem Medizinstudenten lernen können, den weiblichen Körper durch Fühlen zu „sehen“, damit sie besser vorbereitet sind, wenn sie auf einen lebenden Menschen mit ihren Füßen in Steigbügeln treffen.

Gelingt es diesen Forschern, könnte ihre komisch aussehende Silikon-Rekonstruktion des unteren weiblichen Rumpfes neuen Ärzten helfen, die intimste Untersuchung, der sich die meisten Frauen regelmäßig gegenübersehen, besser und schneller durchzuführen. Dies könnte auch sicherstellen, dass die ersten Untersuchungen dieser Ärzte für die Frauen auf der Empfängerseite angenehmer sind. Das Projekt des Teams umfasst 3D-Bildgebung sowie haptische Technologie zur Simulation des Tastsinns - ein entsprechend komplexes Projekt zur Simulation einer komplexen Facette der menschlichen Anatomie.

Aber auch mit modernsten Techniken ist es eine harte Aufgabe. Das Team arbeitet seit ungefähr fünf Jahren an dem Projekt, und sie stellen fest, dass es noch viel über den weiblichen Körper zu lernen gibt. "Es ist wirklich faszinierend", sagt Fernando Bello, Professor für chirurgische Computer- und Simulationswissenschaften, der das Team leitet. "Wir arbeiten bereits seit einigen Jahren daran, und in vielerlei Hinsicht haben wir das Gefühl, dass wir gerade erst anfangen."

Alles begann mit einem Rektum. Vor ungefähr 7 Jahren begann Bellos Team mit der Entwicklung eines männlichen Mastdarmroboters, um Medizinstudenten beim Üben von Prostatauntersuchungen zu helfen. Es ist die Prüfung, die Männer am meisten fürchten, und es ist auch kein Picknick für Medizinstudenten und Ärzte. Mit ihrem Modell wollten die Forscher es beiden Parteien erleichtern, indem sie den Schülern halfen, das „harte und knifflige“ Gefühl einer krebsartigen Prostata von dem eines gesunden zu unterscheiden.

Dieses Projekt war zeitaufwändiger als erwartet. So funktioniert es: Ein Praktikant steckt einen Finger in das Silikon-Gesäß, wo er in einen Silikon-Fingerhut gleitet, der an den Roboterarmen befestigt ist. Durch die programmierbare Technologie wird eine virtuelle Anatomie mit variablem Druck für Steißbein, Blase, Beckenboden und Prostata erstellt. (Wenn der Finger eines Schülers beispielsweise die Prostata berührt, kann eine stärkere Kraft ein steiferes Gefühl erzeugen, was auf ein mögliches Karzinom hinweist.)

Währenddessen sieht ein Auszubildender mit 3D-Brille auf einem Bildschirm ein Bild, das seinen Finger in Bezug auf alle Körperteile zeigt, die durch das Fühlen gelernt werden. Ein Trainer, der ansonsten wenig Ahnung vom Fortschritt der internen Prüfung hätte, kann basierend auf den auf dem Bildschirm angezeigten Informationen Feedback geben.

WeiblichBeckenAnatomischVariabilität-WR.jpg Die Anatomie des weiblichen Beckens kann sehr unterschiedlich sein, wie diese anatomischen Modelle zeigen, die aus MRTs von 10 gesunden Probanden gewonnen wurden. (Mit freundlicher Genehmigung von Bello Lab)

Es war bereits eine beeindruckende Leistung, das Rektum bis zu seinem Druck und seiner Belastbarkeit zu simulieren. Ungefähr 18 Monate nach Beginn dieses Projekts begannen Bello und sein Team mit der Arbeit an einem weiblichen Beckenroboter. Sie stellten schnell fest, dass das viel schwieriger werden würde als das erste. "Die weibliche Anatomie ist äußerlich und innerlich in vielerlei Hinsicht komplexer", sagt Bello. "Es gibt eine größere Variabilität und eine größere Bandbreite an Variablen."

Die meisten Frauen sind mit der Bimanual-Beckenuntersuchung vertraut, bei der ein Arzt mit zwei Händen - eine innerhalb und eine außerhalb des Körpers - nach Gebärmutter, Eierstöcken und anderen inneren Strukturen tastet. Die Untersuchung soll eine Vielzahl von Erkrankungen wie Schwangerschaft, Krebs und Endometriose erkennen, bevor Frauen tatsächlich Symptome entwickeln, sagt Sandra Carson, die Vizepräsidentin für Erziehung beim amerikanischen Kongress für Geburtshelfer und Gynäkologen. Der Arzt versucht herauszufinden: "Ist die Gebärmutter weich, ist sie nach vorne gerichtet, ist sie nach hinten gerichtet, ist sie vergrößert, gibt es Massen?", Sagt Carson. Der gleiche Besuch kann eine Sichtprüfung und einen Pap-Abstrich umfassen, der Gebärmutterhalskrebszellen identifiziert.

Gegenwärtig lernen Medizinstudenten, wie man diese Untersuchungen mit einer Vielzahl von Methoden durchführt, darunter einfachere Plastiksimulatoren, lebende medizinische Modelle, die die Studierenden durch ihren Körper führen, und echte Patienten in einer Klinikumgebung. Bello hofft, dass sein Roboter-Becken, das wie das Roboter-Rektum mit haptischer Technologie und 3D-Bildgebung auf einem Bildschirm funktioniert, das wahre Gefühl eines Menschen mit der Fähigkeit verbindet, eine typisch „unschöne“ Untersuchung zu sehen.

Laut Bello ist es jedoch schwieriger, eine Technologie zu entwickeln, die mit einer externen Hand und zwei internen Fingern funktioniert, als den einzelnen Finger aufzunehmen, der für eine rektale Untersuchung erforderlich ist. Um zu verstehen, wie Ärzte es machen, hatte Bellos Team erfahrene Gynäkologen Untersuchungen mit Spezialausrüstung an beiden Händen durchgeführt: Pads, die den Druck erfassen, sowie elektromagnetische Sensoren, die Ort und Bewegung weitergeben. Sie haben auch gesunde Frauen gescannt, um Bilder ihres Fortpflanzungssystems zu erhalten, auf denen die Modelle basieren.

Die Bimanuelle Beckenuntersuchung kann auch schwieriger zu meistern sein als die Rektale, weil „Ärzte die Strukturen in einem größeren Raum suchen müssen“, sagt Bello. Das Rektum eines Mannes aufzubauen, um seine Prostata zu spüren, ist nicht ganz einfach, aber einfacher. Eierstöcke hingegen können etwas subtiler sein.

virget_simulator_inuse-may014-wr_720.jpg Mediziner üben eine simulierte Vaginaluntersuchung mit haptischer Technologie und Computer-Visualisierung. (Mit freundlicher Genehmigung von Bello Lab)

"Die Eierstöcke haben die Größe einer Mandel", sagt Elisa Jorgensen, eine im vierten Jahr im Yale New Haven Hospital lebende Frauenärztin. „Besonders bei größeren Patienten ist es sehr, sehr schwierig, sie zu fühlen, wenn es keine Pathologie gibt.“ Jorgensen erinnert sich an eine „stressige“ Erfahrung, als Kommilitonen der Yale Medical School zum ersten Mal eine Beckenuntersuchung an lebenden Modellen durchführten, die speziell für die Führung ausgebildet wurden Neulinge. "Viele meiner Klassenkameraden sagten am Ende der Prüfung: 'Ich tat so, als hätte ich den Eierstock gefühlt, weil ich einfach nur raus wollte.'"

Es ist nicht nur so, dass die Beckenuntersuchung Erfahrung und Können erfordert. Schließlich sind auch technische Fähigkeiten erforderlich, um mit einem Stethoskop auf das Herz zu hören, betont Taraneh Shirazian, Assistenzprofessor für Geburtshilfe und Gynäkologie am NYU Langone Medical Center. Es ist auch so, dass die invasive Natur der Prüfung sowohl für Studenten als auch für Patienten peinlich sein kann. Medizinstudenten, die ihre Technik in einem klinischen Umfeld verfeinern, stehen vor der nicht zu beneidenden Aufgabe, einen ängstlichen Patienten zu beruhigen, so auszusehen, als wüssten sie, was sie tun, und versuchten, das Feedback ihres Vorgesetzten auf einmal zu berücksichtigen.

Außerdem müssen sie viel mehr Organe als nur die Prostata lokalisieren und untersuchen. "Es gibt definitiv viele Variablen, wenn man so will, zur weiblichen Anatomie", sagt Shirazian. Beispielsweise kann bei einem sehr übergewichtigen Patienten selbst die Gebärmutter schwer zu fühlen sein. Narben von einem Kaiserschnitt können die Position des Gebärmutterhalses und der Gebärmutter verändern. Und Myome könnten einen Eierstock zur Seite schieben. "Es gibt Nuancen", sagt sie, gelinde gesagt.

Carson von ACOG sagt, dass das Roboter-Becken eine „fabelhafte“ Ergänzung der medizinischen Ausbildung sein könnte - vorausgesetzt, es ist nicht zu teuer. Bello und sein Team arbeiten derzeit daran, eine erschwingliche Version ihres Roboter-Rektums für den Verkauf an medizinische Fakultäten zu entwickeln und Gelder zu sammeln, um den Prototyp des weiblichen Beckens zu verfeinern. Er hofft, dass beide neuen Ärzten dabei helfen werden, Probleme besser zu erkennen und vertraute Untersuchungen auf eine Weise durchzuführen, die den Patienten weniger Unbehagen bereitet. Im Moment sagt er: "Ich denke, es ist sehr wahrscheinlich, dass es ein Element des Lernens am Arbeitsplatz gibt."

Die Suche nach der ersten Roboter-Vagina