Distribuert opplæring ved hjelp av delte ressurser og tynne klienter

Kirurgisk simulering utgjør mye av fundamentet i systemer for distribuert opplæringen av kirurgiske ferdigheter som vi arbeider med i dette prosjektet. En side av prosjektet ser på effekten av å trene laparoskopi på simulator og hvordan vi kan måle denne treningseffekten. En multisenterstudie med universitetssykehusene i Oslo, Akershus og Trondheim er kommet i gang. Studien ser på om trening av ett-snitt kirurgi på simulator gir økte kirurgiske ferdigheter. I studien benyttes single-port modulen i simulat oren SimSurgery Education Platform, SEP. Single-port modulen er tidligere utviklet i prosjektet. Et annet studium utført i prosjektet, viser at bevegelsesmønstre hos en kirurg er relevante bedømmelsesparametere for kirurgiske ferdigheter. Resultatet er pu blisert i en internasjonal journal. Det er også et studium som avdekker behov for å validere mange av de simulerte prosedyrene ute på markedet. Et viktig mål for prosjektet er å utvikle et system for deling av informasjon om simuleringsøvelser og ann et læringsinnhold over internett. Vi er i ferd med å utvikle en modul til open source learning managment systemet Moodle. Modulen har tilgang til SEP sin nettverksdatabase slik at resultater fra simuleringer er tilgjengelig over internett via en web-brows er. Modulen vil også inneholde annet læringsmateriale for gynekologi og ha form av et e-læringskurs. Begrensning i regnekraft er en flaskehals for å oppnå høy realisme i simulering av kirurgi og bløtt vev. Vi har utviklet effektive algoritmer for grafi kk-prosessoren som beregner og tegner ut overflategeometrien til de simulerte objektene. GPU-algoritmer for løsning av lineære likningssystemer er også utviklet og testet i SEP simulatoren. Tidlig i prosjektet ble simulatormotoren for SEP skrevet om til å utføre beregninger i parallell på flere prosessorer på en pc. Den økte regnekapasiteten til simulatoren har gjort det mulig å utvikle en hysterektomi øvelse som stiller høye krav til simulering av bløtt vev. Hysterektomi modulen er nylig presentert på en internasjonal gynekologi kongress. I tillegg arbeider vi med å lage en klient-server oppdeling av SEP simulatoren hvor klienten leser instrument konsollet og viser grafikk, mens en kraftig server utfører simulatorberegningene. Dette vil øke beregning skapasiteten til simulatoren og dessuten åpne for å utføre fjern-simulering med SEP. For å overføre bilder gjør vi tilpasninger i kommunikasjonsrammeverket Tinia. Tinia er utviklet i et tilgrensende prosjekt.

Beregningskapasitet og tilgang på kompetanse og infrastruktur for opplæring er begrensende faktorer for utbredelse av simulatorbasert trening og opplæring. Ved å fjerne disse begrensningene, gjennom mulighetene som ligger i fremtidens internett, vil man ø ke omfanget av og kvaliteten på opplæring av kirurgiske ferdigheter og dermed forbedre pasientsikkerheten. 1. Beregningskapasitet kan forbedres betydelig ved å utnytte ulike beregningsressurser på en bedre måte, blant annet ved a) å dele beregningsress urser internt på hver enkelt PC gjennom effektiv bruk av multikjerne prosessorer og dedikerte grafikk- og fysikk-kort, og b) å dele beregningsressurser vha såkalt 'cloud computing'. 2 Tilgang på kompetanse, både klinisk og opplæringsmessig, kan forbedr es ved å dele ressurser. Dette inkluderer a) læringsinnhold og curriculum, b) evaluering av treningsinnhold og resultater, c) standarder for akkreditering og sertifisering basert på store mengder data, og d) nettsamfunn for forum for diskusjon og tilbakem eldinger. Prosjektet er et tverrfaglig FoU og innovasjonsprosjekt der brukerkrav og behovsundersøkelser danner grunnlaget for forskningen og utviklingen som utføres i de teknologiske miljøene basert på hvilke muligheter som ligger i fremtidens internett. Nye metoder for simulering og visualisering vha delte beregningsressurser, som foreslått i dette prosjektet, vil øke realismen i simuleringene, simulere nye og mer komplekse kirurgiske teknikker og prosedyrer, samt legge til rette for å trene samhandlin g. Ved å utvikle et nettbasert trenings- og opplæringssamfunn, som foreslått i dette prosjektet, vil man kunne oppnå samme kvalitet på opplæringen, på tross av ulikt ressursgrunnlag ved de enkelte institusjonene. Dette prosjektet vil demonstrere det eno rme potensialet som ligger i fremtidens internett, både i form av optimalisering av hardware ressurser, som informasjonsressurs, som felles referanse og som møtested.