Virtuele-intubatie-realiteit-of-droom

Virtuele intubatie: realiteit of
droom?
Organisatorische voorwaarden voor exploitatie van
een fiberoptische intubatiesimulator
Johannes S. Bosgra

Virtuele intubatie: realiteit of droom?
Virtuele intubatie: realiteit of
droom?
Organisatorische voorwaarden voor exploitatie van
een fiberoptische intubatiesimulator
Afstudeerscriptie
Johannes S. Bosgra
Rijksuniversiteit Groningen, Faculteit Bedrijfskunde
Groningen, januari 2005
Begeleiders RuG
Drs. O.C.J. Lappöhn
Prof. Dr. G.J.E.M. Sanders
Begeleider Rekencentrum, HPC&V, RuG
Drs. H.H.J. Wind
De auteur is verantwoordelijk voor de inhoud van het afstudeerverslag; het auteursrecht van het afstudeerverslag
berust bij de auteur.
2

Voorwoord
Door het samenstellen van een ondernemingsplan voor het HPC&V in het kader van het vak
ondernemingsplannen ben ik in contact gekomen met de unit HPC&V. Kort na de afronding
van dit ondernemingsplan werd ik gevraagd voor het doen van een onderzoek naar het
virtueel intubatie project. Het virtueel intubatie project heeft mij direct aangetrokken door de
multidisciplinaire en innovatieve aspecten ervan. Het contact met de voor mij onbekende
terreinen van virtual reality, simulatie en medische opleiding is heel interessant gebleken. In
2003 lag het virtueel intubatie project tijdelijk stil, met deze scriptie hoopt het HPC&V
duidelijkheid te krijgen over de voorwaarden voor een succesvolle productontwikkeling van
een intubatiesimulator. Hiermee kan een beslissing gemaakt worden over de verdere
uitvoering van het virtueel intubatie project.
Het onderzoek heeft vele interessante momenten met zich meegebracht, het congres Medicine
Meets Virtual Reality in Los Angeles is daar een goed voorbeeld van. De vele interviews die
ik met de heer Dercksen heb mogen voeren in de vertrekken van het traumateam van het
Academisch Ziekenhuis Groningen gaven een unieke kijk op de acute medische praktijk.
Verder was het contact met het innovatieve werk van de unit HPC&V op het gebied van
virtual reality vaak verassend en interessant.
Het afronden van mijn studie bedrijfskunde is met deze scriptie een feit. Graag wil ik mijn
ouders bedanken voor hun ondersteuning tijdens mijn gehele studie, zij hebben mij
gestimuleerd in alles wat ik graag wilde gaan doen. Veel dank gaat uit naar de heer Lappöhn,
zijn kritische opmerkingen en goede adviezen hebben deze scriptie gemaakt tot wat hij is. De
anesthesioloog Bert Dercksen is als initiatiefnemer van het virtueel intubatie project een
motor geweest achter deze scriptie en heeft zijn grote kennis van intubatie en medische
simulatoren altijd graag met mij gedeeld, waarvoor dank. De heer Wind heeft mij vanuit het
HPC&V kundig begeleid en hem wil ik graag bedanken voor het vertrouwen in mij en de
goede adviezen over de uitvoering van het onderzoek. De collegae van het HPC&V wil ik
bedanken voor de bruikbare informatie en prettige samenwerking. De heer Sanders wil ik
graag bedanken voor de uitstekende begeleiding tijdens de afronding van deze scriptie. Ten
slotte wil ik mijn vriendin, Willie Havinga, bedanken voor haar steun en vertrouwen in de
gehele afstudeerperiode.
3

Samenvatting
Het virtueel intubatie project is gericht op het onderzoeken van de ontwikkeling van een
virtual reality simulator voor het virtueel trainen van flexibel fiberoptische intubatie. Het is
een samenwerking tussen de anesthesioloog drs. Bert Dercksen, het Centre for High
Performance Computing and Visualization en het Platform HPCN. De doelstelling van dit
onderzoek is inzicht geven in wat de organisatorische voorwaarden zijn die een succesvolle
commerciële exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator mogelijk maken voor het
HPC&V. De vraagstelling van het onderzoek is: Wat zijn de organisatorische voorwaarden
om tot succesvolle commerciële exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator te kunnen
komen?
Deze vraagstelling valt uiteen in twee deelvragen, te weten:
Deelvraag 1: Wat zijn de technische en organisatorische voorwaarden voor een succesvolle
commerciële exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator?
Deelvraag 2: Wat zijn voorwaarden voor succesvolle productontwikkeling bij het HPC&V?
De belangrijkste theoretische concepten die gebruikt zijn in dit onderzoek zijn ten eerste de
new product development modellen van Baker (1999). Ten tweede heeft de besturingstheorie
van de Leeuw (2000) een goede basis gevormd voor de analyse van de productontwikkeling
bij het HPC&V.
Hieronder volgen de conclusies voor deelvraag 1.
Conclusie 1: Virtual reality is een ideale didactische methode om flexibele fiberoptische
intubatie te trainen
Conclusie 2: Het toepassen van het new product development model is een essentiële
organisatorische voorwaarde voor succesvolle productontwikkeling
Conclusie 3: Het volgen van de parachutestrategie voor de ontwikkeling van de fiberoptische
intubatiesimulator is vereist voor succesvolle commerciële exploitatie
Conclusie 4: Samenwerking met partners bij de ontwikkeling van de hardware, de
uiteindelijke productie en bij het vermarkten is cruciaal
Conclusie 5: Er is in de markt behoefte aan een simulator speciaal voor FFI, bovendien
kunnen de concurrerende simulatoren de motorische vaardigheden niet voldoende bij
brengen
Conclusie 6: Ontwikkeling van de fiberoptische intubatiesimulator is onverstandig als de
organisatorische situatie in het HPC&V niet verandert.
De conclusies van deelvraag 2 zijn hieronder weergegeven.
Conclusie 7: Ontbrekende informatie van potentiële afnemers uit marktonderzoek, focus
groups, en producttesten vormt nu een ernstige belemmering voor succesvolle
productontwikkeling bij het HPC&V
Conclusie 8: De beperkte bestuurbaarheid van de unit HPC&V, een complexe en dynamische
omgeving en een onbekend model van het bestuurde systeem maken effectieve
stuurmaatregelen voor succesvolle productontwikkeling op dit moment moeilijk
4

Inhoudsopgave
1. Inleiding ..............................................................................................................................7
1.1 Aanleiding tot de opdracht........................................................................................................ 7
1.2 Flexibele fiberoptische intubatie redt levens............................................................................. 8
1.3 Intubatiesimulator...................................................................................................................... 8
1.4 Virtual Reality: ondergedompeld in een computer gegenereerde wereld................................. 9
2. Onderzoeksopzet, methoden en technieken ..................................................................... 11
2.1 Probleemstelling...................................................................................................................... 11
2.2 Onderzoekstype....................................................................................................................... 12
2.3 Methoden en technieken.......................................................................................................... 12
2.4 Conceptueel model en theoretisch kader................................................................................. 13
2.5 Opbouw van het verslag.......................................................................................................... 13
3.1 Inleiding .................................................................................................................................. 14
3.2 Virtual Reality neemt grote vlucht in medische wereld.......................................................... 14
3.3 Virtual Reality is aangewezen didactische methode voor FFI................................................ 14
Deelvraag 1: Wat zijn de technische en organisatorische voorwaarden voor een
succesvolle commerciële exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator? ..................16
4. New Product Development................................................................................................ 17
4.1 Inleiding .................................................................................................................................. 17
4.2 Introductie new product development..................................................................................... 17
4.3 New Product Development model is van cruciaal belang....................................................... 17
4.4 Fasen bij New Product Development uitgelicht...................................................................... 18
5. De ontwikkeling van de intubatiesimulator in fasen ........................................................22
5.1 Inleiding .................................................................................................................................. 22
5.2 New Product strategie niet van belang.................................................................................... 22
5.3 Idee generatie door een extern contact.................................................................................... 22
5.4 Screening en daarna niets........................................................................................................ 23
6. Conceptontwikkeling........................................................................................................ 24
6.1 Doelen ..................................................................................................................................... 24
6.2 Onderdelen en functionaliteiten ............................................................................................. 26
6.3 Ontwerp van prototype........................................................................................................... 32
6.4 Partners nodig voor de ontwikkeling van de intubatiesimulator............................................. 36
7. Concepttest ....................................................................................................................... 38
7.1 Inleiding .................................................................................................................................. 38
7.2 Skillslab heeft behoefte aan intubatiesimulator ...................................................................... 38
7.3 Geen goed alternatief voor training van FFI ........................................................................... 38
7.4 Conclusie................................................................................................................................. 39
8. Haalbaarheidsonderzoek.................................................................................................. 40
8.1 Inleiding .................................................................................................................................. 40
8.2 Mogelijke afnemers vooral opleiders van artsen..................................................................... 40
8.3 Concurrerende systemen voor training van FFI niet adequaat................................................ 41
8.4 Onderzoek naar VR simulatoren voor FFI in kinderschoenen................................................ 43
8.5 Kosten van productontwikkeling ............................................................................................ 44
9. Algemene conclusie deelvraag 1 ........................................................................................45
9.1 Virtual reality, new product development en de parachutestrategie ....................................... 45
9.2 Partners, marktvraag en concurrentie...................................................................................... 45
Deelvraag 2: Wat zijn voorwaarden voor succesvolle productontwikkeling bij het
HPC&V? ................................................................................................................................ 46
5

10. Beschrijving van de organisatie.......................................................................................47
10.1 Inleiding ................................................................................................................................ 47
10.2 Centre for High Performance Computing and Visualization................................................ 47
10.3 Producten en diensten............................................................................................................ 49
10.4 Organogram........................................................................................................................... 50
10.5 Innovatie sleutelwoord bij HPC&V...................................................................................... 51
11. Succesvolle productontwikkeling met new product development ..................................52
11.1 Inleiding ................................................................................................................................ 52
11.2 Strategie: zonder opdracht geen ontwikkeling? .................................................................... 52
11.2 Ideeëngeneratie vooral bij unithoofd en sales manager ........................................................ 53
11.3 Screening vaak niet op basis van strategie............................................................................ 54
11.4 Conceptontwikkeling en testen zonder afnemers.................................................................. 54
11.5 Bedrijfseconomisch onderzoek ontbeert marktonderzoek .................................................... 55
11.6 Productontwikkeling op hoog niveau.................................................................................... 55
11.7 Lancering door persoonlijke benadering............................................................................... 56
12. Besturingstheorie.............................................................................................................57
12.1 Inleiding ................................................................................................................................ 57
12.2 Specificatie van het besturingsprobleem............................................................................... 57
12.3 Bestuurbaarheid van het systeem.......................................................................................... 58
12.4 Besturend orgaan................................................................................................................... 59
13. Algemene conclusie deelvraag 2 ..................................................................................... 62
13.1 Aanpassingen in de fasen van het new product development model.................................... 62
13.2 Besturingstheorie en productontwikkeling............................................................................ 62
13. Conclusies en aanbevelingen .......................................................................................... 64
13.1 Inleiding ................................................................................................................................ 64
13.2 Conclusies deelvraag 1.......................................................................................................... 64
13.3 Conclusies deelvraag 2.......................................................................................................... 65
13.4 Aanbevelingen....................................................................................................................... 66
14. Literatuurlijst .................................................................................................................. 68
Bijlagen ..................................................................................................................................70
Bijlage 1: Definities en afkortingen ....................................................................................... 71
6

1. Inleiding
1.1 Aanleiding tot de opdracht
In 2001 is op initiatief van de anesthesioloog drs. Bert Dercksen van het Academisch
Ziekenhuis Groningen een project gestart met het Centre for High Performance Computing
and Visualization (HPC&V), onderdeel van het Rekencentrum van de Rijksuniversiteit
Groningen. Dit project is gericht op het onderzoeken van de ontwikkeling van een simulator
voor het virtueel oefenen van flexibel fiberoptische intubatie. Dit is het zogenaamde Virtueel
Intubatie Project (VIP). Later is de Stichting Platform High Performance Computing and
Networking (HPCN) ook bij het project betrokken voor de begeleiding van een eventuele
subsidieaanvraag. In deze eerste fase van het project is door het HPC&V een vrije 3D
reconstructie van de luchtpijp (trachea) gemaakt op basis van CT scans. Hiermee is een
animatiefilm gemaakt zodat je het gevoel krijgt dat je van de longen door de luchtpijp naar de
neus kunt vliegen in virtual reality en vice versa. Deze animatiefilm is niet realistisch genoeg
geworden voor gebruik in de simulator maar is wel een goede oefening geweest en heeft ook
inzicht gegeven in de moeilijkheden die samenhangen met het ontwikkelen van de software
van een simulator. Na de ontwikkeling van de animatiefilm is het project tot stilstand
gekomen vanwege het ontbreken van middelen en mogelijkheden tot het verder construeren
van de intubatiesimulator op dat moment.
Figuur1.1 Screenshot van vrije 3D reconstructie van de luchtpijp gemaakt door het HPC&V
De opdracht tot dit onderzoek is tot stand gekomen omdat de verschillende partners een
beslissing willen nemen of de intubatiesimulator inderdaad ontwikkeld kan worden en of het
verstandig is om de simulator te ontwikkelen. Dit onderzoek moet inzicht bieden in de
technische en organisatorische problemen die gaan spelen bij de productontwikkeling van de
intubatiesimulator en de marktpotentie die voor de intubatiesimulator bestaat. Met deze
gegevens kunnen de partners een gefundeerde beslissing nemen.
7

1.2 Flexibele fiberoptische intubatie redt levens
Intuberen is het voorzien van een patiënt met een beademingsbuisje in de luchtpijp via de
neus of de mond door een anesthesioloog. Dit is nodig voor patiënten die onder narcose
gebracht worden. Door de narcose en de spierverslappers is de patiënt niet meer in staat zelf te
ademen en dus moet er een beademingsbuisje ingebracht worden. Dit kan bij het overgrote
deel van de patiënten in de slaap plaats vinden, het zogenaamde endotracheaal intuberen.
Het intuberen is een risicovolle handeling van de narcose. Eén van de belangrijkste oorzaken
van het overlijden van patiënten die onder narcose gebracht worden, is namelijk een probleem
bij intubatie. Bij een klein percentage patiënten is intubatie moeilijk, hetzij door een afwijking
in de luchtpijp of door diabetes bijvoorbeeld. Het is een te groot risico om deze mensen in
slaap te intuberen vanwege de eerder genoemde spierverslappers die gebruikt worden. Dus
worden deze patiënten uit voorzorg wakker geïntubeerd door middel van Flexibele
Fiberoptische Intubatie (FFI), dit is een betrouwbare methode gebleken voor het intuberen van
moeilijk te intuberen patiënten (Dorsch e.a., 1994). Het is een zogenaamde endoscopische
techniek die wordt uitgevoerd met een flexibele fiberscoop met daarin een fiberoptische vezel.
Deze flexibele fiberoptische intubatie behoort tot het anesthesiologische takenpakket en kan
vele levens redden bij patiënten die moeilijk te intuberen zijn. Toch is de kennis omtrent, en
de vaardigheid met deze techniek bij veel anesthesiologen en andere artsen marginaal
aanwezig of zelfs afwezig. Het aanleren van FFI wordt bemoeilijkt door het feit dat op dit
moment het aanbod van patiënten die een flexibel fiberoptische intubatie behoeven niet zo
groot is en bovendien is de procedure te onaangenaam om patiënten, bij wie geen indicatie
voor FFI bestaat, bloot te stellen aan de techniek in het kader van een oefening. Het gevolg is
dat moeizaam kwalitatieve en kwantitatieve ervaring kan worden opgedaan, terwijl de vraag
naar deze ervaring gestaag groeit.
Figuur 1.2 Flexibele fiberoptische intubatie
1.3 Intubatiesimulator
Artsen zijn momenteel voornamelijk aangewezen op weinig levensechte kunststof fantomen
van de luchtpijp, mondholte, neus en longen voor het trainen van FFI vanwege
bovengenoemde problemen met het oefenen op patiënten. Het virtueel oefenen met een
simulator zou een alternatief kunnen bieden voor de beperkte kennis en vaardigheid omtrent
Flexibel Fiberoptische Intubatie. Virtueel oefenen met een simulator houdt in dat FFI wordt
geoefend op een geavanceerde oefenpop met behulp van een gemodificeerde fiberscoop,
8

waarbij de visuele en tactiele informatie die de intubator krijgt een werkelijke intubatie met de
grootst mogelijke precisie benadert. De visuele en tactiele informatie moet bij een simulator
door de computer worden aangeboden op een wijze die de werkelijkheid zo goed mogelijk
nabootst. Of de virtual reality simulator een waardig alternatief is voor kunststof fantomen en
het oefenen op patiënten wordt vooraf aan het eigenlijke onderzoek onderzocht in het
hoofdstuk “Virtual Reality als didactische methode: ideaal of niet?”. In de volgende paragraaf
zal virtual reality eerst gedefinieerd worden, als basis voor het voornoemde hoofdstuk.
1.4 Virtual Reality: ondergedompeld in een computer gegenereerde wereld
Een kenmerkend detail van de verschillende onderzoeken die gedaan zijn op het gebied van
virtual reality in de medische wereld is het verschil in definitie van VR bij de onderzoekers.
In het algemeen wordt VR door artsen omschreven als: Een verzameling van technologieën
die mensen de mogelijkheid geven een efficiënte interactie te hebben met 3D databases in real
time, gebruik makende van hun natuurlijke zintuigen en vaardigheden (McCloy e.a., 2001)
In deze definitie wordt in het geheel geen verwijzing gemaakt naar immersieve technieken
zoals een reality cube of speciale VR handschoenen. Minder dan 10% van de VR
toepassingen in de medische wereld maakt dan ook gebruik van immersieve technieken. Maar
als gekeken wordt naar de sociale wetenschappen dan wordt bij ongeveer 50% van de VR
toepassingen gebruik gemaakt van immersieve technieken. Immersieve technieken hebben als
kenmerk dat ze de gebruiker onderdompelen in de virtuele wereld. Virtual Reality heeft hier
dan ook een andere definitie: Een geavanceerde vorm van mens-computer interactie die de
mogelijkheid geeft om in interactie te treden en ondergedompeld te worden in een computer
gegenereerde omgeving op een natuurlijke manier (Schultheis e.a., 2001).
VR wordt door anderen ruimer gezien en de technische aspecten ontbreken dan in de definitie,
het gaat om de persoonlijke ervaring. Schloerb zegt het zo: De persoon ervaart dat hij/zij zich
fysiek in een andere wereld bevindt. Met deze definitie kan VR uitgebreid worden naar
mensen die zich door een boek te lezen of een cd te luisteren in een andere wereld bevinden.
Aangezien in dit onderzoek de focus ligt op trainingssimulatie met als technische invulling
VR, zal de technische definitie hier de voorkeur hebben.
Virtual Reality wordt in dit onderzoek omschreven als: Virtual Reality is een computer
gegenereerde omgeving waar een persoon doelgericht in interactie mee kan treden en die de
ervaring geeft dat hij/zij zich fysiek in een van tevoren bepaalde en varieerbare beperkte
wereld bevindt.
Bij dit onderzoek krijgt de gebruiker van de Fiberoptic Intubation Simulator dus het gevoel
echt in een operatiekamer (OK) te zijn waar een moeilijk te intuberen patiënt ligt die direct
met FFI geïntubeerd dient te worden. Doordat er interactie is met de trainingssimulator en de
gebruiker door de realistische fiberoptische beelden een levensechte ervaring krijgt van een
intubatiemoment in een OK kan men hier spreken van Virtual Reality.
Naast de definities wordt ook de doelstelling van VR besproken. Het ultieme doel van VR
voor artsen is: de representatie van virtuele objecten voor alle menselijke zintuigen op een
manier die identiek is aan de natuurlijke tegenhanger. (Székely e.a., 1999)
De kwaliteit van de 3D beelden kan op een gegeven moment zo toenemen dat het beeld een
evenbeeld wordt van de patiënt. De klinische praktijk kan dan gebruik maken van de kracht
van de techniek van het modelleren en simuleren. De gezondheidszorg voor de patiënt kan
dan geoptimaliseerd worden door eerst te oefenen op het surrogaat tot de beste oplossing is
9

gevonden en er gepersonifieerde kwaliteitszorg geboden kan worden met relatief weinig
risico’s1 (Satava e.a., 2002).
De al ontwikkelde toepassingen van VR in verschillende gebieden van de medische wereld en
psychologie hebben goede resultaten laten zien; zeven gecontroleerde studies toonden de
effectiviteit van deze toepassingen aan bij medische training en bij psychologische
behandeling. Er is echter nog veel onderzoek te doen voordat VR in de dagelijkse praktijk
geïntegreerd wordt (Riva, 2002).
10

2. Onderzoeksopzet, methoden en technieken
2.1 Probleemstelling
2.1.1 Doelstelling
De doelstelling van dit onderzoek is:
Inzicht geven in wat de organisatorische voorwaarden zijn die een succesvolle
commerciële exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator mogelijk maken
voor het HPC&V.
2.1.2 Vraagstelling
De centrale vraag waarop in deze scriptie antwoord wordt gegeven is de vraagstelling.
De vraagstelling van dit onderzoek is:
Wat zijn de organisatorische voorwaarden om tot succesvolle commerciële
exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator te kunnen komen?
Deelvraag 1
Wat zijn de technische en organisatorische voorwaarden voor een succesvolle
commerciële exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator?
Deelvraag 2
Wat zijn voorwaarden voor succesvolle productontwikkeling bij het HPC&V?
Met deze probleemstelling kunnen grenzen aangegeven worden, wanneer exploitatie wel of
niet renderend kan zijn. In de tweede deelvraag worden de resultaten van deelvraag één
gebruikt om uitspraken te doen over de algemene productontwikkeling bij het HPC&V.
2.1.3 Randvoorwaarden (afbakening)
• Het onderzoek richt zich op VIP vanuit het perspectief van het Rekencentrum van de
RUG
• Het onderzoek heeft een bedrijfskundige invalshoek, medische en technische
onderwerpen worden daarom niet diepgaand behandeld
11

2.2 Onderzoekstype
Het onderzoek naar de fiberoptische intubatiesimulator is uitgevoerd voor een concreet
aanwijsbare klant, het HPC&V. Daarom is dit onderzoek praktijkonderzoek. Deelvraag 1 is
probleemoplossend onderzoek, vanwege het specifieke probleem dat hier wordt aangepakt,
namelijk exploitatie en ontwikkeling van een simulator. Probleemoplossend onderzoek is het
aanreiken van een voldoende stel aanbevelingen om een welomschreven probleem in een
praktijksituatie tot oplossing te brengen.
Deelvraag 2 valt onder het beleidsondersteunend onderzoek want het beoogt concrete kennis
op te leveren die bruikbaar is om tot verandering te komen in de toekomst. (De Leeuw, 1996).
2.3 Methoden en technieken
Voor de eerste deelvraag zijn interviews de belangrijkste bron van informatie gebleken. Door
interviews met anesthesiologen en met personeel van het Skillslab van het Academisch
Ziekenhuis Groningen is duidelijk geworden uit welke functionaliteiten en onderdelen de
intubatiesimulator zou moeten bestaan. Het personeel van het HPC&V is in interviews
gevraagd naar de competenties en ervaring die het HPC&V bezit voor de ontwikkeling van de
verschillende onderdelen en functionaliteiten. Ook hebben er interviews plaatsgevonden met
personeel van Immersion Medical en Symbionix. Dit zijn de twee bedrijven die de markt van
medische simulatoren op dit moment aanvoeren. Naast deze interviews is er ook veel
informatie over medische simulatoren verkregen op het 12e
Medicine Meets Virtual Reality
congres in Los Angeles in januari 2004. Bij productontwikkeling (NPD) heeft deskresearch
een overwegende rol gespeeld, de literatuur op het gebied van productontwikkeling is daarbij
vooral onderzocht. Deze literatuur is gevonden in boeken over new product development; ook
is veelvuldig gebruik gemaakt van artikelen uit tijdschriften die gespecialiseerd zijn in
productontwikkeling zoals het Journal of Product Innovation Management. Internet heeft
geholpen om de juiste artikelen in de verschillende vaktijdschriften te vinden maar heeft ook
op zichzelf veel informatie opgeleverd en blijkt een uitstekende bron te zijn door de enorme
veelheid aan informatie die vrij beschikbaar is.
Voor de beantwoording van de tweede deelvraag zijn ook interviews toegepast. Vooral het
productontwikkelingsproces die het HPC&V heeft is onderwerp geweest van interviews met
personeelsleden van de unit HPC&V. Deskresearch is toegepast om meer informatie te
verkrijgen over bijvoorbeeld de besturingstheorie waarmee de situatie geanalyseerd is.
12

2.4 Conceptueel model en theoretisch kader
Dit onderzoek buigt zich eerst over de vraag waaruit de intubatiesimulator moet bestaan. De
onderdelen en functionaliteiten zijn vervolgens vergeleken met de huidige competenties van
het HPC&V. Het overkoepelende theoretische concept hierachter is het New Product
Development model van Booz, Allen and Hamilton. Zij benadrukken de noodzaak om tot een
precieze omschrijving van het product te komen en daarna de vergelijking te maken met de
competenties die binnen de organisatie beschikbaar zijn om het product te ontwikkelen. Op
basis hiervan worden een aantal productconcepten gemaakt die in meer of mindere mate bij
de organisatie haar competenties passen en beantwoorden aan het doel van het product. Deze
concepten worden vervolgens volgens de parachutestrategie van Lewandowski (2004)
aanbevolen om in een bepaalde volgorde uit te voeren. In de concepttest blijkt dat volgens de
theorie van Baker (1999) er een behoefte is aan de intubatiesimulator. De kennis van de
productontwikkeling bij de intubatiesimulator wordt vervolgens verbreed naar de gehele
productontwikkeling van het HPC&V en op basis van Baker (1999) wordt een advies gegeven
over toekomstige productontwikkeling van de intubatiesimulator en producten en diensten in
het algemeen. Met behulp van de besturingstheorie van de Leeuw (2000) worden ook
adviezen gegeven over verbetering van de productontwikkeling bij het HPC&V.
2.5 Opbouw van het verslag
Dit verslag is opgebouwd rond de twee deelvragen van de vraagstelling. Voor de
beantwoording van de eerste deelvraag wordt er een problematisering opgesteld in de
inleiding. Daarna wordt de onderzoeksopzet toegelicht. Voorafgaand aan de eerste deelvraag
wordt een aanname van het HPC&V over virtual reality als didactische methode door middel
van literatuuronderzoek onderzocht.
In de eerste deelvraag wordt uitgegaan van de literatuur van new product development, daarna
wordt deze literatuur als leidraad gebruikt om de productontwikkeling van de fiberoptische
intubatiesimulator te analyseren. Alle fasen van het new product development model worden
doorlopen, veel aandacht gaat uit naar de conceptontwikkeling. In deze fase worden de
onderdelen en functionaliteiten van de fiberoptische intubatiesimulator aan het licht gebracht.
Potentiële afnemers, partners en concurrerende simulatoren worden in de fase
haalbaarheidsonderzoek beschreven.
De tweede deelvraag begint met een analyse van het HPC&V. Het new product development
model wordt hier gebruikt om de algemene productontwikkeling bij het HPC&V te
analyseren. De voorwaarden voor succesvolle productontwikkeling worden tenslotte ook met
de besturingstheorie onderzocht.
Aan het einde van elke deelvraag bevinden zich de conclusies die in die deelvraag getrokken
zijn. Afsluitend zijn op basis van deze conclusies een zevental eindconclusies en vijf
aanbevelingen geformuleerd.
13

3. Virtual Reality als didactische methode: ideaal of niet?
3.1 Inleiding
Bij de opdracht tot dit onderzoek door het HPC&V is een belangrijke aanname dat virtual
reality een ideale didactische methode is om flexibele fiberoptische intubatie te trainen. Deze
aanname is niet onlogisch gezien de achtergrond van het HPC&V, als virtual reality specialist.
Bij een onderzoek is het van belang de aannames ter discussie te stellen en deze te controleren
op waarheid. De bovengenoemde aanname bepaalt in grote mate de richting van dit
onderzoek en zal daarom hieronder ter discussie gesteld worden voordat verder wordt
aangevangen met het onderzoek. Eerst zal worden ingegaan op de toepassing van virtual
reality in de medische wereld. In de volgende paragraaf worden de andere mogelijkheden tot
trainen besproken en geanalyseerd en wordt gekeken of de aanname correct is of niet.
3.2 Virtual Reality neemt grote vlucht in medische wereld
Met de ontwikkeling van de informatietechnologie en de daling van de kosten hiervan het
laatste decennium is er een groeiend gebruik van Virtual Reality (VR) in de medische wereld.
De prijs van een virtual reality systeem is gedaald onder de 6000 euro, vergeleken met
100.000 euro in 1994.
Daarom is het onderzoek naar VR in de medische wereld sterk aan het toenemen. Als de twee
leidende klinische databases bekeken worden met het trefwoord Virtual Reality dan vinden
we in MEDLINE 739 onderzoeken en in PSYCINFO 569 onderzoeken (Riva, 2002). Het
aantal onderzoeken op het trefwoord Virtual Reality in MEDLINE was op 15 april 2004
toegenomen tot 1346.
Door het analyseren van de gevonden onderzoeken komen we erachter dat de eerste VR
toepassingen in de medische wereld begin jaren negentig vorm aannamen door de behoefte
om complexe medische data te visualiseren tijdens het opereren en voor planning van de
operatie (Chinnock, 1994). Chirurgisch gerelateerde toepassingen van VR vallen in 3
categorieën: 1. chirurgische training, 2. chirurgische planning en 3. augmented reality voor
chirurgische sessies endoscopie, radiochirurgie en open chirurgie. Na een aantal jaren zijn de
medische toepassingen van VR uitgebreid met neuropsychologisch onderzoek en rehabilitatie
(Riva, 1998). Toch bestaat een groot deel van het gepubliceerde onderzoek uit
haalbaarheidsonderzoeken en pilot onderzoeken. Er is relatief weinig concreet onderzoek
gedaan naar de klinische en economische voordelen van VR toepassingen in de medische
wereld.
3.3 Virtual Reality is aangewezen didactische methode voor FFI
Het cognitieve deel van de fiberoptische intubatietechniek is eenvoudig te leren aan cursisten.
De motorische vaardigheden die nodig zijn voor FFI zijn echter veel moeilijker aan te leren.
Zoals eerder naar voren is gekomen is het wel van groot belang dat veel (toekomstige) artsen
FFI goed leren beheersen. De aangewezen methode hiervoor lijkt oefenen op de patiënt. Dit
is voor de beheersing van vele technieken in de medische wereld de standaard, men werkt
vaak als co-assistent van een arts om de vaardigheden “veilig” te trainen. Er zijn een aantal
redenen waarom training op patiënten in de medische wereld echter bemoeilijkt wordt.
Er is een toegenomen behoefte aan medische zorg en daarmee aan medici in Nederland en in
de wereld. Daarom is de opleidingscapaciteit voor medici vergroot. Het aantal patiënten dat
14

een FFI nodig heeft is weliswaar licht groeiende, maar blijft in aantallen toch redelijk stabiel.
Het aantal oefenmomenten blijft dus relatief laag. Aangezien het aantal op te leiden medici
wel sterk toeneemt, neemt de mogelijkheid tot oefenen per op te leiden medicus af. Dit heeft
de vraag naar simulaties, sterk doen toenemen in de gehele medische wereld.
Naast deze algemene trend geldt er voor FFI nog een beperking op het oefenen op patiënten.
FFI is voor de patiënt een levensreddende techniek, maar is uiterst onaangenaam. Daarom is
het onethisch om patiënten bij wie geen indicatie voor FFI bestaat, bloot te stellen aan de
techniek in het kader van oefening.
Het is dus belangrijk om oefenopstellingen, oftewel simulaties aan te bieden aan medici. Tot
nu toe wordt dat voor FFI vooral gedaan door kunststof fantomen van de luchtpijp en de neus-
en mondholte. Cursussen waarbij gebruik wordt gemaakt van deze kunststof fantomen hebben
bij slechts 35% van de deelnemers de techniek verbeterd (Dykes e.a., 1989). De (toekomstige)
artsen oefenen daarna op echte patiënten met sterk wisselende successcores, onder de
supervisie van een ervaren arts. Hierdoor is dit duidelijk niet de optimale simulatie voor het
oefenen van FFI.
Virtual Reality is een ideale techniek om medisch personeel beter te trainen bij complexe
technieken en in het bijzonder ook bij FFI (Taffinder, 1998). Visualisatie, concrete
betrokkenheid en interactie blijken namelijk belangrijke cognitieve strategieën te zijn voor het
leren beheersen van complexe technieken (Reiber, 1995).
VR biedt het noodzakelijke realisme en de interactiviteit die kunststof fantomen nooit kunnen
bieden omdat deze een vaste anatomie bieden zonder varianten. Potentiële problemen zoals
een tumor in de luchtpijp kunnen dan niet worden geoefend zonder een patiënt hieraan bloot
te stellen. Virtual Reality kan dit juist bij uitstek en blijkt dus een aangewezen methode om
cursisten de motorische vaardigheden van FFI meester te laten maken. De aanname van het
HPC&V is daarmee correct, virtual reality is inderdaad een goede didactische methode om
FFI te trainen.
Het huidige medische systeem is gebaseerd op het oude Egypte, waar het meester-leerling
systeem in ontwikkeling is gekomen. In de tweede eeuw na Christus ontwikkelde Galenus van
Pergamon het oefenen op dieren, een soort simulatie die toch nog veel problemen gaf door de
verschillen tussen mens en dier. Nu hebben we VR dat een radicale ontwikkeling is en het
hele medische systeem kan veranderen. Met VR kunnen studenten echt leren van hun fouten
zonder consequenties voor patiënten.
Virtual Reality is al veel eerder ontdekt door de militairen en de luchtvaartindustrie die hun
nieuwe piloten trainen met VR. Het is ondenkbaar dat een piloot zonder zijn
luchtvaartdiploma een vliegtuig gaat besturen en dat de piloot dus tegen de passagiers zegt dat
er een stagiair komt om te oefenen, maar dat hij goed oplet zodat de stagiair geen fouten
maakt. In de medische wereld is dat toch nog steeds ongeveer de werkelijkheid.
15

Deelvraag 1: Wat zijn de technische en
organisatorische voorwaarden voor een
succesvolle commerciële exploitatie van de
fiberoptische intubatiesimulator?
16

Succesvolle exploitatie van de fiberoptische intubatiesimulator
4. New Product Development
4.1 Inleiding
De fiberoptische intubatiesimulator is een product dat nog ontwikkeld kan worden door het
HPC&V. In het proces van productontwikkeling komen veel bedrijfskundige vraagstukken
naar voren, het vergt namelijk heel wat organisatie om van een idee tot een succesvolle
marktintroductie te komen. In dit onderzoek wordt gebruik gemaakt van new product
development modellen en literatuur om dit proces te beschrijven en tot aanbevelingen te
komen wat voor de ontwikkeling van de intubatiesimulator op organisatorisch en technisch
vlak nodig is, om succesvolle productontwikkeling te plegen. Voor de toepassing van New
Product Development modellen bij de intubatiesimulator wordt in dit hoofdstuk eerst
vastgesteld of het gebruik van New Product Development modellen inderdaad zinvol is en
welk New Product Development model gebruikt kan worden voor de intubatiesimulator.
Vervolgens wordt het gekozen model verder uitgewerkt.
4.2 Introductie new product development
Een definitie van New Product Development (NPD) is te vinden in Baker & Hart (1999): Alle
activiteiten die nodig zijn om een nieuw product van een idee of kans naar een succesvolle
marktintroductie te brengen.
Deze definitie gaat verder dan de klassieke manier waarop NPD plaats vindt, namelijk: er
ontstaat een idee bij de R&D afdeling, de designafdeling maakt een ontwerp van het nieuwe
product, dan volgt er een prototype gemaakt door de engineering afdeling, waarna de
productieafdeling zich gaat verdiepen in productieproblemen. Als laatste komt de
marktetingafdeling in actie om de marktintroductie te plannen en uit te voeren. Deze
departmental stage modellen voor NPD worden nu als ouderwets betiteld. Dit komt omdat het
tijdverslindend is, niets doet om strategische verantwoordelijkheid te bevorderen en er geen
sprake is van feedback van de markt omdat marketing als laatste wordt ingeschakeld.
Bovenstaande redenen hebben er toe geleid dat het merendeel van de literatuur en grote
bedrijven zoals Land Rover over zijn gegaan op een simultane aanpak. NPD vindt in de
moderne versie dus simultaan bij alle afdelingen plaats, er worden daarbij formele coördinatie
en integratie activiteiten ingezet op kritieke punten in het proces. (Yung Wong, 1964, Booz,
Allen, Hamilton, 1968, Baker & Hart, 1999).
4.3 New Product Development model is van cruciaal belang
Cooper en Kleinschmidt (1986) hebben onderzoek gedaan naar new product succes en hebben
daarbij 13 verschillende fases in het new product proces gevonden. Zij concluderen dat new
product succes samenhangt met het hebben en toepassen van een new product proces model
en hebben een significant verschil gevonden tussen product succes en falen relaterend aan de
totaliteit van het volgen van het NPD proces. Bijvoorbeeld, 54,8% van de nieuwe producten
die succesvol waren hadden negen of meer fases in het model doorlopen vergeleken met
38,2% van de nieuwe producten die faalden. Cooper en Kleinschmidt hebben ook ontdekt dat
bijna een kwart (23,6%) van de producten die faalden maar vijf of minder van de 13 fases
hadden doorlopen. Naast het feit dat een fase überhaupt doorlopen moet worden speelt ook de
kwaliteit van de uitvoering van een fase een belangrijke rol bij het slagen van een product.
17

Of er een bepaalde fase wordt doorlopen en wat de kwaliteit daar dan van is wordt beïnvloed
door hoe belangrijk de verschillende functies en het management bepaalde fases vinden. Aan
deze fases worden dan de meeste middelen toegewezen zoals tijd en budget (Rochford, 1997).
Dit is te zien in de onderstaande figuur van Rochford.
Figuur 4.1 NPD fases uitgevoerd in relatie tot het belang dat eraan gehecht word, (Rochford,
1997)
Uit dit onderzoek kan voor het HPC&V geconcludeerd worden dat het doorlopen van de fasen
van een NPD model bij nieuwe productontwikkeling van cruciaal belang is. Daarom zal aan
de hand van een NPD model de huidige situatie bij het HPC&V met betrekking tot het
doorlopen van deze fases worden geanalyseerd.
4.4 Fasen bij New Product Development uitgelicht
4.4.1 New Product Development model van Booz, Allen en Hamilton als leidraad
Het proces van NPD is volgens de nieuwste inzichten het beste te baseren op de activity-stage
modellen zoals eerder genoemd. Een van de meest gebruikte activity-stage modellen is dat
van Booz, Allen en Hamilton uit 1968. Deze wordt ook in dit onderzoek gebruikt als leidraad
voor NPD. Aan de hand van de fases uit het onderstaande model wordt het NPD proces van
het HPC&V hier onder de loep genomen.
18

Figuur 4.2 NPD model van Booz, Allen and Hamilton (1982)
4.4.2 New Product Strategie
New product strategie is een fase die pas in de jaren zeventig aan het
productontwikkelingsproces is toegevoegd. Booz, Allen and Hamilton hebben door twee
studies, respectievelijk in 1968 en in 1982, aangetoond dat de ratio van productideeën ten
opzichte van succesvolle producten in de periode tussen 1968 en 1982 een positiever beeld
laat zien. Want waren er ein 1968 58 ideeën nodig voor 1 succesvol product, in 1982 waren er
nog maar 7 ideeën nodig voor een succesvol product. De reden die hiervoor naar voren werd
gebracht was het toevoegen van een fase vooraan het productontwikkelingsproces. Deze fase
was die van NP strategie. Hierin wordt bepaald aan welke eisen nieuwe producten moeten
voldoen. In de strategie zijn goede randvoorwaarden opgesteld die in overeenstemming zijn
met de concernstrategie. De NP strategie is de basis voor de eerste selectie van productideeën.
Door de uitroeiing van productideeën die vroeger het productontwikkelingsproces
vertroebelden en vertraagden wordt er nu veel effectiever omgegaan met middelen voor
productontwikkeling zoals mensen, kapitaal en faciliteiten. (Baker, 1999)
19

Figuur 4.3 Afname aantal ideeën nodig voor 1 succesvol product tussen 1968 en 1982 (Booz,
Allen and Hamilton, 1982)
4.4.3 Idee generatie
Het idee voor een nieuw product kan op vele manieren en op veel plaatsen ontstaan. Een
nieuw productidee is in eerst instantie een aantal potentiële eigenschappen gekoppeld aan
potentiële afnemers. Tijdens de latere conceptontwikkelingsfase worden de eigenschappen
duidelijker en ontworpen op een zodanige wijze dat de potentiële omzet gerealiseerd kan
worden. De bronnen voor een nieuw productidee kunnen intern gevonden worden,
bijvoorbeeld bij marketing & sales, Research & Development, productie, klantenservice.
Externe bronnen zijn ook belangrijk voor een nieuw productidee. Concurrenten,
universiteiten, leveranciers en klanten kunnen allen een goed idee aandragen. Het genereren
van ideeën kan geactiveerd worden met een aantal technieken. Voor externe bronnen gaat het
dan om bijvoorbeeld marktonderzoeken, beursbezoek, bedrijfsbezoeken, vaktijdschriften.
Voor het activeren van interne bronnen kan gebruik gemaakt worden van roulatie van banen,
denktanks, multifunctionele ideeëngroepjes.
(Baker, 1999).
4.4.4 Screening
Het beoordelen (screening) van productideeën is een eerste stap om de beschikbare middelen
doelgericht in te zetten voor mogelijke succesvolle producten. De beoordeling bestaat uit een
aantal verschillende onderdelen, het kan gaan om marktpotentieel, economische analyse met
break-even-point, marktonderzoek. Welk onderdeel wordt ingezet hangt af van de fase waarin
het product zich bevindt. Evaluatie is constant aanwezig in het proces van
productontwikkeling, na elke fase van productontwikkeling vindt er weer een evaluatie plaats.
In de eerste evaluatie, screening genoemd, gaat het om het beoordelen van producten op hun
aansluiting op de algemene product strategy, aanwezige checklists, en eerder gedane
marktonderzoeken.
4.4.5 Concept ontwikkeling en -test
Het initiële productidee wordt in deze fase verder uitgewerkt en daarna getest op de
aansluiting bij de competenties van de organisatie, en op de aansluiting met de markt. Het
idee is geboren en is door de eerste screening gekomen, maar om te beoordelen of het product
ontwikkeld kan worden of dat er vraag is in de markt moet het product gespecificeerd worden.
Om vervolgens het productconcept te testen op de aansluiting met de markt. Hiervoor wordt
vastgesteld waar het product een alternatief voor is. Alleen op deze wijze kan de consument
bepalen of het product een goed alternatief is of niet. Ook belangrijk is om vast te stellen wat
de doelgroep is voor het product. Dit bepaalt de vragen en de samenstelling van de focus
groep en de geïnterviewden die deelnemen aan de testing.
4.4.6 Bedrijfseconomisch onderzoek
In deze fase wordt beslist of het project wordt voortgezet, dit is belangrijk omdat na deze fase
de kosten dermate sterk gaan stijgen, dat duidelijk moet zijn dat er financieel gezien genoeg
potentie in zit. Er wordt een analyse uitgevoerd op basis van alle informatie die op dat
moment beschikbaar is in het bedrijf. Deze informatie bestaat uit:
• Een marktanalyse bestaande uit omvang van de markt, marktaandeel, concurrentie,
prijs en doelgroepen
• Een expliciete omschrijving van de technische aspecten, kosten,
productiemogelijkheden, en verder onderzoek en ontwikkeling
20

• Analyse van de aansluiting van het project met de strategische doelen
4.4.7 Productontwikkeling en -test
Van het product wordt vervolgens een prototype vervaardigd. Hierbij zijn de functionaliteiten
de belangrijkste elementen die getest gaan worden door de afnemers. Tot nu toe heeft het
product alleen bestaan in theorie. Pas wanneer alle componenten bij elkaar zijn gebracht in
een functionele vorm kan de validiteit van het theoretische product worden vastgesteld. Dit is
de eerste stap van het productieproces en daardoor wordt nu ook duidelijk wat er aangepast
dient te worden in de ontwikkeling of het ontwerp van het product vanwege
productieaspecten. Als laatste wordt in deze fase ook een test gedaan met de potentiële
afnemers om duidelijkheid te krijgen omtrent de algemene indruk die men van het product
heeft. Er wordt daarbij veelvuldig gebruik gemaakt van Beta-testing, een vorm van testen
waarbij een kleine groep klanten het product alvast ten volle mag gebruiken, deze kleine
groep is een soort proeftuin.
4.4.8 Lancering
Dit is de laatste fase van het productontwikkelingsproces en is zeer duur. Beslissingen zoals
wanneer, waar en hoe de lancering plaats dient te vinden worden gebaseerd op informatie die
tijdens het hele productontwikkelingsproces is verzameld. Wanneer het product gelanceerd
wordt hangt samen met seizoensinvloeden en grote beurzen van de branche. De landen waar
de lancering plaats gaat vinden en in welke volgorde dat gaat gebeuren is ook van belang. Een
kleiner bedrijf kiest vanwege budgettaire redenen vaak voor een voorzichtige introductie in 1
of enkele landen. De strategie voor de lancering bevat onder andere de reclame en promotie
middelen die ingezet gaan worden. De zogenaamde “early adopters” worden actief opgezocht
en de lancering wordt op hen aangepast.
21

5. De ontwikkeling van de intubatiesimulator in fasen
5.1 Inleiding
De eerste voorwaarde die naar voren is gekomen in dit onderzoek voor een succesvolle
productontwikkeling is het goed doorlopen van de verschillende fasen van het NPD model.
Voor de ontwikkeling van de intubatiesimulator wordt daarom hier het NPD model doorlopen
voorzover dat nu al mogelijk is. Bepaalde (onderdelen van) fasen behoeven nog verder
onderzoek en kunnen daarom niet worden weergegeven. Wel is het in het kader van de
beantwoording van de probleemstelling van belang een goed oordeel te kunnen geven over de
haalbaarheid van het construeren van een prototype van de intubatiesimulator en de
marktpotentie die de intubatiesimulator heeft. Aan deze aspecten is dan ook extra aandacht
besteed.
5.2 New Product strategie niet van belang
Specifiek voor het virtueel intubatie project is de NP strategie van het HPC&V niet van
belang, de NP strategie wordt geformuleerd voor alle mogelijke productideeën die kunnen
ontstaan bij het HPC&V en is daarmee van belang voor het HPC&V in het algemeen. Voor de
eerste deelvraag wordt daarom niet verder ingegaan op de NP strategie van het HPC&V, dit
onderwerp zal in deelvraag twee aan de orde komen.
5.3 Idee generatie door een extern contact
Idee generatie kan zoals eerder vermeld van een externe en van een interne bron afkomstig
zijn. In het geval van de intubatiesimulator is dit idee ontstaan bij een externe bron. Het
HPC&V heeft ook zelf verschillende ideeën ontwikkeld voor de inzet van virtual reality in de
medische wereld, maar dit betreft vooral algemene cognitieve applicaties. Een voorbeeld
hiervan is een virtual reality applicatie van een virtuele kikker die ontleed kan worden door
middel van het aan of uitzetten van bepaalde organen. Ook zijn er driedimensionale
visualisaties gemaakt van een hart, hersenen en een schedel, deze visualisaties maken het
mogelijk om op een geheel verschillende en vrij levensechte manier naar deze objecten te
kijken en hiermee in interactie te treden.
De anesthesioloog drs. Bert Dercksen is door de combinatie van zijn dagelijkse werk met
flexibele fiberoptische intubatie (FFI), zijn betrokkenheid bij de educatie van anesthesiologen
bij het Wenkebach Instituut en zijn kennis van ict op het productidee gekomen. Het
productidee is om voor FFI een simulator te maken zodat de training van deze techniek op een
betere manier kan plaatsvinden. Drs. Bert Dercksen heeft vervolgens contact opgenomen met
het expertisecentrum op het gebied van virtual reality in Groningen, het HPC&V. Geografisch
gezien een logische keuze aangezien hij als anesthesioloog verbonden is aan het traumateam
van het Academisch Ziekenhuis Groningen.
22

5.4 Screening en daarna niets
De eerste evaluatie van het productidee heeft plaatsgevonden in 2001 toen het idee voor het
eerst werd aangedragen bij het HPC&V. Er is toen door medewerkers van het HPC&V in
grote lijnen onderzocht in hoeverre het mogelijk is om een dergelijke simulator te
ontwikkelen. Na deskresearch over de functionaliteiten van de simulator en de competenties
die ongeveer nodig zijn voor de ontwikkeling van een virtual reality simulator, is besloten om
te onderzoeken in hoeverre het HPC&V in staat zou zijn om een belangrijk softwareonderdeel
te ontwikkelen waarvan de benodigde competenties dicht bij die van het HPC&V liggen. Er is
gekozen voor de software die het VR beeld genereert van onder andere de luchtpijp. Er is een
3D-model gemaakt van neus, luchtpijp en longen waarmee een animatiefilm gecreëerd is. In
deze animatiefilm “vlieg” je door de neus, luchtpijp naar de longen en vice versa. De creatie
van de animatiefilm is niet zonder problemen verlopen, maar is toch succesvol geweest. Er is
daarom besloten dat de ontwikkeling van een intubatiesimulator zeker tot de mogelijkheden
behoort. Na de ontwikkeling van de animatiefilm is het project echter tot stilstand gekomen
vanwege het ontbreken van middelen en mogelijkheden tot het verder construeren van de
intubatiesimulator op dat moment.
Het Virtueel Intubatie Project bevindt zich op dit moment in de fase van conceptontwikkeling
en -test, daarom wordt in dit onderzoek veel aandacht besteed aan deze fase.
23

6. Conceptontwikkeling
In het New Product Development model vindt na de initiële screening de fase van
conceptontwikkeling en -test plaats. In deze fase gaat het zoals eerder is aangegeven om een
uitwerking van het idee naar een meer gedetailleerd product concept. Er wordt gekeken
waaruit het product moet bestaan, en welke functionaliteiten het dient te bezitten. Nadat er
verschillende concepten zijn gespecificeerd wordt een vergelijking gemaakt met de
competenties van het bedrijf, welke varianten of onderdelen goed uitvoerbaar zijn met de
huidige competenties en productiemethoden en voor welke varianten of onderdelen partners
gezocht dienen te worden of wellicht helemaal niet ontwikkeld zouden moeten worden.
Concept testing bestaat uit het kijken naar een externe “fit” met de markt, met behulp van
focus groups of diepte interviews wordt de fit met de markt geëvalueerd.
Hieronder worden de onderdelen en functionaliteiten die mogelijk in de simulator gevoegd
worden gedetailleerd beschreven en geanalyseerd op hun “fit” met de competenties van het
HPC&V.
Voor de onderdelen/functionaliteiten gedetailleerd beschreven kunnen worden zijn eerst de
doelen van de simulator geformuleerd.
6.1 Doelen
Voor het ontwerpen van een prototype van de simulator, het zogenaamde VIP systeem, is ten
eerste van belang welke doelen het prototype heeft. Op basis hiervan kan nagedacht worden
over de verschillende functionaliteiten en concept varianten. Door interviews met drs. Bert
Dercksen, een anesthesioloog die mede-initiatiefnemer is van het Virtueel Intubatie Project,
zijn onderstaande doelen geformuleerd.
Er zijn drie doelen geformuleerd voor het prototype:
1. Educatie: skills training van studenten en artsen
2. Research: onderzoek naar de doelmatigheid en leercurve van het gebruiken van een
intubatiesimulator voor training van FFI
3. Klinische zorg: Voorbereiding op de intubatie met behulp van CT-scan informatie
6.1.1 Doel 1: Educatie
Het VIP systeem heeft een belangrijke educatieve functie door middel van skills training op
het gebied van FFI. Deze educatie is bestemd voor studenten die bezig zijn met hun
specialisatie, bijvoorbeeld anesthesiologie maar ook toekomstige intensivisten (artsen van de
intensive care), KNO- en longartsen hebben hier belang bij.
Naast de studenten zijn ook de anesthesiologen, intensivisten, KNO- en longartsen zelf een
doelgroep voor de skillstraining, het gaat hier om post-academisch onderwijs. Zij hebben
slechts marginaal kennis omtrent en vaardigheid met deze techniek. Zoals reeds naar voren is
gebracht wordt het aanleren van FFI bemoeilijkt door een beperkt aantal patiënten waarbij FFI
noodzakelijk is, de procedure is te onaangenaam om in het kader van training op patiënten toe
te passen. Virtual Reality biedt hiervoor een oplossing, er kan eindeloos geoefend worden in
verschillende ziektebeelden zonder daarbij patiënten te belasten.
24

6.1.2 Doel 2: Research van leercurve
Onderzoeken van de leercurve van de cursisten die FFI vaardigheden opdoen op het VIP
systeem is een tweede doel van het VIP systeem. Het gaat hier om de meting van de
vaardigheid van de beweging van het intuberen. Deze vaardigheid kan gekwantificeerd
worden door de computer te laten registreren wat de cursist voor bewegingen maakt met de
fiberscoop. De computer dient dan ook nog te weten wat de beste manier is om te intuberen
zodat dat vergeleken kan worden met de bewegingen die de intubator gemaakt heeft. Deze
beste manier van intuberen kan de gulden middenweg (in de luchtpijp) genoemd worden of
het voortschrijdend gemiddelde, met een algoritme kan de verbetering in de bewegingen van
de intubator gemeten worden.
Door voor verschillende trainingsmethoden de resultaten van de verschillende intubators te
vergelijken, kan ontdekt worden welke trainingsmethode het meeste effect sorteert voor de
intubators. Het behelst een didactische studie naar de verschillende methodieken. Uiteindelijk
kan met de resultaten daarvan beoordeeld worden of het prototype VIP systeem een effectief
trainingsinstrument is voor FFI. Deze resultaten kunnen dan gebruikt worden als input voor
aanpassingen van het VIP systeem.
6.1.3 Doel 3: Klinische zorg
De intubatiesimulator is niet alleen te gebruiken als puur trainingsinstrument, ook in de
klinische zorg kan het VIP systeem uitkomst bieden. In de huidige situatie wordt FFI
toegepast als de patiënt moeilijk te intuberen is, dit betekent dat een FFI toegepast wordt op
een patiënt met een probleem in bijvoorbeeld de trachea (luchtpijp). De anesthesioloog weet
niet hoe hij het intubatieprobleem exact aan gaat pakken, de wijze van intubatie verschilt bij
de verschillende ziektebeelden zoals suikerziekte of een tumor in de luchtpijp. Het genoemde
aandachtspunt van de zeer verschillende problemen die bij intubatie overwonnen moeten
worden, kan opgelost worden door de anesthesioloog vooraf aan de intubatie te laten trainen
op het VIP systeem. Het VIP systeem moet dan wel een nabootsing geven van de werkelijke
patiënt, dit wordt bereikt door de CT-scan informatie in te voeren in het VIP systeem, de
software zet deze informatie om in VR beelden en VR informatie voor het VIP systeem.
Hierdoor kan de anesthesioloog van tevoren de intubatie uitvoeren op een exacte simulatie
van de patiënt en de intubatiestrategie voorbereiden. De anesthesioloog weet vervolgens bij de
werkelijke intubatie precies wat de beste wijze van intuberen is.
6.1.4 Randvoorwaarde
Een randvoorwaarde voor een goede simulator is dat deze zo levensecht moet zijn dat het de
gebruiker het gevoel geeft hij met een reële patiënt werkt. De simulator hoeft niet exact aan te
sluiten op de werkelijkheid, het gaat om optimale tactiele informatie. De gebruiker vult het
beeld dat verkregen wordt met de simulator voor een deel aan met zijn gewaarwordingen.
25

6.2 Onderdelen en functionaliteiten
De onderdelen en functionaliteiten van het VIP systeem zijn onderverdeeld in hardware, of te
wel de fysieke onderdelen en software, de programmatuur die in de simulator toegepast kan
worden. Hier worden alle mogelijke onderdelen en functionaliteiten weergegeven, verderop
zal een keuze gemaakt worden welke onderdelen en functionaliteiten werkelijk in het
prototype worden opgenomen.
Hardware Software
Fysiek fantoom VR beeld
Fiberscoop Beeld naar tactiele info
Monitor Tactiele info naar beeld
Oculair Gulden middenweg berekening
PC Patiëntenreacties
Tube Slijm en bloed visualisatie
Haptic feedback Computer Assisted Intubation
Katheter CT-scan conversie
Patiëntenreacties Robot-intubatie
Figuur 6.1 Overzicht van hardware en software
6.2.1 Hardware voor de simulator
• Fysiek fantoom
De hardware bestaat ten eerste natuurlijk uit het fysieke fantoom, de mannequin waar alle
technische apparatuur in en om geplaatst wordt. Dit fantoom moet een vrij levensechte
uitstraling hebben, maar hoeft geen compleet lichaam te zijn. Hoofd en hals zijn
waarschijnlijk al voldoende om de gebruiker het juiste gevoel te geven. Het HPC&V heeft
geen ervaring en expertise in het vervaardigen van een mannequin, dat is waarschijnlijk ook
niet nodig omdat deze geleverd kan worden door een gespecialiseerd bedrijf.
• Fiberscoop en sensoren
De fiberscoop is het tweede wezenlijke onderdeel van de simulator. Het gaat daarbij om een
aangepaste fiberscoop voor de simulator. Sensoren die de scoopmanipulaties in het fantoom
registreren “sturen” de computer die de aangeboden visuele informatie realtime aanpast aan
de blikrichting van de scoop. Kijkt men dus met de scoop naar links dan ziet men ook datgene
dat zich links van de scoop bevindt. Er is geen fiberscoop op de markt verkrijgbaar die
toegepast kan worden in een simulator, deze dient daarom ontwikkeld te worden. Het
HPC&V heeft geen expertise om een fiberscoop te construeren die op deze wijze in een
simulator gebruikt kan worden. Wel zijn er soortgelijke systemen op de markt te krijgen, het
gaat dan om bijvoorbeeld bronchoscopen die in een simulator worden toegepast. De
complexiteit van de aangepaste fiberscoop is relatief laag, de sensoren die de
scoopmanipulaties dienen te registreren zijn het meest complex qua ontwikkeling.
26

• Monitor
De visuele informatie van de trachea wordt aangeboden op een monitor. Dit is bij reguliere
FFI ook het geval. De monitor hoeft niet aangepast te worden en kan dus standaard zijn.
• Oculair met mini LCD scherm
Naast het aanbieden van de visuele informatie van de trachea op de monitor, kan dit ook via
het oculair van de fiberscoop worden aangeboden. Hier kan een mini LCD scherm de beelden
tonen. Dit verhoogt de levensechte ervaring omdat anesthesiologen in de praktijk ook vaak
via het oculair de trachea bekijken. Deze functionaliteit vereist een verdere aanpassing van de
fiberscoop, het mini LCD scherm wordt geïntegreerd aan de bovenkant van de fiberscoop. De
ontwikkeling hiervan ligt absoluut niet binnen de competenties van het HPC&V. Wellicht zijn
er bedrijven die alle competenties bezitten om dit eenvoudig in de fiberscoop toe te passen,
maar de techniek van een mini LCD gecombineerd met een beperkte ruimte die er voor
bestaat in de fiberscoop maakt dit een technisch complexe functionaliteit.
• PC met sterke grafische capaciteit
Een computer stuurt de software van de simulator aan. Bijvoorbeeld het realtime berekenen
van de visuele informatie, maar ook het aanbieden van verschillende ziektebeelden voor de
training. De computer moet aan bepaalde eisen voldoen, vooral op het gebied van grafische
prestaties. Hier heeft het HPC&V ruime ervaring mee. De configuratie en softwarematige
inrichting van de computer voor de simulator kan probleemloos door het HPC&V uitgevoerd
worden.
Figuur 6.2 Tube ingebracht in de luchtpijp (Bron: online encyclopedie Adam)
• Tube en sensoren
Op het moment dat de fiberscoop is ingebracht in de trachea van het fantoom, wordt er een
tube over de fiberscoop heen geschoven. Hierna wordt de fiberscoop uit de trachea verwijderd
waardoor het fantoom voorzien is van een beademingsbuis. De sensoren die de
scoopmanipulaties registreren, registreren ook de positie van de tube. Zoals gezegd zijn deze
sensoren complex qua ontwikkeling, uitbesteding aan een gespecialiseerd bedrijf ligt voor de
hand.
27

• Haptic feedback
Naast visuele informatie is ook tactiele informatie van belang voor het trainen van FFI.
Tactiele informatie wordt door de computer, op basis van algoritmes die rekening houden met
de visuele informatie en de aard van het “te voelen” weefsel, toegevoegd aan de
geconstrueerde werkelijkheid. De tactiele informatie wordt overgebracht op de scoop middels
bijvoorbeeld een rollen of kogelsysteem dat het scoopuiteinde omvat. Weerstand op de scoop
wordt gevoeld wanneer de computer de rolweerstand van dit geleide systeem vergroot. Botst
men visueel tegen een weefselwand, dan voelt men de botsing ook. Dit concept wordt haptic
feedback genoemd. Haptic feedback is een complexe technologie die relatief nieuw is in de
wereld van virtual reality en simulatoren. De complexiteit zit vooral in de wijze waarop er
tegendruk (tactiele informatie) wordt gegeven en in welke mate. Het HPC&V heeft op dit
moment nog geen ervaring met haptic feedback, hiervoor is een gespecialiseerde partner
nodig. Bijvoorbeeld een onderzoeksgroep in de biomedische technologie of een bedrijf dat
haptic feedback systemen ontwikkelt.
• Red out: katheter
Bij intubatie speelt soms het probleem van bloed en slijm die plotseling het zicht in de trachea
belemmeren. Men spreekt in de medische wereld dan van een red out. Om het bloed en slijm
te verwijderen wordt een katheter ingebracht via de fiberscoop. In de simulator kan deze
functionaliteit ook toegevoegd worden aan de fiberscoop. Dit is geen complexe aanpassing
van de fiberscoop, het HPC&V heeft echter zelf niet de expertise om deze aanpassing uit te
voeren.
• Patiëntenreacties simuleren
Om de intubatie levensecht over te laten komen is het belangrijk ook patiëntenreacties te
simuleren. Bijvoorbeeld door hoesten, slikken en bewegingen van het hoofd te laten
plaatsvinden. Als een patiënt een hoestreflex heeft door de FFI beweegt het hoofd, wordt de
fiberscoop bewogen en voelt de druk in de trachea geheel anders. Dit is een wezenlijk deel
van intuberen en is daarom belangrijk om te trainen. Het fantoom moet voor toevoeging van
deze functionaliteit wezenlijk anders geconstrueerd worden. De bewegingen van de patiënt
zoals de hoestreflex moet het fantoom simuleren, even als een verandering in de haptic
feedback die de gebruiker voelt. Dit is een relatief complexe technologische vernieuwing die
ook in andere simulatoren voor bijvoorbeeld bronchoscopie nog niet is toegepast. Het
HPC&V heeft natuurlijk geen expertise op dit gebied, een bedrijf dat gespecialiseerd is in
simulatoren kan wellicht een ontwikkelingstraject hiervoor opzetten.
6.2.2 Software voor de simulator
Er zullen verschillende software modules ontwikkeld worden in het VIP systeem, hieronder
volgt een opsomming van de verschillende modules.
• Software die het VR beeld genereert
Op basis van CT-scans van de borstkas en het strottenhoofd wordt een 3D reconstructie
gemaakt van de trachea. De CT-scan informatie wordt hiervoor omgezet in iso-vlakken. Een
CT-scan is een driedimensionale representatie door puntjes. Deze puntjes kunnen omgezet
worden in iso-vlakken door de “gelijke” punten met elkaar te verbinden. Deze iso-vlakken
worden vervolgens voorzien van een soort behang, de kleur en textuur van de luchtpijp, dit
28

wordt texturing genoemd. Het HPC&V heeft reeds een VR animatie van de luchtpijp gemaakt
met behulp van deze techniek. De techniek is wel heel bewerkelijk en kan in de klinische zorg
moeilijk toegepast worden omdat er veel aanpassingen aan te pas komen, de CT-scan
informatie kan niet eenvoudig geautomatiseerd omgezet worden in een VR beeld. Hiervoor is
de CT-scan informatie niet perfect genoeg, bovendien is texturing ook moeilijk te
automatiseren. Het bepalen van de intubatie strategie en het trainen voor een werkelijke
intubatie is vanwege bovengenoemde redenen moeilijk te realiseren met alleen het invoeren
van CT-scan informatie in het VIP systeem. Voor het trainen van cursisten kan deze methode
wel toegepast worden. Er zou dan van verschillende problemen in de trachea, verschillende
VR beelden beschikbaar zijn. Bijvoorbeeld een trachea van een diabetes patiënt en een van
een reumatoïde artritis patiënt. De trainer kan dan kiezen uit een bibliotheek van mogelijke
situaties die hij de cursisten aan kan bieden.
In de klinische zorg is het rechtstreeks invoeren van CT-scan zoals genoemd niet mogelijk,
het VIP systeem kan echter wel op een andere manier toegepast worden in de klinische zorg.
De basisbibliotheek van trachea’s met verschillende ziektebeelden kan met de CT-scan
informatie bewerkt worden totdat een goede benadering is bereikt van de te intuberen patiënt.
Hiermee kan de anesthesioloog de intubatie strategie voorbereiden en alvast de intubatie
trainen op een trachea die zodoende overeenkomt met de echte trachea dat de afwijkingen in
de wijze van intubatie goed geoefend kunnen worden.
De complexiteit van het omzetten van CT-scan informatie is hoog, maar het HPCV heeft hier
reeds ervaring mee. Toepassing in de klinische zorg is niet eenvoudig toe te passen, maar het
HPCV zou dit na ruim onderzoek wel kunnen ontwikkelen. De competenties hiervoor zijn wel
aanwezig, ze liggen in het verlengde van het omzetten van CT-scan informatie naar een
voorbeeldtrachea voor training.
• Software om beeld om te zetten naar tactiele info
Als de fiberscoop visueel tegen een wand aan stoot, dient de fiberscoop ook weerstand te
geven. Dit wordt haptic feedback genoemd. Deze simulatie wordt bereikt door een algoritme
te schrijven die vaststelt dat je contact maakt en ook vaststelt hoeveel de weerstand is op die
plek. Hiervoor kan de visuele database als basis worden gebruikt. Het is waarschijnlijk beter
hiervoor een apart model te maken die het contact simuleert. De CT-scan informatie is
eveneens nodig voor dit algoritme. Belangrijk is om vast te stellen welke weefsels en
structuren de fiberscoop mee in contact komt en deze een hardheidsgetal toe te wijzen.
Software voor haptic feedback is specialistisch en wordt slechts door een klein aantal
onderzoekers en bedrijven in de wereld ontwikkeld. Het HPCV heeft hier geen ervaring mee
en bezit op dit moment weinig competenties om deze ervaring op te doen.
• Software die de tactiele info vertaalt naar een beeld
Het is de vraag of het nodig is de trachea te laten bewegen als de fiberscoop tegen de zijkant
botst, de vraag is of het wel wezenlijk iets toe voegt aan de training. Hiervoor dient voor elk
stuk van de trachea bepaald te worden wat de weerstand is van het weefsel, zodat te zien is
hoever de trachea indeukt/beweegt. Bovendien is het nodig informatie toe te voegen over hoe
het weefsel zich bij een echte trachea gedraagt, wat de beweging en elasticiteit is
bijvoorbeeld. Een database met deze gegevens aanleggen is niet eenvoudig omdat informatie
over de bewegingen van de echte trachea lastig te krijgen is. Het HPC&V heeft geen ervaring
met deze materie, toch is deze materie niet heel ver verwijderd van de huidige competenties.
29

• Software die de gulden middenweg berekent in de trachea en neusholte
De gulden middenweg is het ideaal pad dat de fiberscoop aflegt tijdens de intubatie, op basis
van informatie vanuit de anesthesiologie kan het VIP systeem de cursist duidelijk maken wat
het ideaal pad is. Dit kan bijvoorbeeld gedaan worden door visueel te laten zien hoever de
cursist van het ideaal pad afwijkt, ook kan er een lijn worden afgebeeld van het ideaal pad die
de cursist dient te volgen. Ook is een interessante optie om het VIP systeem aan de cursist aan
te geven of hij naar boven/onder en/of naar links/rechts moet gaan. Dit kan met pijlen
bijvoorbeeld worden aangegeven. Als eenmaal is ingevoerd wat de gulden middenweg is, is
een systeem zoals dit niet heel complex om toe te passen. Het HPC&V heeft ook hier geen
ervaring mee, maar dit is wel een competentie die typisch in het verlengde ligt van de
bestaande competenties.
• Software die een patiëntenreactie simuleert: hoestreflex
Als er bijvoorbeeld een hoestreflex gesimuleerd wordt in het VIP systeem dient de trachea
dynamisch te zijn, die moet samenknijpen en bewegen bij het hoesten. Dit is een apart
onderdeel van de software ontwikkeling. Daarom moet er al wel expliciet rekening mee
gehouden worden, zodat dit in de toekomst inderdaad toe te passen is. Deze functionaliteit is
zover bekend nog niet toegepast in andere simulatoren, hiervoor is mede daardoor ook veel
ontwikkeltijd nodig. Het HPC&V is op de lange termijn wellicht in staat deze ontwikkeling te
realiseren.
• Software die beelden van slijm en bloed genereert in de trachea
Een plaatselijke bloeding tengevolge van een licht contact met de wand of lichte slijmvorming
is goed te visualiseren met behulp van textures. Dit wordt anders als het bloed of slijm
ruimtevullend is en dus het zicht volledig of gedeeltelijk blokkeert van de fiberscoop. Dit
verschijnsel wordt een red out genoemd in de medische wereld. Dan moet gewerkt worden
met een soort mistvorming, een wolk partikels die zonder weerstand of met een beetje
weerstand het zicht blokkeren. Volledige of gedeeltelijke tactiele blokkades en de haptic
feedback als gevolg hiervan zijn moeilijker te simuleren omdat niet duidelijk is hoeveel
weerstand het bloed of slijm heeft. Met een katheter wordt het bloed en/of slijm weggezogen.
Er kan na bijvoorbeeld een aantal seconden met een bepaalde hardheid een weefsel geraakt te
zijn door de fiberscoop een red out optreden. De red out op zich is technisch niet complex om
te ontwikkelen, het HPC&V heeft hier op dit moment genoeg competenties voor.
• Software die Computer Assisted Intubation (CAI) mogelijk maakt
Naast het zelf inbrengen van het intubatie-instrument kan ook de simulator de cursist laten
voelen hoe een goede intubatie aanvoelt en welke handelingen daarvoor nodig zijn. Als de
software eenmaal de gulden middenweg heeft berekend kan de simulator ook de cursist
begeleiden bij het intuberen, wij noemen dit Computer Assisted Intubation (CAI).
Als de simulator tot CAI in staat is, is het ook denkbaar dat er autonome intubatie oftewel
robot intubatie plaatsvindt bij werkelijke patiënten. Een enigszins realistischere toepassing is
CAI toe te passen bij werkelijke patiënten op een zodanige manier dat de anesthesioloog
geholpen wordt om een goede flexibele fiberoptische intubatie uit te voeren.
Het is mogelijk de cursist meer te assisteren dan het ideaal pad te laten zien, wat overigens
ook een vorm van Computer Assisted Intubation is. De cursist kan bijvoorbeeld de fiberscoop
30

in het fantoom inbrengen en dan de weerstand voelen zoals die exact is bij het volgen van het
ideaal pad. Om bovendien de bediening te laten bewegen zoals deze bewogen moet worden
bij een correcte intubatie, is er fijnmechanica nodig om bijvoorbeeld de vingers te laten
voelen hoe de bediening wordt bewogen. Dit kan door middel van elektromagnetische
activering, maar dat is geen eenvoudige opgave in een delicaat instrument als de fiberscoop.
Daarom is het wellicht een betere optie om te werken met het ideaal pad en de cursist de
weerstand (haptic feedback) te laten voelen zoals deze moet zijn op het ideaal pad. CAI is
complex van aard, vooral het haptic feedback component ligt ver van de competenties van het
HPC&V.
• CT-scan informatie van patiënt omzetten in VR bij Klinische zorg
De CT-scan informatie is geen complete informatie, er vallen stukken weg in het
beeldvormende materiaal. De CT-scan informatie moet dus bewerkt worden voordat dit
gebruikt kan worden.
HPC&V heeft reeds een VR animatie van de luchtpijp gemaakt met behulp van deze techniek.
De techniek is wel heel bewerkelijk en kan in de klinische zorg moeilijk toegepast worden
omdat er veel aanpassingen aan te pas komen, de CT-scan informatie kan niet eenvoudig
geautomatiseerd omgezet worden in een VR beeld. Hiervoor is de CT-scan informatie niet
perfect genoeg, bovendien is texturing ook moeilijk te automatiseren. Het bepalen van de
intubatie strategie en het trainen voor een werkelijke intubatie is vanwege bovengenoemde
redenen moeilijk te realiseren met alleen het invoeren van CT-scan informatie in het VIP
systeem. Er is vrijwel altijd handwerk nodig bij de tegenwoordige technieken van conversie
van CT-scan informatie, er zal een langdurig traject nodig zijn om dit proces bijna
geautomatiseerd te laten verlopen bij klinische zorg. Het HPC&V kan dit traject zelf starten,
er zijn op dit gebied al veel competenties aanwezig.
• Software die robot intubatie mogelijk maakt
Een toepassing die in de toekomst wellicht werkelijkheid wordt is robot intubatie, op dezelfde
manier als de pijl wordt aangestuurd bij het aangeven van het ideaal pad, kan ook de
fiberscoop zelf worden aangestuurd. De informatie is dan reeds aanwezig. Dit wordt toegepast
bij Computer Assisted Intubation, maar je kunt ook verder gaan en het toepassen in de
klinische zorg. Op basis van de ingevoerde CT-scan informatie van de patiënt berekent de
software de gulden middenweg en vervolgens voert een robot de intubatie uit, onder toezicht
van de anesthesioloog. De anesthesioloog kan dan ingrijpen op het moment dat het mis gaat.
Een tussenvorm is het toepassen van CAI in de klinische zorg, de anesthesioloog wordt in dit
geval geholpen om de gulden middenweg te kiezen bij de intubatie. Deze functionaliteit is
geen onderdeel van de simulator, het is een functionaliteit voor direct gebruik in de klinische
zorg. Deze functionaliteit moet gezien worden als een mogelijke spin-off van de te
ontwikkelen simulator. Complexiteit van deze toepassing is hoog, de foutmarge die de robot
mag hebben bij het inbrengen is namelijk minimaal. Anders zou de patiënt wel eens ernstige
wonden in de trachea kunnen oplopen. De robot moet daardoor een perfecte intubatie uit
kunnen voeren, dit vereist een technisch hoogstaand product met betrekking tot de
automatisch aansturing van de fiberscoop. Deze functionaliteit veronderstelt ook de
aanwezigheid van automatische conversie van CT-scan data naar 3D, zoals dat in het
voorgaande punt is genoemd. Het HPC&V heeft op het gebied van automatische aansturing
van de fiberscoop geen expertise.
31

6.3 Ontwerp van prototype
Er is in de bovenstaande paragrafen uitgewerkt uit welke onderdelen de simulator kan bestaan
en welke functionaliteiten het kan hebben. Bovendien is een analyse gemaakt van de
competenties die het HPC&V voor de creatie van de verschillende onderdelen bezit. Daarmee
is de diagnose voor het creëren van het prototype uitgevoerd. Hier wordt een ontwerp
opgesteld voor de intubatiesimulator: uit welke onderdelen dient het prototype simulator te
bestaan.
6.3.1 Parachutestrategie succesvol toegepast bij Immersion Medical
Een virtual reality simulator voor medische handelingen construeren blijkt het HPC&V nog
niet te hebben uitgevoerd. Er is gekeken naar organisaties die hier reeds ervaring mee hebben,
hoe zij dit proces uitvoeren en op welke manier het HPC&V daarvan kan leren. Immersion
Medical is een organisatie die op dit moment marktleider is op het gebied van virtual reality
simulatoren voor bijvoorbeeld bronchoscopie, laparoscopie en endovasculaire ingrepen. De
werkmethode van Immersion Medical is gepresenteerd op het twaalfde congres Medicine
Meets Virtual Reality (MMVR) in Los Angeles. William Lewandowski (2004) presenteerde
hier hun parachutestrategie. De parachutestrategie is een logische vorm van
productontwikkeling bij complexe productontwikkelingsprocessen. Het houdt in dat er op
basis van een analyse van de moeilijkheden van de ontwikkeling van de verschillende
onderdelen een keuze gemaakt wordt voor een beperkte simulator die belangrijke
functionaliteiten bevat die relatief snel te ontwikkelen zijn. Deze beperkte simulator wordt op
de markt gebracht, de opbrengsten daarvan worden gebruikt voor de verdere ontwikkeling van
de simulator. Daarna worden volgende modellen van de simulator op de markt gebracht met
meer functionaliteiten, waarna de opbrengsten daarvan tot een verdere verfijning leiden. Dit
proces herhaalt zich totdat er een volledig uit ontwikkeld product gevormd is. Het product zal
waarschijnlijk door een voortschrijdend inzicht en een veranderende vraag nog wel verder
aangepast worden, maar de initiële doelstelling qua functionaliteiten voor de simulator is dan
reeds behaald. Voor Immersion Medical is de parachutestrategie van grote waarde doordat het
hen in staat stelt relatief zelfstandig een complex product te ontwikkelen over een langere tijd.
Intussen worden door alvast beperkte versies op de markt te brengen wel financiële middelen
binnengehaald die gebruikt kunnen worden voor de financiering van de productontwikkeling.
Ook bij de intubatiesimulator speelt het probleem van een aantal complexe productonderdelen
en functionaliteiten die het HPC&V op dit moment nog moeilijk kan uitvoeren. Het HPC&V
kan zich de competenties op de lange termijn toe-eigenen die nodig zijn voor de
productontwikkeling en is dus minder afhankelijk van partners. Intussen kan met een
beperkter budget gestart worden aan het project omdat beperkte versies op de markt
inkomsten kunnen genereren voor de latere fases van het project. Deze argumenten tezamen
maken toepassen van een parachutestrategie wellicht een goede oplossing.
6.3.2 Direct een volledige simulator levert teveel partners op
Een andere mogelijkheid is wel direct alle functionaliteiten in de simulator te bouwen door
gebruik te maken van een groot aantal partners. Natuurlijk kunnen bepaalde
productonderdelen met partners die wel de juiste competenties hebben ontwikkeld worden,
maar het blijft een probleem om alle functionaliteiten direct toe te voegen aan de simulator.
De problemen worden hieronder toegelicht.
32

Het productontwikkelingsproces duurt lang bij een simulator waar direct alle functionaliteiten
in worden gebouwd met een groot aantal partners, waardoor een snelle marktintroductie die
nodig is om de kosten op een redelijke termijn terug te kunnen verdienen niet mogelijk is.
De slagingskans van het project neemt ook af doordat er een groot aantal verschillende
partners met verschillende competenties nodig zijn. Een groot aantal partners kan onder
andere problemen bij communicatie, langdurige verbinding aan het project en coördinatie
geven. Een beperkt aantal partners kan wel een positieve invloed hebben op de slagingskans.
Nooteboom (2001) noemt in dit kader het belang van teamwerk waarin mensen elkaar in
kennis en vaardigheid aanvullen. Het is voor de kwaliteit van het product van groot belang dat
mensen met verschillende vaardigheden goed op elkaar zijn ingespeeld en blijven. Dergelijk
onderlinge afstemming is dus belangrijk voor de kwaliteit en pleit voor een beperkt aantal
partners, bij teveel partners kan deze afstemming in gevaar komen.
6.3.3 Parachutestrategie is ideaal voor intubatiesimulator
Gezien de bovengenoemde problemen met bijvoorbeeld afstemming tussen partners bij het
direct ontwikkelen van een volledige simulator wordt gekozen voor een parachutestrategie
voor de ontwikkeling van de intubatiesimulator. De parachutestrategie is zoals eerder vermeld
aantrekkelijk vanwege de beperkte middelen waarmee gestart kan worden, de zelfstandigheid
die het geeft en de snelle time-to-market door de introductie van beperkte versies.
6.3.4 Parachutestrategie toegepast bij intubatiesimulator
De toepassing van een parachutestrategie bij de ontwikkeling van de intubatiesimulator
betekent dat er een planning gemaakt moet worden voor de eerste versie, het prototype, dat
ontwikkeld wordt en een voorlopige planning voor de volgende versies. In deze planning
wordt een keuze gemaakt over de functionaliteiten die worden toegepast op basis van de
analyse van de competenties die nodig zijn voor de ontwikkeling van de functionaliteiten.
6.3.5 Prototype of eerste versie: een complete intubatiesimulator
De eerste versie van de intubatiesimulator bestaat uit de meest essentiële elementen, zodat de
randvoorwaarde van een levensecht gevoel wordt waargemaakt. Het wordt door de keuze
voor essentiële elementen wel een echte simulator. Uit de analyse blijkt dat toepassing in de
klinische zorg relatief complex is, deze toepassing wordt dan ook niet nagestreefd voor de
eerste versie. Wel zullen de doelen educatie en onderzoek naar de leercurve leidend zijn voor
de eerste versie van de intubatiesimulator.
De hardware bestaat voor het prototype uit ten eerste natuurlijk het fysieke fantoom. Dit kan
eenvoudig geleverd worden door een gespecialiseerd bedrijf. Ten tweede is de fiberscoop een
essentieel onderdeel, deze aangepaste fiberscoop is relatief eenvoudig te ontwikkelen, maar
het HPC&V heeft hiervoor geen competenties. De sensoren zijn wel complex te ontwikkelen,
ze zijn essentieel voor het functioneren van de simulator en zijn daarom onderdeel van de
eerste versie. De tube van de fiberscoop is ook een belangrijk onderdeel, net als de sensoren
en de fiberscoop zelf kan de tube het beste met een partner ontwikkeld worden.
Het aanbieden van de visuele informatie van de trachea op een monitor wordt in de eerste
versie natuurlijk onderdeel van de simulator.
Een sterke grafische computer is essentieel voor het softwaregedeelte van de simulator. Dit is
relatief eenvoudig door het HPC&V te ontwikkelen.
De enige software die nodig is voor de eerste versie is de software die het VR beeld genereert,
het HPC&V heeft hier reeds ervaring mee en dit is bij uitstek een onderdeel waar het HPC&V
in excelleert.
33

6.3.6 Tweede versie: intubatiesimulator met haptic feedback
De tweede versie van de simulator wordt gebouwd op basis van de voortschrijdende inzichten
die volgen uit de geluiden uit de markt, de partners van het project en van andere
betrokkenen. Op basis van de huidige kennis is hier een overzicht gemaakt van de onderdelen
en functionaliteiten die de tweede versie zou kunnen bevatten.
De enige hardwarecomponent die wordt toegevoegd voor de tweede versie is haptic feedback,
dit is complex en hiervoor is een uitermate competente partner voor nodig. Haptic feedback is
belangrijk voor de gehele functionaliteit van de simulator, door de complexe en waarschijnlijk
lange ontwikkeling hiervan is gekozen voor toepassing hiervan in de tweede versie.
Bij haptic feedback is ook software nodig om het beeld om te zetten naar tactiele informatie.
Het HPC&V heeft hier helaas nog geen ervaring mee, uitvoer hiervan dient plaats te vinden
met een partner.
6.3.6 Derde versie: klinische zorg en geavanceerde functionaliteiten
In de derde versie van de intubatiesimulator zijn alle onderdelen en functionaliteiten
samengevoegd die wellicht gewenst zijn voor toekomstige versies van de intubatiesimulator.
In wezen gaat het hier dan ook niet om de derde versie, maar meer om alle mogelijke latere
versies en de onderdelen en functionaliteiten die nu al geformuleerd zijn voor deze versies.
Het eerste grote verschil met de eerste twee versies is de toevoeging van het doel klinische
zorg. Waren de eerste en tweede versie bedoeld voor educatie en leercurve onderzoek, de
derde versie bevat ook de functionaliteiten die nodig zijn voor toepassing van de
intubatiesimulator in de klinische zorg.
In de hardware is dit toegevoegde doel (nog) niet merkbaar in de onderdelen. Het eerste
toegevoegde onderdeel zal een werkend oculair op de fiberscoop zijn, dit verhoogt de
levensechtheid van de simulatie. Bedrijven die bedreven zijn in mini LCD technieken kunnen
een partner zijn voor dit onderdeel.
Voor het oplossen van een red out is een fysieke katheter een zinvolle toevoeging, bij gebrek
aan competenties zal een partner ook hier behulpzaam kunnen zijn bij de ontwikkeling van dit
onderdeel. Het software gedeelte van de red out is eenvoudig door het HPC&V zelf te
ontwikkelen.
Patiëntenreacties zoals een hoestreflex of slikken zijn wezenlijke onderdelen bij intubatie. De
uitvoer hiervan is wereldwijd nog niet toegepast in hardware of software in een simulator en
zal door de complexheid ervan een langdurig ontwikkeltraject met adequate partners
behoeven.
Software die de tactiele info vertaalt naar een beeld is een complexe functionaliteit, de
bewegingen van het echte weefsel bij een bepaalde druk is moeilijk te meten en te simuleren.
Het HPC&V zal hier veel ontwikkeltijd aan moeten besteden, maar heeft wel de competenties
ervoor.
Het tonen van de gulden middenweg aan de cursist is een zinvolle toepassing die weinig extra
moeite kost, maar is niet essentieel voor de training zodat deze niet in de eerste twee versies
wordt geïntegreerd. Computer Assisted Intubation (CAI) is duidelijk een gevorderde
functionaliteit die in de toekomst wellicht ontwikkeld wordt als de simulator reeds enige tijd
op de markt is. Vooral de haptic feedback van CAI zal een adequate partner verlangen. Voor
de toepassing in de klinische zorg is een snelle omzetting van de ct-scan informatie van de
patiënt nodig, automatisering hiervan vergt nog een lange weg. Toepassing in de klinische
zorg zal daarom pas laat een mogelijkheid worden voor de intubatiesimulator. Dat zelfde
geldt voor de robotintubatie, het gaat hier eigenlijk niet meer om een simulator maar een
automatisch intubatie instrument. Robotintubatie kan een spin off worden van de
technologische vernieuwingen die worden toegepast in de intubatiesimulator.
34

Hardware Eerste versie Tweede versie Derde versie
Fysiek fantoom Fysiek fantoom Fysiek fantoom
Fiberscoop Fiberscoop Fiberscoop
Tube Tube Tube
Monitor Monitor Monitor
PC PC PC
Haptic feedback Haptic feedback
Oculair
Katheter
Patiëntenreacties
Software VR beeld VR beeld VR beeld
Beeld naar tactiele
info
Beeld naar tactiele info
Tactiele info naar beeld
Gulden middenweg
berekening
Patiëntenreacties
Slijm en bloed
visualisatie
Computer Assisted
Intubation
CT-scan conversie
Robotintubatie
Figuur 6.3 Overzicht van hardware en software in versies van de intubatiesimulator
35

6.4 Partners nodig voor de ontwikkeling van de intubatiesimulator
In het Virtueel Intubatie Project zijn verschillende partners nodig om uiteindelijk tot een
werkend prototype te komen.. In de voorgaande conceptontwikkeling is duidelijk geworden
op welke gebieden het HPC&V zelf een grote rol kan spelen en op welke gebieden een
partner nodig is.
6.4.1 Virtual Reality expert
Voor het ontwikkelen van een groot deel van de software voor de intubatiesimulator hoeft
geen partner gezocht te worden. Het HPC&V is hiervoor zelf de aangewezen partij.
6.4.2 Anesthesiologie expert
Eén van de initiatiefnemers van VIP is anesthesioloog Bert Dercksen. Hij is daarmee ook de
aangewezen persoon om bij het project de benodigde anesthesiologische kennis in te brengen.
Om vooral de functionaliteiten bij een grotere groep te toetsen wordt er ook samengewerkt
met de Luchtweggroep van het Wilhelmina Ziekenhuis Assen, hierin zijn alle anesthesiologen
van dit ziekenhuis verenigd.
6.4.3 Advies en coördinatie op het gebied van financiering en partners
Een partij die op dit moment al participeert in het project is het Platform HPCN. Zij zijn
experts in het opzetten van een project met betrekking tot het binnenhalen van subsidies en
het vinden van partners op ICT gebied. Voor VIP zal het Platform HPCN ook deze twee
rollen gaan spelen.
6.4.4 Ontwikkeling hardware
De ontwikkeling van de hardware van de intubator is naar voren gekomen als een van de
onderdelen waarbij partners essentieel zijn. Er zijn een aantal partners die hiervoor in
aanmerking komen.
• Biomedical Engineering, Universiteit Twente
• VEST, Universiteit Twente
• Instrumentatiedienst, Rijksuniversiteit Groningen
• Fokker (force feedback)
6.4.5 Didactiek medische simulatie en training
Bij de ontwikkeling van een simulator is het belangrijk om dit op een didactisch verantwoorde
manier te doen. Ook wordt er onderzoek gedaan naar de leercurve met en zonder een
simulator, zodat duidelijk wordt wat de meerwaarde van de intubatiesimulator is. Het hoofd
van de basisopleiding van de faculteit Geneeskunde van de Rijksuniversiteit Groningen, de
heer prof. dr. R. Zwierstra, is een expert op dit gebied. Hij zal daarom dit onderdeel van VIP
vorm gaan geven.
6.4.6 Ontwikkeling, Productie en vermarkten
De productontwikkeling, productie en het vermarkten van de simulator zijn ook onderdelen
van VIP die moeilijk door het HPC&V zelf zijn uit te voeren. Voor dit onderdeel komen veel
partijen in aanmerking.
36

Ten eerste bedrijven die medische simulatoren produceren zoals: Symbionix, METI,
Immersion medical. Bedrijven die veel medische apparatuur fabriceren komen ook in
aanmerking, voorbeelden zijn: Siemens, Philips. Een andere interessante partner is een
producent van fiberscopen, zoals Olympus of Pentax. Onderzoeksinstituten die zich met
simulatoren bezighouden zijn ook interessante partijen, bijvoorbeeld Select IT VEST Systems
AG, Forschungszentrum Karlsruhe, Fokker, Medis.
37

7. Concepttest
7.1 Inleiding
Een deel van de concepttest heeft hierboven al plaatsgevonden, er is daar gekeken naar de
interne “fit” oftewel aansluiting met de competenties van het HPC&V. In deze paragraaf
wordt de externe aansluiting geëvalueerd. De externe aansluiting is gericht op de relatie
tussen de markt en de intubatiesimulator. De evaluatie vindt plaats op basis van informatie die
is verzameld in interviews met zogenaamde focus groups en door middel van diepte
interviews.
7.2 Skillslab heeft behoefte aan intubatiesimulator
Het Skillslab van het Academisch Ziekenhuis Groningen heeft een groot aantal simulators ter
beschikking staan voor het trainen van artsen en verpleegkundigen. De heer Albert Jan Klein
Ikkink is verbonden aan het Skillslab en heeft in die hoedanigheid veel ervaring met
simulatoren en het aankopen ervan. Hij is als eindgebruiker een goed prototype klant van de
intubatiesimulator. Daarom is met de heer Ikkink een diepte interview gehouden over de
zaken die spelen bij aanschaf van een intubatiesimulator. In het interview is duidelijk
geworden dat er op dit moment veel gebruik gemaakt wordt van simulatoren bij de opleiding
van medisch personeel omdat er relatief veel mensen worden opgeleid die niet allemaal in het
ziekenhuis voldoende oefening op kunnen doen. Vooral bij weinig voorkomende handelingen
speelt dit een grote rol. Flexibele Fiberoptische Intubatie blijkt ook een handeling te zijn waar
men graag oefenopstellingen voor wil hebben. Op dit moment wordt dit gedaan op de
bekende kunststof oefenopstellingen, die helaas weinig realistisch zijn. Vooral op tactiel vlak
schieten deze tekort. Het Skillslab heeft wel de beschikking over een bronchoscopiesimulator,
hiermee is wel enigszins haptic feedback te verkrijgen. Maar deze simulator is bedoeld voor
bronchoscopen en niet voor fiberscopen, er kan dus niet op getraind worden met een
fiberscoop. Er blijkt bij het Skillslab behoefte te zijn aan simulatoren, ze hebben er al vele
naar volle tevredenheid in gebruik. Bovendien heeft men behoefte aan een goede simulator
voor flexibele fiberoptische intubatie.
7.3 Geen goed alternatief voor training van FFI
Een anesthesioloog is natuurlijk een echte eindgebruiker, deze kan goed beoordelen of een
intubatiesimulator iets toevoegt aan de huidige alternatieven op de markt. In de vele
interviews met de heer Bert Dercksen, anesthesioloog, is het onderwerp bruikbaarheid
frequent behandeld. Volgens de heer Dercksen zijn de huidige oefenopstellingen van
kunststof verre van ideaal. Ze leren de cursist het cognitieve deel van FFI maar absoluut geen
fijne motorische vaardigheden. Het alternatief dat nog wel eens in studies wordt genoemd is
een bronchoscopie simulator, maar deze heeft als belangrijkste nadeel dat de haptic feedback
niet fijn genoeg is om de cursist een goede motorische vaardigheid bij te brengen. En zoals
gezegd is de motorische vaardigheid de belangrijkste doelstelling van de simulator voor FFI.
Bovendien is er geen fiberscoop maar een bronchoscoop waar mee geoefend wordt waardoor
de oefening niet een goede simulatie van de werkelijkheid is. Er is dus op dit moment geen
alternatief beschikbaar dat ideaal geschikt is voor het trainen van FFI.
38

7.4 Conclusie
Simulatoren zijn steeds belangrijker bij de opleiding van medici en voor FFI zou men op
zogenaamde skillslabs ook graag een simulator hebben. Bovendien is er op de markt nog geen
alternatief systeem dat FFI goed simuleert en de handeling daarmee correct bijbrengt bij
medisch personeel zonder dat er op patiënten geoefend wordt. Deze twee conclusies
rechtvaardigen het oordeel dat er in de markt behoefte is aan een simulator speciaal voor FFI.
39

Virtuele-intubatie-realiteit-of-droom

Virtuele-intubatie-realiteit-of-droom

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (10)

Similar to Virtuele-intubatie-realiteit-of-droom

Similar to Virtuele-intubatie-realiteit-of-droom (20)

Virtuele-intubatie-realiteit-of-droom