Voortgangsrapportage Avatar Zoo juli 2021

Namens het onderzoeksteam delen wij graag deze voortgangsrapportage van het project 'Proefdiervrije innovatie: De Avatar Zoo'.  

Onderzoeksteam

Ons team bestaat uit prof. dr. Daniela Salvatori (hoogleraar vergelijkende anatomie), drs. Bo van Leeuwen en dr. Giulia Roncon (docenten veterinaire anatomie) en dr. Beerend Hierck (docent humane anatomie). Het team maakt deel uit van het Centre of Excellence for Plastination and Virtual Reality van de faculteit Diergeneeskunde.   

Korte samenvatting onderzoek en project inclusief doelstelling

Dieren spelen een belangrijke rol in ons leven. Dit vertaalt zich in een toenemende trend in behandelingen en complexe operaties voor dieren. Hiervoor is een grondige kennis van de anatomie essentieel voor toekomstige professionals die met dieren werken: dierenartsen, dierenartsassistent, onderzoekers en biotechnici. Daarnaast vereist het leren en werken in het biomedische domein dat men zich complexe vaardigheden eigen maakt die passen binnen de huidige en toekomstige medische en ethische normen.

 Het project ‘Avatar Zoo’ heeft als doel om zo veel mogelijk proefdieren voor leer- en trainingsdoeleinden te vervangen door het ontwikkelen van zogenaamde ‘Avatars’. Dit zijn functionele interactieve Augmented Reality modellen. Deze kunnen worden gebruikt om de anatomie van dieren in 3D te bestuderen en om chirurgische procedures stap voor stap aan te leren.

In dit rapport presenteren wij ons werk met betrekking tot de ontwikkeling van de Avatar-hond. De afgelopen periode hebben wij ons gefocust op twee klinisch relevante onderdelen van het anatomie model, namelijk het vrouwelijk geslachtsapparaat van de teef en de knie van de hond.

De voortgang tot nu toe
Ontwikkeling van het ovariectomie AVATAR model

De basis van een 3D model van de hond. Omcirkeld zijn de anatomische gebieden die zijn doorontwikkeld, het vrouwelijke geslachtsapparaat van de teef (paars) en de knie (blauw).

Castratie bij reuen en teven is één van de meest voorkomende ingrepen bij dierenklinieken wereldwijd. Castratie bij de teef kan uitgevoerd worden door alleen de eierstokken weg te nemen (ovariëctomie / OVE) of in combinatie met de baarmoederhoornen (ovariehysterectomie/ OVH). Een OVE kan in, tegenstelling tot een OVH, uitgevoerd worden met een kleinere incisie en door minder trekkracht uit te oefenen op het hele geslachtsapparaat van de teef. Daarnaast blijkt uit recente studies dat ziekte aan de baarmoeder ook voorkomen kan worden door enkel de eierstokken weg te halen.

In dit project hebben wij ons basis 3D anatomie model van de hond verder ontwikkeld zodat deze getailleerd genoeg is om te gebruiken in een OVE e-module voor studenten diergeneeskunde. Hiermee kunnen zij de anatomie van het vrouwelijk geslachtsapparaat in detail bestuderen. Het aangepaste model is geschikt om een Augmented Reality OVE tutorial te maken en dus omgevormd te worden tot een zogenaamde OVE Avatar. Hiermee kunnen studenten straks deze chirurgische procedure, zowel zelfstandig als in groepsverband, stap voor stap doorlopen.  

Samen met de specialisten op het gebied van chirurgie en voortplanting van de faculteit Diergeneeskunde in Utrecht, hebben wij specifieke leerdoelen vastgesteld m.b.t. een OVE. Zo kunnen wij de OVE Avatar optimaal laten aansluiten bij ons curriculum en leerbehoefte van studenten. Daarnaast hebben wij een wereldwijde enquête uitgezet onder veterinaire faculteiten. Dit heeft ons inzicht gegeven in de verschillende leermethoden die zij gebruiken in hun curriculum om studenten deze procedure te onderwijzen. Met deze informatie kunnen wij de OVE Avatar breder positioneren en wordt deze ook bruikbaar en waardevol voor andere diergeneeskundige faculteiten om te gebruiken in Europa en daarbuiten!

Close-up van de linkereierstok van de teef in het 3d model.

De voortgang tot nu toe
Ontwikkeling van het knie AVATAR model

Naast het ontwikkelen van de OVE avatar zijn wij gestart met het maken van een gedetailleerd interactief Avatar model van de hondenknie. De anatomie van de knie is complex en om behandelingen veilig te kunnen uitvoeren (zoals een injectie in het gewricht) is een goed ruimtelijk inzicht essentieel. In Augmented Reality kan de Avatar van alle kanten worden bekeken en gemanipuleerd. Ook kunnen straks procedures zoals  een intra-articulaire injectie stap voor stap worden geoefend met behulp van de Avatar.

Een impressie van de knie in het 3D model. Het 3D model is ingeladen in een webviewer in de webbrowser. Anatomische structuren kunnen zichtbaar en onzichtbaar gemaakt worden door erop te klikken.

Aryzon Headset

Om de Avatars in Augmented reality te zien in je eigen omgeving is een AR  

AR headset nodig. Helaas zijn de meeste AR headsets duur in aanschaf. In samenwerking met het bedrijf Aryzon kunnen wij relatief betaalbare speciale kartonnen AR headsets gaan aanbieden (~€40) waarmee studenten in combinatie met hun eigen smartphone met de avatar aan de slag kunnen. Hiermee wordt de tool toegankelijk om te gebruiken en vergemakkelijkt het de verdere verspreiding in het onderwijs.   

Impressie van de Aryzon Headset

De voortgang tot nu toe
Wat is de impact van het project tot nu toe

Ovariëctomie bij de teef is een veelvoorkomende operatie in de dierenkliniek. Van pas afgestudeerde dierenartsen wordt daarom verwacht dat ze deze operatie zelfstandig kunnen uitvoeren. Onze Avatar maakt het straks mogelijk om deze operatie zo vaak als nodig te oefenen, zonder het gebruik van (proef)dieren! Daarnaast biedt het de mogelijkheid voor studenten om mogelijke complicaties tijdens de operatie beter te herkennen, begrijpen en op de juiste manier te handelen. Ook kan en mag de student fouten maken, een belangrijk onderdeel van het leerproces. Dit allemaal zonder stress en zonder risico voor de patiënt.

Loopt het onderzoek volgens plan?

Vanwege de corona pandemie hebben wij het testen van de Avatar van de hond in het klaslokaal uitgesteld. Dit staat nu voor het aankomende collegejaar op de planning.   

Wat is het vervolg?

De vervolg stappen bestaan uit het toevoegen van de volledige chirurgische procedure (guided learning) van een OVE bij de hond aan onze avatar van de hond (gepland november 2021). Vervolgens wordt de effectiviteit van het model onderzocht en streven we ernaar het model in het aankomende academisch jaar (2021-2022) in te bedden in ons diergeneeskundig curriculum.  

Daarnaast gaan wij verder met het ontwikkelen van het 3d model van de knie (klaar in september 2021) waarna wij van plan zijn om ook de rest van het bewegingsstelsel van de hond verder uit te werken.

Met veel dank aan de partners en donateurs die bijdragen aan 'Proefdiervrije innovatie: De Avatar Zoo'!