The validation and application of a novel colonic polypectomy trainer. The WIMAT colonoscopy suitcase

Summary Background and Aims The WIMAT colonoscopy suitcase is an ex-vivo, porcine, polypectomy simulator. This has been developed in response to the increasing demand for polypectomy training following the introduction of the National Bowel Cancer Screening Programme. The aims of this thesis are to establish if the simulator is a valid form of polypectomy skills training and to identify if this model can be used to develop objective parameters for polypectomy assessment. Materials and Methods A series of clinical trials were systematically conducted to test the validity of the WIMAT colonoscopy suitcase. This included evaluating its content, construct and concurrent validity and conducting a skills transfer study comparing the WIMAT colonoscopy suitcase with a virtual reality simulator. Objective assessment parameters were examined by measuring the accuracy of self-assessment and using video coding software to analyse the hand movements performed during simulated polypectomy tasks. Results Content validity was demonstrated by experts who scored the model’s anatomical, mechanical and visual realism favourably across multiple parameters (p=0.05). The ratio of rotational hand movements to endoscopic tip angulation (RoTA) was significantly different when comparing novices to experts (p=<0.05). Discussion The WIMAT colonoscopy suitcase is a valid form of polypectomy skills training. The simulator can be used to address the increasing demand for training in this procedure. Further work is needed to assess the reliability of the RoTA score at different stages of the polypectomy procedure before it is used as an assessment tool

Ein anthropomorphes Phantom zur Evaluation eines chirurgischen Assistenzsystems mit intraoperativer Bildgebung

Zahlreiche chirurgische Assistenzsysteme sind in der klinischen Praxis im Einsatz, um die Genauigkeit und Sicherheit medizinischer Eingriffe zu erhöhen. Die Verwendung von Bildgebungsverfahren durch solche Systeme und die Teilautomatisierung von Prozessen kann einen weiteren Schritt in Richtung höherer Effizienz chirurgischer Interventionen und höherer Patientensicherheit darstellen. Dies stellt jedoch große Herausforderungen an die Systementwickler, welche zur Evaluation dieser Systeme während der Konstruktion geeignete Konzepte und Testmethoden benötigen. Diese Arbeit hat zwei wesentliche Zielsetzungen: Zum einen soll vorgestellt werden, wie zur zielführenden Entwicklung eines duplexsonographisch geführten, semiautomatisch arbeitenden Assistenzsystems zur Gefäßpräparation (ASTMA-System) ein anthropomorphes, physiologisches Phantom anhand zuvor definierter, für die Entwicklung relevanter, Anforderungen konstruiert wurde. Dieses ermöglichte es, die Arbeitsprozesse des Systems und deren Eignung bereits in vitro umfangreich zu testen. Zum andern soll dargestellt werden, wie das Phantom hinsichtlich dieser Anforderungen in einer Studie validiert wurde, um zu gewährleisten, dass dieses für die Systementwicklung erforderliche Eigenschaften aufwies. Dadurch konnten wichtige Informationen über Nutzen und Limitierung der Verwendung des Phantoms und mögliche Probleme des ASTMA-Systems gewonnen werden. Hiermit soll demonstriert werden, wie ein Entwicklungs- und Validierungsansatz für ein Phantom als Testsystem zur Entwicklung und Evaluation ähnlicher komplexer medizintechnischer Systeme mit intraoperativer Bildgebung gestaltet werden kann und welchen Anforderungen solche Phantome genügen sollten. Dies kann dabei helfen, die Systementwicklung zielführend und ressourceneffizient durchzuführen, Probleme bereits während früher Entwicklungsschritte aufzudecken und zu lösen und die Eignung des Verfahrens des entwickelten Systems zu beurteilen