Ein methodisches Vorgehen zur Entwicklung synthetischer medizinischer Modelle am Beispiel eines Schlaganfallmodells

Das Buch entwickelt ein methodisches Vorgehen zur Gestaltung synthetischer medizinischer Modelle und zeigt dessen Anwendung anhand eines Trainings- und Forschungsmodells für die endovaskuläre Schlaganfallbehandlung. Es adressiert damit eine zentrale Herausforderung: realitätsnahe und ethisch vertretbare Umgebungen zu schaffen, die Risiken für Patientinnen und Patienten reduzieren und Tiermodelle vermeiden können.

Medizinische Modelle gewinnen in Ausbildung, Forschung, Qualitätssicherung und Therapieplanung zunehmend an Bedeutung. Additive Fertigungsverfahren ermöglichen es, komplizierte anatomische Strukturen auf Grundlage medizinischer Bilddaten herzustellen. Ihre Entwicklung ist jedoch anspruchsvoll, da medizinische, ingenieurwissenschaftliche und modellspezifische Anforderungen verbunden werden müssen. Unterschiedliche Fachsprachen und überwiegend qualitative Anforderungen können zu Missverständnissen und Fehlentwicklungen führen.

Diese Arbeit entwickelt daher ein strukturiertes, an der VDI 2221 orientiertes Vorgehen, das die Besonderheiten synthetischer medizinischer Modelle berücksichtigt. Im Mittelpunkt stehen die Klärung des Modellzwecks, die Analyse des abzubildenden Systems, die Ableitung und Absicherung von Anforderungen, die Materialauswahl sowie die Validierung. Ergänzende Hilfsmittel unterstützen die frühen Entwicklungsphasen und verbessern die Zusammenarbeit zwischen den Fachdisziplinen.

Die praktische Anwendung wird anhand eines synthetischen Schlaganfallmodells gezeigt. Entwickelt und integriert werden unter anderem Thrombus-, Stenose-, Aorten- und Schädelmodelle sowie eine Messeinrichtung zur Thrombusdetektion. Das Gesamtsystem ermöglicht ein flexibles, realitätsnahes Training verschiedener Schlaganfallszenarien und bietet eine Forschungsumgebung zur Weiterentwicklung interventioneller Verfahren.

Das Buch richtet sich an Forschende und Entwickelnde in Medizintechnik, Produktentwicklung und Simulation, an Anwenderinnen und Anwender interventioneller Trainingsmodelle sowie an alle, die synthetische medizinische Modelle für Ausbildung, Forschung oder Qualitätssicherung konzipieren möchten.