Virtual Reality Enhanced Mannequin for clinical risk management

Virtual Reality Enhanced Mannequin for clinical risk management and healthcare personnel training
in immersive simulation.
F. Semeraro1, A. Frisoli2, M. Bergamasco2, A. Maffei2, E.L. Cerchiari1
1
Ospedale Maggiore - Bologna
2
Laboratorio PERCRO, Scuola Sant'Anna - Pisa
Background: la gestione del rischio clinico e degli errori in medicina ha acquisito sempre maggiore
rilevanza negli ultimi anni a causa dei potenziali effetti dannosi per i pazienti e le implicazioni di
responsabilità per i professionisti e gli ospedali. La formazione del personale sanitario è una delle strategie
essenziali per ridurre gli eventi avversi e di conseguenza per migliorare la sicurezza dei pazienti.
La formazione in simulazione (considerata la metodologia didattica che riproduce nel miglior modo possibile
l’ambiente lavorativo, le condizioni ambientali e le relazioni tra le persone coinvolte) è stata originariamente
utilizzata per la formazione e per la gestione di situazioni complesse e ad alto rischio per gli operatori (piloti
di aerei di linea, personale nelle centrali nucleari, etc.) ed è stata applicata più recentemente per la
formazione e l’addestramento del personale sanitario in condizioni di emergenza.
I limiti dei simulatori attualmente disponibili è la limitata fedeltà nel riprodurre il paziente simulato - assenza di
movimenti spontanei del corpo, limitata interazione in particolare del viso e della mimica facciale, assenza di
cambiamenti nella pelle (ad esempio colore, temperatura, sudorazione, etc) - che non consente
l'acquisizione automatica di informazioni e segni clinici dall’esame obiettivo eseguito dal discente.
La percezione di questi segni nella vita reale forniscono un’automatica acquisizione di informazioni per
orientare il medico verso la diagnosi, è quindi necessaria e fondamentale una riproduzione realistica dei
segni legati alla diverse condizioni cliniche. Abbiamo ipotizzato che l'attuale manichino Laerdal Heartsim
4000 (utilizzato per la formazione in rianimazione cardiopolmonare avanzata) potesse essere migliorato con
l'aggiunta di un sistema di realtà virtuale (VR), aumentando il coinvolgimento e la partecipazione dei
partecipanti e, di conseguenza, l'efficacia dell’esperienza di apprendimento. A tal fine, abbiamo sviluppato un
prototipo chiamato VREM (Virtual Reality Enhanced Mannequin).
Materiali e metodi: VREM è stato sviluppato presso il laboratorio PERCRO, Scuola Sant'Anna di Pisa,
utilizzando un manichino Laerdal Heartsim 4000 connesso a tecnologie di realtà virtuale (data-gloves, head
mounted display and tracking devices), concepiti specificatamente per questa applicazione.
Il prototipo è stato realizzato per rendere i principali segni clinici e le reazioni del paziente in uno scenario di
realtà virtuale immersiva e con una prospettiva in prima persona. VREM è stato testato su 39 partecipanti al
Congresso annuale Italian Resuscitation Council 2008. Il campione era composto di 27 (69,2%) uomini e 12
(30,8%) donne, con un'età media di 41,9 ± 10,8 anni. Il campione comprendeva 54% medici, il 23%
infermieri e il 23% soccorritori non sanitari. Il 67% dei partecipanti erano istruttori di RCP. I partecipanti erano
in grado di toccare il paziente, tenere la testa del paziente nelle loro mani, controllare il polso carotideo e
l’animazione in tempo reale visibile nel HMD è stata sincronizzata al fine di simulare alcuni dei risultati clinici
tipici indicativi di un arresto cardiaco compresi i cambiamenti progressivi colore della pelle e le reazioni
pupillari. Alla fine della prova ad ogni partecipante è stato poi chiesto di rispondere ad un questionario. Il
questionario, formulato sulla base di una Likert Scale a 7 punti, è stato progettato per esplorare la
percezione dei partecipanti nell’aree della facilità d'uso, del realismo e dell’interazione/immersione.
Risultati: La valutazione del sistema è stata molto positiva, così come la sensazione di immersione e
realismo dell'ambiente e della simulazione. I 39 soggetti che hanno partecipato alla sessione hanno riferito
l’utilizzo del VREM come accettabile, il realismo come molto alto e l'interazione/immersione molto realistica
portando ad una valutazione complessiva positiva del VREM.
I soggetti hanno giudicato lo sviluppo di questa tecnologia come molto utile per la formazione sanitaria.
Complessivamente, 84,6% dei partecipanti ha giudicato l'esperienza di realtà virtuale come interessante e
pensa che il suo sviluppo potrebbe essere molto utile per la formazione sanitaria.
Conclusioni:
L'aggiunta della realtà virtuale alla formazione tradizionale in emergenza può aumentare l'orientamento
diagnostico con l'aggiunta di informazioni migliorando la riproduzione di segni clinici nel paziente virtuale,
fornendo un feedback sugli effetti del trattamento (ad esempio, il colore della pelle come indice di
perfusione) e contribuendo al miglioramento delle prestazioni.
References
Perkins GD. Simulation in resuscitation training. Resuscitation 2007;73:202–11.
Gaba DM. The future vision of simulation in health care. Qual Saf Health Care 2004;13:2–10.
Semeraro F, Frisoli A, Bergamasco M, Cerchiari EL. Virtual reality enhanced mannequin (VREM) that is well
received by resuscitation experts. Resuscitation. 2009 Apr;80(4):489-92.