Potenzial von Simulatoren in der Ultraschalldiagnostik

Künstliche Intelligenz (KI) und Ultraschallsimulatoren werden zunehmend in der medizinischen Bildgebung eingesetzt. Mit dem raschen Einzug der KI und von Phantomen in der Medizin, stellt sich die Frage, welchen Einfluss Sie auf die Ultraschalldiagnostik haben. Fragt man ChatGPT 3.5 nach der Effizienz von Ultraschallsimulatoren kommt u. a. als Antwort, dass Ultraschallsimulatoren in der medizinischen Ausbildung und im Training von Ärzteninnen und Ärzten und medizinischem Personal von unschätzbarem Wert sind und dass angehende Mediziner die Grundlagen der Ultraschallbildgebung erlernen können, ohne dabei echte Patienten zu gefährden oder teure Geräte zu verwenden. Auch wenn dies gegenwärtig etwas übertrieben formuliert scheint, sind die Vorteile von Ultraschallphantomen und einer automatisierten Bildanalyse naheliegend. Ein Schwerpunkt der sogenannten Sonotrainer ist die Anwendung in der Aus-und Weiterbildung von Ärztinnen und Ärzten. Die heute verfügbaren Simulatoren decken bereits verschiedene interdisziplinäre Anwendungsgebiete ab. Dies umfasst sowohl die diagnostische Bildgebung als auch interventionelle Verfahren für Schulungszwecke, Befunderhebung, Messpunktsetzung, Gerätekalibrierung und Qualitätskontrolle. Sog. „Tissue-Mimicking Phantome“ imitieren die akustischen Eigenschaften von menschlichem Gewebe, um Ultraschallbilder zu simulieren. „Needle Insertion Phantome“ unterstützen das Erlernen von ultraschallgesteuerten Eingriffen, wie z. B. einer Amniozentese oder das Biopsieren von Tumoren. „Breast Phantome“ simulieren die Bildgebung von Brustgewebe und dienen der Ausbildung und Weiterbildung in der Mammasonographie. „Geburtshilflich Gynäkologische Ultraschallphantome“ werden auch in der pränatalen Diagnostik und in der Vaginalsonographie zunehmend als Aus-und Weiterbildungstool ebenfalls diskutiert. Vor dem Hintergrund, dass die Weiterbildung angesichts knapper institutioneller, personeller und finanzieller Ressourcen in vielen Bereichen der Medizin vor grossen Herausforderungen steht, kann die Integration von Ultraschallsimulatoren in die medizinischen Lehrpläne im Studium oder der Weiterbildung von Ärztinnen und Ärzten als Teil eines strukturierten Lernprogramms ergänzend eingesetzt werden. Als Beispiele sind zu nennen der Ultraschallunterricht im Medizinstudium. So zeigte eine Studie aus Lausanne mit 3 stündigem theoretischem und praktischen Inhalten, inkl. FAST/eFAST-Untersuchungen und der Suche nach freier Flüssigkeit an einem Ultraschallsimulator, dass 89 % der Studierenden den Einsatz eines Ultraschallsimulators befürworteten. Es zeigte sich aber auch, dass 53 % der Studierenden sich nach nur 3 Unterrichtsstunden bereits befähigt fühlten, eine Ultraschalluntersuchung des Bauchraums durchführen zu können. Dies stimmte den Autor im Hinblick auf seine Rolle als Lehrenden nachdenklich und zeigt, wie wichtig eine ausgewogene Planung der Kursinhalte und ein kritischer Umgang mit neueren Methoden ist [1]. Als Konsequenz derartiger Erfahrungen sollte berücksichtigt werden, dass neben der Euphorie auch die Komplexität der Sonographie und deren Grenzen am Phantom vermittelt werden müssen.

Publication History

Article published online:
04 April 2024

• Literatur

• 1 Meuwly JY. Ultraschallunterricht während des Medizinstudiums: Bilanz nach Ablauf eines Studienjahres in Lausanne, Schweiz. Ultraschall in Med 2017; 38: 105-111 DOI: 10.1055/s-0043-101362.
• 2 IQWiG (2008). Ultraschallscreening in der Schwangerschaft: Testgüte hinsichtlich der Entdeckungsrate fetaler Anomalien.
• 3 Staboulidou I, Wstemann M, Vaske B. et al. Quality assured ultrasound simulator trainingfor the detection of fetal malformations. Acta Obstet Gynecol Scand 2010; DOI: 10.3109/00016340903280941.
• 4 Steinhard J, Dammeme DA, Laser KT. et al. Randomised controlled study on the use of systematic simulator-based training for learning the standard heart planes in fetal echocardiography. Ultrasound Obstet Gynecol 2019; DOI: 10.1002/uog.20497.
• 5 Steinhard J, Freundt P, Janzing P. et al. Künstliche Intelligenz und Simulation in der Pränatalmedizin – was wir von Maschinen lernen können. Gynäkologie 2022; 55: 746-758
• 6 Yongfeng Z, Ping Z, Wenhui Z. et al. Validity evidence for simulator-based obstetric ultrasound competency assessment tool: a multi-center study. Ultraschall in Med 2023; DOI: 10.1055/a-2122-6746.
• 7 Seitzinger M, Gnatzy F, Kern S. et al. Development, evaluation, and overview of standardized training phantoms for abdominal ultrasound-guided interventions. Ultraschall in Med 2024; DOI: 10.1055/a-2242-7074.
• 8 Waldner MJ, Strobel D. Ultrasound Diagnosis of Hepatocellular Carcinoma: Is the Future Defined by Artificial Intelligence?. Ultraschall in Med 2024; 45: 8-12 DOI: 10.1055/a-2171-2674.
• 9 Merz E, Eiben B, Thode Ch. et al. The role of ultrasound in first-trimester screening after the introduction of NIPT as a service of public heatlh insurance – a consensus statement of the Fetal Medicine Foundation (FMF). Ultraschall in Med 2023; 44: 600-605