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Mathematische Modelle: Eine Revolution in der medizinischen Ausbildung (und Zertifizierung)
Simulationen helfen Menschen, sich auf die entscheidenden Momente vorzubereiten – ohne die Risiken der Praxis. Um effektiv zu sein, müssen sich diese Simulationserfahrungen jedoch so realitätsnah wie möglich anfühlen. Warum? Ohne Realismus nehmen die Teilnehmer die Simulation nicht ernst und verpassen die Chance auf Erfahrungslernen. Darüber hinaus lernen sie möglicherweise die falschen Dinge, was dazu führen kann, dass sie in der gleichen Situation im wirklichen Leben die falschen Maßnahmen ergreifen.
Doch wie gewährleisten wir Realismus im Training? Kurz gesagt: Automatisierung. Automatisierte Reaktionen bieten gegenüber der manuellen Steuerung viele Vorteile, darunter realistische Reaktionen, die zu einem qualitativ hochwertigen Training führen.
Die Luftfahrtindustrie nutzt beispielsweise mathematische Modelle, um reale Flüge zu simulieren. Mithilfe eines realen Cockpits und der Prinzipien der Flugsteuerung automatisieren unsere Kollegen aus der Luftfahrtbranche die Reaktion eines simulierten Flugzeugs auf veränderte Umstände wie Wetter, Geschwindigkeit oder Piloteneingaben. Ein Strömungsabriss beispielsweise tritt nicht an einem zufälligen Punkt unter manueller Steuerung ein, sondern genau dann, wenn Wetter, Geschwindigkeit und die Aktionen der Besatzung dazu führen.
Dank dieses Realismus können Piloten in der Ausbildung lernen, was in realen Situationen zu tun ist, ohne dass es zu potenzieller Subjektivität und Inkonsistenz kommt, die entstehen kann, wenn jemand die Simulation manuell ausführt.
Dasselbe gilt für das Gesundheitswesen, wo wissenschaftlich fundierte mathematische Modelle für die menschliche Physiologie und die darauf einwirkenden Einflüsse wie Medikamente, Geräte (z. B. Beatmungsgeräte) und Pathologien existieren. Diese automatisierten Reaktionen ermöglichen es dem medizinischen Personal, mit einem Patientensimulator zu üben, der sich wie ein echter Patient verhält – ohne die Subjektivität oder Inkonsistenz eines Technikers, der die Reaktionen hinter den Kulissen manuell manipuliert. Im anschließenden Debriefing liegt der Fokus auf dem Verhalten der Teilnehmer, nicht auf der Qualität der Simulation.
Diese physiologische Modellierung wird verwendet, um ein automatisches, realistisches Patientenverhalten zu fördern und den Ausbildern zu helfen, sich auf die Lernenden zu konzentrieren. Beispielsweise würde die Darstellung einer Anaphylaxie automatisch zu einem verringerten Gefäßwiderstand, Flüssigkeitsmangel durch Plasmaleckage ins Gewebe und einem erhöhten Bronchialwiderstand gegen die Verabreichung von Sauerstoff, Flüssigkeit und Adrenalin führen.
Unser realistisches und reaktionsfähiges physiologisches Modell dient als Grundlage für mehrere Produkte, darunter SimSTAT, das die Teilnehmer in realistische klinische Situationen versetzt, die sie bewältigen müssen. SimSTAT wurde in Zusammenarbeit mit der American Society of Anesthesiologists entwickelt und wird als Prüfungsinstrument bei der obligatorischen Rezertifizierung amerikanischer Anästhesisten eingesetzt.
Da das Nichtbestehen einer solchen Prüfung schwerwiegende Folgen haben kann, ist eine besonders hohe Simulationsqualität erforderlich. Eine anonymisierte Auswertung der Teilnehmerleistung identifiziert objektiv Verbesserungspotenziale. Diese CAE-geführte Befragung (bisher rund 100.000 Durchläufe und 500 Millionen Datenpunkte) ist die größte Anwendung automatisierter objektiver Leistungsmessung mithilfe eines physiologischen Modells. Dieses Modell treibt übrigens alle CAE-Patientensimulatoren unter dem Namen „Maestro“ an und ist auch als Maestro Evolve und Maestro Embody in Online-Versionen mit und ohne Instruktor verfügbar.