Eth-Projektwoche auf höchstem Niveau

ETH-Projektwoche auf höchstem Niveau
Zum Semesterwechsel hatten die zwei Klassen 3NaPa und 3NbPb der Kantonsschule
Heerbrugg die einmalige Gelegenheit eine Projektwoche an der ETH Zürich zu absolvieren.
In drei Gruppen à zehn Schülerinnen und Schüler wurden Infusionssimulatoren entwickelt,
die es ermöglichen sollen, das Setzen einer Spritze wirklichkeitsnah zu üben.
Spinalanästhesie als interdisziplinäres Projekt
Häufig wird die Spinalanästhesie bei Operationen am Unterleib, zum Beispiel einem
Kaiserschnitt, eingesetzt. Für die lokale Betäubung wird eine Nadel auf Höhe der
Lendenwirbel eingeführt und das Anästhetikum in die Hirnflüssigkeit gespritzt.
Die Spinalanästhesie ist in der Praxis eine
anspruchsvolle Aufgabe und für Medizinstudentinnen
und –studenten schwierig zu üben. Um
in der medizinischen Ausbildung umfangreichere
Übungsmöglichkeiten zu erhalten, hatte die Projektwoche
die Entwicklung eines Infusionssimulators
zum Ziel. Die vielseitige und anspruchsvolle
Problemstellung wurde in verschiedene interessante
Teilaufgaben aufgeteilt und von den zuständigen
Schülerinnen und Schülern der drei Gruppen bearbeitet.
Im Teamwork wird der Roboter entwickelt.
Im Hintergrund entsteht die passende Software.
Welche Kräfte sind notwendig, um die einzelnen
Gewebeschichten mit der Spritze zu durchdringen?
Exakte Messungen an einem Dummy lieferten der
ersten Teilgruppe den entsprechenden Kraftverlauf vom
Eindringen in die Haut bis zum Durchstossen der
Rückenmarkshaut (Dura). Eine zweite Teilgruppe
beschäftigte sich mit dem Bau des Simulators. Wie soll
zum Beispiel die Spritze auf dem Simulator geführt
werden? Verschiedene Probleme wie Kraftübertragung,
Stabilität und Reibung führten zu regen Diskussionen.
Auch der Einbau des Ortssensors und des
Elektromotors musste wohl überlegt sein. Die dritte
Teilgruppe hatte den Auftrag, den Elektromotor so zu
steuern, dass er der Spritze je nach Eindringtiefe mit
der entsprechenden Kraft entgegenwirkt und so die verschiedenen Gewebeschichten simuliert.
Eine 3D-Animation sollte zudem den Eindringvorgang visualisieren und die jeweilige
Eindringtiefe zeigen.
Durch Bewegen der Spritze nach rechts
erzeugt der Elektromotor je nach Ort
der Spritze eine Gegenkraft, wodurch
die verschiedenen Gewebeschichten
simuliert werden können. Auf dem
Bildschirm ist die Eindringtiefe der
Spritze zu erkennen.
Quelle: mavt ETH Zürich

Intensive Arbeit belohnt
Während den ersten drei Projekttagen wurde intensiv in den Teilgruppen gearbeitet. Ende des
dritten Tages war es dann soweit: die einzelnen Bausteine wurden zu einem Ganzen
zusammengefügt. Mit Spannung wurden die ersten Versuche durchgeführt und natürlich
wurden dabei auch verschiedene Mängel festgestellt. Mit viel Elan ging es an die
Verbesserung der Software und der Mechanik. Erfreulicherweise gelang es allen drei Gruppen
bis Donnerstagnachmittag einen funktionsfähigen Infusionssimulator zu bauen.
Den Abschluss der Technikwoche bildete die Preisverleihung, bei der das beste Projekt
ausgezeichnet wurde. Die Jury, bestehend aus Experten aus der Medizin und dem
Ingenieurwesen, beurteilte die Realitätsnähe des Simulators, dessen mechanischen Aufbau
sowie die wissenschaftliche Dokumentation und die Präsentation des Projektes. Als stolze
Siegerin durfte sich die Gruppe „Platon“ über einen grosszügigen Gutschein freuen.
Sehr gute Organisation
Frau Dr. med. Verena Klamroth testet die Realitätsnähe des Roboters
Den Professoren Robert Riener und Roger Gassert des Departement Maschinenbau und
Verfahrenstechnik ETH Zürich ist es gelungen, mit ihrem Team eine anspruchsvolle
Projektwoche auf die Beine zu stellen, welche die Schülerinnen und Schüler der beiden
Klassen sehr gefordert hat. Neben dem grossen Engagement der Schülerinnen und Schüler
haben einführende Module zu Themen wie „project management“, „scientific writing“ oder
„Programmieren in Labview“ sowie eine gute Betreuung während der ganzen Zeit dazu
beigetragen, dass die Woche als grosser Erfolg gewertet werden darf.