Wie die MRT-Diagnostik der Prostata hilft, militärchirurgische Kompetenz zu erhalten
How MRI Diagnostics of the Prostate Helps to Maintain Military Surgical Expertise
Simon Haasa, Christian Rufb, Carsten Hackenbrocha, Matthäus Majewskib
a Abteilung für Radiologie und Neuroradiologie, Bundeswehrkrankenhaus Ulm
b Klinik für Urologie, Bundeswehrkrankenhaus Ulm
Zusammenfassung
Das Prostatakarzinom erregt durch seine hohe Prävalenz nicht nur zivilmedizinische Aufmerksamkeit, sondern hat auch, wenn auch nicht sofort erkennbar, eine hohe militärmedizinische Relevanz. Die Beckenchirurgie ist ein Schwerpunkt der Militärurologie und in Friedenszeiten essenziell für den Fähigkeitserwerb und -erhalt. Die zivilen Vorgaben beinhalten steigende Mindestfallzahlen für Eingriffe, die in der Prostatachirurgie, ähnlich wie in anderen Fachgebieten, zu erwarten sind. Eine qualitativ hochwertige Diagnostik steht daher im Vordergrund, um Prostatakarzinome zu diagnostizieren und die Patienten leitliniengerecht, zum Beispiel durch eine Radikaloperation, in ausreichender Zahl an den Bundeswehrkrankenhäusern behandeln zu können.
Die Diagnostik des Prostatakarzinoms verlagert sich zunehmend hin zur nichtinvasiven MRT, die von Radiologen vermehrt angeboten wird. Dennoch sind die Qualitätsunterschiede erheblich. Es muss eine Magnetresonanztomographie (MRT)-Diagnostik auf dem neuesten Stand der Technik, mit sehr gut ausgebildeten Radiologinnen und Radiologen, gewährleistet werden. Unsere retrospektive Studie zeigte, dass das Bundeswehrkrankenhaus Ulm im Vergleich zu Literaturwerten eine qualitativ hochwertige MRT-Diagnostik leistet und eine höhere Sensitivität und Spezifität als andere externe Diagnostikeinheiten erreicht. Dies ist insbesondere im Kontext der in der Literatur beschriebenen, verbleibend hohen Interrater-Reliability der Prostata-MRT, auch nach der Verbesserung des etablierten Befundungssystems, hervorzuheben.
Unsere Ergebnisse bestätigen, dass die hochwertige Ausbildung der Radiologinnen und Radiologen in der Prostatabbildgebung mit enger interdisziplinärer Zusammenarbeit zu präziser Diagnostik führt. Dies ist der Grundstein, um die Patienten optimal zu versorgen und die militärurologisch wichtigen Beckeneingriffe zum Kompetenzerwerb und -erhalt in Friedenszeiten in unseren Bundeswehrkrankenhäusern durchzuführen.
Schlüsselwörter: Einsatzchirurgie, Prostatektomie, Prostatakarzinom, Prostata-MRT, PI-RADS
Summary
Prostate cancer is highly relevant in civilian medicine due to its high prevalence. However, it also plays an important role in military medicine, even if this is not immediately obvious. Pelvic surgery is a crucial skill for military surgeons and remains very important during peacetime to develop and maintain surgical expertise for crises and war. We must assume that the number of cases will be limited in the near future for prostate surgery, as seen in other specialties. This makes it even more essential to emphasize the importance of diagnostics to properly diagnose and treat patients at the highest level and to ensure these case numbers are maintained at our military hospitals.
Regarding prostate cancer, we need to provide MRI diagnostics at the highest technical standards, with readings by highly trained radiologists. Our retrospective study showed that, compared to literature, radiologists at the Bundeswehr Hospital Ulm operate at a high level and achieve even higher sensitivity and specificity than external radiological facilities. The significance of these results is further highlighted by the persistent high interrater reliability, even after improvements to the reporting system.
Our results demonstrate that high-quality training for radiologists and close interdisciplinary collaboration can lead to excellent diagnostic outcomes. Such high-quality diagnostics are essential for accurate diagnosis and effective treatment, and they help to preserve relevant pelvic surgical procedures at military hospitals, thereby training highly skilled military surgeons and maintaining important skills.
Keywords: prostate MRI; PI-RADS; prostate cancer; prostatectomy; combat surgery
Einleitung und Hintergrund
Das Prostatakarzinom ist die häufigste Krebserkrankung bei Männern in Deutschland und die zweithäufigste Krebstodesursache. Mit einem durchschnittlichen Erkrankungsalter von ca. 71 Jahren handelt es sich um eine Erkrankung des älteren Mannes. Allerdings werden regelmäßig auch Männer ab 45 Jahren, dann häufig mit aggressiven Tumoren, diagnostiziert und behandelt. Statistisch wird jeder siebte 35-jährige Mann heute in seinem Leben an einem Prostatakarzinom erkranken [12]. Daher wird dem Prostatakarzinom nicht nur in der Urologie, sondern auch in beteiligten Fachgebieten wie der Radiologie besondere Aufmerksamkeit gewidmet.
Bei konkretem Verdacht auf das Vorliegen eines Prostatakarzinoms kommt diagnostisch leitliniengerecht die mpMRT (multiparametrische Magnetresonanztomographie) der Prostata zum Einsatz [11] (Abbildung 1). Sie hat als nichtinvasives Diagnostikum mit ausgezeichneter Sensitivität bei der Prostatakrebsdiagnostik ein Alleinstellungsmerkmal. Zeigt sich hier ein Befund, der für das Vorliegen eines klinisch signifikanten Prostatakarzinoms spricht (entsprechend der internationalen Klassifikation PI-RADS 4 und 5, ggf. PI-RADS 3. PI-RADS steht für Prostate Imaging-Reporting and Data System), kann im Anschluss mit dem vorhandenen Datensatz eine zielgerichtete MRT-fusionierte Prostatabiopsie der suspekten Stelle, in der Regel in Kombination mit einer systematischen Stanze, durchgeführt werden. Hierfür werden die MRT-Bilder mit den intraoperativ erstellten Ultraschallbildern fusioniert, sodass eine gezielte Biopsie im suspekten Areal möglich ist.
Anhand des Biopsieergebnisses wird in gemeinsamer Entscheidungsfindung mit dem Patienten das weitere Vorgehen besprochen. Hier kommen je nach Ergebnis der Biopsie und Wunsch des Patienten die Active Surveillance mit regelmäßigen Verlaufs-MRTs und Verlaufs-Biopsien, die Radiotherapie oder die radikale Prostatektomie als Haupttherapieoptionen in Frage. Die MRT-Diagnostik der Prostata bietet bei guten Untersuchungsbedingungen eine ausgezeichnete diagnostische Wertigkeit. Sie zeichnet sich durch eine sehr hohe Sensitivität aus und kann durch die MRT-fusionierte Prostatastanzbiopsie sowohl die Sensitivität als auch die Spezifität der Biopsien erhöhen. Durch einen hohen negativ-prädiktiven Wert können unnötige Biopsien vermieden werden und Patienten so vor nicht notwendiger invasiver Diagnostik sowie damit potenziell einhergehenden Komplikationen geschützt werden [9]. Allerdings zeigte die MRT der Prostata in Studien in der Vergangenheit Schwächen in der Interrater-Reliability und Spezifität, auch mit dem verbesserten Befundungssystem PI-RADS 2.1. Auch wenn immer mehr Radiologen eine solche Diagnostik anbieten, sind die Qualitätsunterschiede doch erheblich.
Vergleicht man Radiologen gleicher und unterschiedlicher Erfahrung, zeigt sich, dass Erfahrung einen wesentlichen Einfluss auf die Interrater-Reliability hat. Erfahrene Radiologen erreichen eine höhere Vorhersagegenauigkeit beim Vorliegen von Prostatakarzinomen als ihre unerfahreneren Kollegen [1][2][14]. Aber auch der Zugang zu Feedback und die Möglichkeit, die Befunde der Pathologie aus den Prostatastanzbiopsien einzusehen, führen zu einer besseren Vorhersagegenauigkeit durch die befundenden Radiologen [13]. Dies hebt den Stellenwert der Ausbildung und der ständigen Überprüfung der Befunde anhand der Biopsieergebnisse hinsichtlich ihrer Qualität besonders hervor. Eine hohe Befundqualität ist wiederum bei steigendem Einfluss der Befunde essenziell für die Entscheidung, ob eine Stanzbiopsie überhaupt durchgeführt werden soll.
Abb. 1: MRT der Prostata
(a) T2-Wichtung der Prostata eines Patienten mit elevierten Werten des Prostataspezifischen Antigens. Mit Pfeil ist die suspekte PI-RADS-4-Läsion (Prostate Imaging-Reporting and Data System) in der rechten peripheren Zone der Prostata markiert. Die MRT-fusionierte Stanzbiopsie ergab ein klinisch signifikantes Karzinom Gleason-Score von 3+4 =7.
(b) entsprechende Läsion hyperintens in der Diffusionswichtung.
(c) entsprechende Läsion deutlich hypointens in der ADC (Apparent Diffusion Coefficient) Sequenz mit minimalen ADC-Werten von 480 mm2/s.
(Bild: Klinik für diagnostische und interventionelle Radiologie am BwKrhs Ulm)
Wehrmedizinische Relevanz des Prostatakarzinoms
Die wehrmedizinische Relevanz des Prostatakarzinoms ist auf den ersten Blick nicht offensichtlich. Tatsächlich aber ist die Beckenchirurgie in der Militärchirurgie essenziell. Spätestens die aktuellen Erkenntnisse über das häufige Auftreten schwerer abdomineller und pelviner Verletzungsmuster im Ukrainekrieg [8] zeigen, dass Operationen im Becken auch für die Bundeswehr eine notwendige Kernkompetenz darstellen. Um diese Fähigkeiten im Einsatzfall zu beherrschen, stellt die Tumorchirurgie der Beckenorgane, insbesondere die radikale Prostatektomie beim Prostatakarzinom, den entscheidenden Eingriff dar, um die Beckenchirurgie auszubilden und in Übung zu halten. Bei der Operation handelt es sich um einen komplexen Eingriff aus einem ablativ-radikal onkologischen und einem rekonstruktiven, auf den Funktionserhalt (Kontinenz und Potenz) ausgerichteten Anteil. Daher kommt dem Prostatakarzinom eine besondere militärurologische Bedeutung zu. Die Bundeswehrkrankenhäuser sind mit modernster Technik ausgestattet und können das Prostatakarzinom auf höchstem Niveau diagnostizieren und behandeln.
Aufgrund der teils heterogenen Studienlage mit Schwächen in der Interrater-Reliability führten wir eine retrospektive Studie mit 179 Patienten durch, um die Sensitivität und Spezifität für das Bundeswehrkrankenhaus Ulm zu ermitteln und die Performance der radiologischen Prostatadiagnostik als Grundstein für den Erhalt von (militär-)urologischen Kompetenzen an Bundeswehrkrankenhäusern zu überprüfen.
Material und Methoden
In diese retrospektive Studie wurden 179 Patienten eingeschlossen, die im Zeitraum von 2018 bis 2021 sowohl eine MRT der Prostata als auch eine MRT-fusionierte Prostatastanzbiopsie in unserem Haus erhalten haben. Die MRT-Untersuchungen wurden mit überwiegender Mehrheit an einem 3-Tesla-Magnetresonanztomographen (Philips Achieva) durchgeführt, in Einzelfällen wurde jedoch aufgrund von Kontraindikationen wie nicht MRT-fähigem Herzschrittmacher auf einen 1,5-Tesla-Magnetresonanztomographen (Siemens Aera) zurückgegriffen. Das Standardprotokoll nach der Gabe von Buscopan® i.v. (gewichtsadaptiert) war:
- T2 TSE sag/tra/cor mit je 3mm Schichtdicke,
- DWI tra (Diffusion und ADC, max. b-Wert 2500 /mm2),
- T1 Dixon tra nativ, DCE 3mm Schichtdicke nach Dotarem® 0,5mmol/ml gewichtsadaptiert mit 0,1mmol/kgKG i.v. und eine
- T1 Dixon tra nach KM.
Bis Mitte September 2021 wurden 2 DWI-Sequenzen akquiriert (die erste mit 50/1000 s/mm² zur Berechnung einer ADC-Map (bildliche Darstellung der messbaren Diffusion von Wasser in Geweben, die aus der diffusionsgewichteten MRT (DWI) berechnet wird). Die zweite mit einem hohen B-Wert von 2500 s/mm². Seit September 2021 wurde nur eine Sequenz akquiriert, der hohe B-Wert wurde rechnerisch bestimmt (kalkulierter B-Wert 2500 s/mm²) [7]. Die Bilder wurden nach PI-RADS-Version 2.0 und ab Februar 2019 nach PI-RADS-Version 2.1 befundet.
Die Befunde wurden gemäß dem 4-Augen-Prinzip von 2 Fachärzten für Radiologie erstellt und validiert. Läsionen, die in den externen Befunden beschrieben wurden und intern nicht nachvollzogen wurden, wurden nach der Befundung ebenfalls an der entsprechend beschriebenen Läsion eingezeichnet und als „nicht maligne“ ausgewertet.
Für die MRT-fusionierte Stanzbiopsie wurde das Programm „BioJet Image-Fusion System transperineal transrektal“ der Firma Medical Targeting Technologies (MTT) GmbH eingesetzt. Es wurden immer eine MRT-fusionierte Stanzbiopsie der eingezeichneten Läsionen sowie eine systematisch standardisierte Stanzbiopsie der kompletten Prostata durchgeführt.
Die pathologischen Befunde wurden durch einen Facharzt für Pathologie in unserem Haus mittels modifiziertem Gleason-Grading nach den Richtlinien der Konsensuskonferenz 2014 der International Society of Urological Pathology (ISUP) erstellt. Als klinisch nicht signifikantes Karzinom wurde eine Läsion mit einem Gleason-Score von 3+3=6 bezeichnet. Karzinome mit einem Gleason-Score von 3+4=7 oder höher wurden als klinisch signifikantes Karzinom angesehen. Verglichen wurde der PI-RADS der Indexläsion mit dem Ergebnis der MRT-fusionierten Stanzbiopsie oder der systematisch standardisierten Prostatastanzbiopsie, die der im Radiologiebefund beschriebenen Region entsprach. MRT-positiv wurden in zwei separaten Analysen ein PI-RADS ≥ 3 und PI-RADS ≥ 4 gewertet. Falsch negativ war ein Befund, wenn ein Karzinom an einem Ort festgestellt wurde, der nicht einer entsprechenden Läsion im Radiologiebefund entsprach. Anschließend wurden Sensitivitäten und Spezifitäten berechnet.
Für 42 Patienten mit 59 Läsionen lag zusätzlich ein externer MRT-Befund vor. Diese Befunde lagen bei der internen Befundung nicht vor und sind daher als unabhängig zu betrachten. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Statistikprogramm IBM SPSS Statistics Version 28.0.1.0. Es wurden jeweils exakte 95 %-Konfidenzintervalle berechnet. Auf statistische Tests wurde aufgrund des explorativen Charakters der Studie sowie der Fallzahl verzichtet.
Ergebnisse
Vorhersagegenauigkeit der MRT im Bundeswehrkrankenhaus Ulm
Von den 179 untersuchten Patienten wurde bei insgesamt 83 (46 %) ein klinisch signifikantes Karzinom in der Biopsie der Indexläsion nachgewiesen. Bei 33 Patienten (18 %) wurde in der Indexläsion ein klinisch nicht signifikantes Karzinom festgestellt. Bei 63 Patienten (35 %) war kein Karzinom nachweisbar. 127 Indexläsionen (71 %) wurden mit einem PI-RADS 4 oder 5 befundet, 35 Läsionen (20 %) mit einem PI-RADS 3 und 17 Läsionen (9 %) mit einem PI-RADS kleiner als 3.
Die Sensitivität für das Vorliegen eines klinisch signifikanten Karzinoms betrug für einen Cut-off von PI-RADS 3 100 %, 95 % KI (Konfidenzintervall) [91;100]. Die Spezifität betrug 18 %, 95 % KI [11;27]. Für das Vorliegen eines Karzinoms insgesamt bei einem Cut-off von PI-RADS 3 lagen entsprechende Werte bei 97 %, 95 % KI [91;99] und 21 %, 95 % KI [12;33]. Erhöhte man jetzt den Cut-off auf PI-RADS 4, so fiel die Sensitivität für das Vorliegen eines klinisch signifikanten Karzinoms auf 96 %, 95 % KI [90;99], und die Spezifität stieg auf 51 %, 95 % KI [41;61].
Vergleich mit externer Diagnostikeinheit
Bei 42 der in die Studie eingeschlossenen Patienten lag ein externer MRT-Vorbefund zum retrospektiven Vergleich vor. Insgesamt wurden extern und intern 59 Läsionen beschrieben. Extern erhielten 6 Läsionen einen PI-RADS 5, intern 9. Extern wurden 44 Läsionen mit PI-RADS 4 diagnostiziert, intern 32. Extern wurden 4 Läsionen mit PI-RADS 3 befundet, intern 9. 7 Läsionen wurden intern mit PI-RADS 2 befundet, extern keine. 2 extern beschriebene Läsionen wurden intern nicht beschrieben, 5 intern beschriebene Läsionen wurden extern nicht beschrieben. Bei 23 Läsionen (39 %) wurde ein klinisch signifikantes Karzinom nachgewiesen, bei 14 Läsionen (24 %) wurde ein klinisch nicht signifikantes Karzinom nachgewiesen und 22 Läsionen (37 %) waren nicht maligne.
Von den 59 Läsionen stimmten die PI-RADS-Scores bei 39 (66 %) überein. Von den 20 Befunden, die nicht übereinstimmten, hätte die unterschiedliche Befundung bei 17 (29 % der Gesamtbefunde) potenziellen Einfluss auf das weitere diagnostische Vorgehen, da sich Befunde von PI-RAD 4 oder 5 auf 3 oder niedriger veränderten. In 7 von 11 Fällen wurde intern ein PI-RADS 4 korrekt heruntergestuft, in 4 Fällen lag jedoch ein Karzinom vor. Von 5 extern nicht erkannten Läsionen enthielten 3 ein Karzinom. Ein extern beschriebener PI-RADS 3-Befund wurde intern auf PI-RADS 2 heruntergestuft und war nicht maligne.
Diskussion
Für das Vorliegen eines klinisch signifikanten Prostatakarzinoms lag die Sensitivität bei einem PI-RADS-Cut-off von 3 bei 100 %, mit einer eingeschränkten Spezifität von 18 %. Erhöhte man den Cut-off auf PI-RADS 4, sank die Sensitivität nur gering auf 96 %, die Spezifität stieg jedoch deutlich auf 51 % [5][6]. Im Vergleich hierzu zeigte das Cochrane-Review von Drost et al. von 2019 eine Sensitivität und Spezifität für einen PI-RADS-Cut-off von 3 von 89 % bzw. 39 %. Für einen Cut-off von 4 sank die Sensitivität auf 72 % und die Spezifität stieg auf 78 % [4] (Tabelle 1).
Tab. 1: Sensitivitäten und Spezifitäten im Literaturvergleich
Dargestellt sind Sensitivitäten und Spezifitäten mit 95 %-Konfidenzintervallen sowie Daten aus dem Cochrane Review von Drost et al. aus 2019 [4] für einen PI-RADS Cut-off von ≥ 3 und ≥ 4. Es flossen die Daten von 179 Patienten, die im Zeitraum von 2018–2021 sowohl MRT als auch MRT-fusionierte Prostatastanzbiopsie am Bundeswehrkrankenhaus Ulm erhielten, ein.
Die Sensitivität lag somit auch nach Erhöhung des Cut-offs auf PI-RADS 4 deutlich oberhalb der in der Literatur beschriebenen Werte. Die Spezifität lag dafür deutlich darunter. Dies kann einerseits durch die hohe Sensitivität an sich begründet sein. Andererseits fällt bei genauerem Betrachten der einbezogenen Studien auf, dass teils über 20 % der MRT-negativen Patienten, mit einem maximalen PI-RADS-Score unter 3, einer Stanzbiopsie unterzogen wurden. Intern waren es nur 9 %. Somit könnten die fehlenden potenziell richtig negativen Stanzbiopsien zu einer geringen Spezifität beigetragen haben. Allerdings scheint eine Rate von 9 % der Patienten, die keinerlei MRT-suspekte Läsionen aufweisen, aber dennoch einer Prostatastanzbiopsie unterzogen werden, den klinischen Alltag realistisch abzubilden. Einschränkend muss natürlich beachtet werden, dass es sich bei dieser Studie um ein retrospektives Design handelt und somit formal keine signifikanten Ergebnisse beschrieben werden dürfen. Dennoch sind die Ergebnisse sehr erfreulich, da durch das retrospektive Design der Alltag wirklich abgebildet werden kann und sie nicht durch eine Studienkünstlichkeit verfälscht werden.
Im Vergleich zur externen Praxis zeigte sich, dass 20 der 59 Läsionen, also 1/3 der Befunde, nicht miteinander übereinstimmten. 17 dieser 20 unterschiedlich befundeten Läsionen, also fast 29% der 59 Gesamtbefunde, unterschieden sich so sehr, dass es potenziell diagnostische Auswirkungen gehabt hätte. Das Bundeswehrkrankenhaus erreichte höhere Sensitivitäten und Spezifitäten für klinisch nicht signifikante und klinisch signifikante Karzinome, wenngleich die breiten 95 -Konfidenzintervalle bei kleiner Fallzahl überlappten, was bei der Beurteilung der Ergebnisse berücksichtigt werden muss. Dennoch deckt sich dies einerseits mit den in der Literatur beschriebenen Schwächen der Interrater-Reliability, bestätigt andererseits aber auch die bereits in der internen Analyse aufgefallene sehr hohe Sensitivität der Befunde im Bundeswehrkrankenhaus Ulm, bei vergleichsweise hoher Spezifität gegenüber externen Befunden [5][6].
Was bedeuten die Ergebnisse im wehrmedizinischen Kontext?
Das Angebot der Prostatadiagnostik am Bundeswehrkrankenhaus Ulm ist auf dem aktuellen Stand der Technik und ermöglicht nach einer Prostata-MRT über die minimalinvasive Diagnostik mittels exakter, schmerz- und komplikationsarmer perinealer MRT Fusionsbiopsie-Prostatakarzinom-Primärfälle frühzeitig zu detektieren und im nächsten Schritt operativ mittels radikaler Prostatektomie zu versorgen (Abbildung 2). Die Erfahrung zeigt, dass Patienten sich häufig auch im Bundeswehrkrankenhaus operieren lassen, wenn hier bereits die Diagnostik erfolgt ist.
Abb. 2: Prozessablauf interdisziplinäre Prostatadiagnostik und Therapie:
Darstellung des Prozesses der bildgebenden Prostatadiagnostik über die invasive Diagnostik bis zur kurativen Therapie mittels radikaler Prostatektomie im interdisziplinären Kanon. (Bild: M. Majewski)
Die Relevanz dieser Erkenntnis wird deutlich, wenn man einen Blick auf die aktuelle Entwicklung des zivil-militärischen Gesundheitsmarktes wirft. Eine Herausforderung für die Militärurologie ist das Spannungsfeld zwischen offener und robotisch-assistierter Prostatektomie. In einem militärischen Kontext sind offene, operative Eingriffe notwendig, da sie in Krise und Krieg die aktuelle Versorgungsrealität darstellen. Im zivilen Gesundheitsmarkt ist jedoch ein stetiger Trend hin zur minimalinvasiven, robotischen Versorgung zu verzeichnen. 2021 erfolgten bereits 60,8 % aller Prostatektomien in Deutschland robotisch assistiert mit steigender Tendenz. Die Patienten lassen sich bevorzugt in Kliniken operieren, die eine minimalinvasive Operation anbieten. Daher ist es essenziell, dass auch in den Bundeswehrkrankenhäusern das robotische Verfahren angeboten wird, um diejenigen Patienten zu identifizieren, die offen operiert werden.
Eine ähnliche Situation tritt auch in der Nierenchirurgie auf. Hier konnte im militärchirurgischen Kontext gezeigt werden, dass durch das Angebot einer minimalinvasiven OP-Methode die Gesamtzahl der OPs gesteigert werden konnte, wobei der Anteil an offenen Niereneingriffen stabil geblieben ist [3]. Letztendlich ist somit das Angebot der minimalinvasiven, robotischen OP-Methode alternativlos, um in einem zivilen Markt konkurrenzfähig zu bleiben und ausreichende OP-Zahlen für die operative Ausbildung und Inübunghaltung zu erreichen. Zukünftig ist mit einer weiteren Lenkung der Patientenströme hin in Zentren zu erwarten, die ein breites operatives Spektrum anbieten und operative Mindestmengen erfüllen.
Für die Viszeralchirurgie sind bereits verpflichtende Mindestmengen über den gemeinsamen Bundesausschuss umgesetzt worden, sodass einige komplexe Eingriffe nicht mehr außerhalb entsprechender Zentren durchgeführt werden dürfen [10]. Eine ähnliche Entwicklung ist auch bei der radikalen Prostatachirurgie zu erwarten [10]. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, einen entsprechenden Fokus auf hochwertige Diagnostik, Therapie und Forschung beim Prostatakarzinom zu setzen, um ausreichende Fallzahlen zu behandeln, damit die militärmedizinisch relevante Kompetenz der Beckenchirurgie erhalten werden kann.
Schlussfolgerung
Die MRT der Prostata am Bundeswehrkrankenhaus Ulm zeigt eine exzellente Sensitivität, auf einem höheren Niveau als in der Literatur dargestellt, auch wenn weiterhin Verbesserungspotenzial hinsichtlich der Spezifität besteht. Hier ist weitere Forschung notwendig, auch um in Zukunft den aktuellen Goldstandard, die Prostatastanzbiopsien, durch die MRT zu ersetzen.
Auch im direkten Vergleich zeigten die Befunde des Bundeswehrkrankenhauses eine bessere Sensitivität und Spezifität, wenngleich die geringe Fallzahl von 59 Läsionen die Aussagekraft hier sicherlich einschränkt und in die Interpretation einbezogen werden muss. Dies zeigt, wie eine hochwertige Ausbildung in der Radiologie und eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit zu ständiger Verbesserung und Weiterentwicklung führen und damit qualitativ hochwertige Prostata-MRT-Befunde bedingen [5][6].
Als Konsequenz haben wir am Bundeswehrkrankenhaus Ulm in der Klinik für Urologie eine Spezialsprechstunde für Soldaten und Zivilpatienten eingeführt, um Patienten mit Verdacht auf oder mit einem nachgewiesenen Prostatakarzinom zu beraten, in die Diagnostik einzusteuern und die Ergebnisse sowie therapeutische Möglichkeiten zu besprechen.
Insgesamt zeigt das Beispiel der MRT-Diagnostik beim Prostatakarzinom eindrücklich, wie die interdisziplinäre Zusammenarbeit nicht nur Grundlage für eine hochwertige Diagnostik selbst ist, sondern im zweiten Schritt auch der „Enabler“ ist, um militärurologisch hochrelevante operative Eingriffe innerhalb der Bundeswehr zu erhalten, insbesondere im Kontext einer zivil-militärischen Verflechtung auf dem Gesundheitsmarkt in Friedenszeiten.
Kernaussagen
- Die Prostatachirurgie ist wehrmedizinisch relevant, um Kompetenzen und Fähigkeiten der Beckenchirurgie im Frieden für Krise und Krieg zu erlernen und zu erhalten.
- Eine hochwertige Prostata-MRT-Diagnostik ermöglicht es, Tumore frühzeitig und nicht-invasiv zu diagnostizieren und zu behandeln.
- Die Befundung der Prostata-MRT am Bundeswehrkrankenhaus Ulm erfolgt durch speziell weitergebildete Radiologen auf hohem Niveau.
- Eine hochwertige Ausbildung von allen beteiligten Fachdisziplinen sowie eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit sind grundlegend, um Patienten optimal zu versorgen, die militärurologisch wichtigen Prostatektomien auf höchstem Niveau durchzuführen und als Bundeswehrkrankenhäuser im sich ändernden zivilen Umfeld zu bestehen.
Literatur
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Manuskriptdaten
Zitierweise
Haas S, Ruf C, Hackenbroch C, Majewski M. Wie die MRT-Diagnostik der Prostata hilft, militärchirurgische Kompetenz zu erhalten. WMM 2026;70(1–2):8-13.
DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-807
Für die Verfasser
Stabsarzt Dr. med. Simon Haas
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Bundeswehrkrankenhaus Ulm
Oberer Eselsberg 40, 89081 Ulm
E-Mail: simonhaas@bundeswehr.org
Manuscript Data
Citation
Haas S, Ruf C, Hackenbroch C, Majewski M. ]How MRI diagnostics of the prostate helps to maintain military surgical expertise]. WMM 2026;70(1–2):8-13.
DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-807
For the Authors
Captain (MC) Dr. med. Simon Haas
Department of Radiology and Neuroradiology
Bundeswehr Hospital Ulm
Oberer Eselsberg 40, D-89081 Ulm
E-Mail: simonhaas@bundeswehr.org
Untersuchungen zur Gebrauchstauglichkeit einer bundeswehreigenen Autoinjektor-Plattform: Ergebnisse der ersten formativen Studie
Usability Engineering of a Military Autoinjector Platform: Results from a Formative Study
Alexander Rohea,d, Dietmar Springerb, Myriam Braun-Münkerc, Florian Plößlb
a Bundeswehrkrankenhaus Ulm, Abteilung XXIV Apotheke
Zusammenfassung
Zur Selbst- und Kameradenhilfe auf dem Gefechtsfeld sind Autoinjektoren für verschiedene Indikationen vollständig etabliert. Um die Versorgung der Streitkräfte mit Autoinjektoren sicherzustellen, verfolgt die Bundeswehr die Eigenherstellung mittels einer Plattformtechnologie. Prototypen dieser Autoinjektor-Plattform wurden in der ersten formativen Studie auf ihre Gebrauchstauglichkeit hin untersucht.
Insgesamt 30 Teilnehmerinnen und Teilnehmer wurden nach vorheriger Einweisung aufgefordert, den Autoinjektor an einem Injektionskissen zu testen. Beobachtungen während der Durchführung sowie die anschließende standardisierte Befragung zeigten, dass der Autoinjektor einen sehr robusten Eindruck macht und insgesamt bereits gut bewertet wird. Anpassungsbedarf zeigte sich insbesondere bei der Aktivierungshandlung des Autoinjektors, der jedoch in der Folge durch das Redesign einzelner Bauteile gelöst werden kann.
Schlüsselwörter: Gebrauchstauglichkeit, Formative Studie, Autoinjektor, Gebrauchsfehler, Wehrpharmazie
Summary
Autoinjectors are well established for self- and buddy care on the battlefield for various indications. To ensure a sufficient supply of autoinjectors, the Bundeswehr is pursuing the establishment of in-house production through a platform technology. As a part of usability engineering, prototypes of this autoinjector platform were tested for usability in the first formative study.
After receiving oral instruction, a total of 30 participants were asked to test two autoinjectors, one after the other, on an injection pad. Observations during execution and the subsequent standardized survey indicated that the autoinjector was deemed very robust and was rated as more than satisfactory overall. Usability issues were identified, particularly about activating the autoinjector. These issues will be resolved by careful redesign of selected components.
Keywords: usability engineering; human factors engineering; formative study; autoinjector; use error; military pharmacy
Hintergrund und Zielstellung
Autoinjektoren sind für die schnelle Verabreichung von Wirkstoffen in Notfallsituationen vollständig etabliert [11][13]. Im militärischen Kontext sind insbesondere die Wirkstoffe Morphin zur Gefechtsfeldanalgesie [3][15] sowie Atropin als Antidot bei Vergiftungen mit Nervenkampfstoffen aus der Klasse der Organophosphate relevant [10][16]. In der Bundeswehr sind kommerzielle Autoinjektoren zur intramuskulären Injektion seit langem eingeführt und bestens charakterisiert [17]. Aufgrund der langanhaltend unsicheren Marktverfügbarkeit militärisch nutzbarer Autoinjektoren strebt die Bundeswehr die Eigenherstellung zur Versorgung der Streitkräfte an [6][8].
Dabei wird eine Plattformlösung verfolgt, d. h. ein bis auf Kennzeichnungselemente identischer Autoinjektor soll mit verschiedenen Wirkstofflösungen befüllt werden. Da ein solcher Autoinjektor aus einem Medizinprodukteanteil (vereinfacht: der Autoinjektorhülle) und einem Arzneimittelanteil (vereinfacht: der Wirkstofflösung) besteht, spricht man von einem sogenannten Kombinationsarzneimittel. Die Vorgaben für Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit eines Kombinationsarzneimittels sind in Deutschland durch das Arzneimittelgesetz (AMG) und die EU-Medizinprodukteverordnung vorgegeben [1][7][12]. Die Bundeswehr unterliegt dabei den gleichen Vorgaben wie zivile pharmazeutische Unternehmer.
Ein wichtiger Teil der regulatorischen Nachweisführung zur sicheren Anwendung eines Autoinjektors sind Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen. Unter Gebrauchstauglichkeit (engl. usability) versteht man die Eignung, eine korrekte Anwendung mit Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit in einem definierten Nutzungskontext zu erreichen. Eine entsprechende Usability Engineering Study bewertet die Fähigkeit der Anwender, die gegebenen Informationen zu verstehen und in eine erfolgreiche Anwendungshandlung umzusetzen. Eine formative Studie bezeichnet eine Untersuchung, die an einem funktionalen Prototyp in der Phase der Produktentwicklung durchgeführt wird [2][5].
Das Ziel der vorliegenden ersten formativen Studie bestand darin, die entwickelten Prototypen des Autoinjektors der Bundeswehr erstmals durch Nicht-Fachpersonal unter Laborbedingungen testen zu lassen. Dadurch sollten Informationen zur Identifizierung von Unklarheiten bei der aktuellen Produktgestaltung (intuitive Bedienung), von bislang nicht antizipierten Gebrauchsfehlern, einer Einschätzung des Benutzererlebnisses sowie einer Bewertung der Gebrauchsanleitung gewonnen werden. Aus diesen Erkenntnissen leiten sich konkrete Designvorgaben ab, um eine sichere, effektive und intuitive Anwendung des finalen Kombinationsarzneimittels zu gewährleisten.
Material und Methoden
Charakterisierung des Untersuchungsgegenstands (Autoinjektor)
Der Untersuchungsgegenstand ist ein nicht-wiederverwendbarer Autoinjektor mit 2-Schritt-Aktivierung zur intramuskulären Injektion einer Fixdosis. Als Herzstück fungiert eine genormte, vorgefüllte 1 ml-Fertigspritze, die nach Auslösung des Autoinjektors automatisiert bis zur gewünschten Injektionstiefe in den Muskel eindringt und das Füllvolumen vollständig injiziert.
Abbildung 1 zeigt den verwendeten Autoinjektor. Die Einzelschritte zur Anwendung sind in Tabelle 1 aufgeführt. Der Autoinjektor wird durch das Abziehen der Kappe aktiviert und durch senkrechten Druck auf die beabsichtigte Injektionsstelle ausgelöst. Nach dem Abheben schützt eine farblich abgesetzte Nadelschutzeinrichtung vor Verletzungen.
Abb. 1: Fotodarstellung der beiden Seitenansichten des in dieser Studie untersuchten Autoinjektors (lange Seite, kurze Seite) in seinen verschiedenen Zuständen: Die stabile Ausgabeform des Autoinjektors (oben), der auslösebereite Autoinjektor nach Abziehen der Kappe (Mitte) sowie der ausgelöste Autoinjektor nach Abschluss der Anwendung (unten). Der orangefarbene Nadelschutz umschließt die Nadel und verringert die Verletzungsgefahr. Das kennzeichnungslose, hochglänzende Etikett ist nur als Muster aufzufassen und stellt nicht den Endzustand dar. (Bildinhalte wurden aus patentrechtlichen Gründen teilweise unkenntlich gemacht)
Tab. 1: Konsekutive Einzelschritte bei der korrekten Anwendung des Autoinjektors
Im Gegensatz zu den bislang eingeführten Autoinjektoren soll auf eine zusätzliche Folienverpackung verzichtet werden. Die Schutzfunktion gegen äußere Einflüsse (Staub, Feuchtigkeit) übernimmt ein spezielles Etikett. Eine Materialschwächung (z. B. Perforation) über dem Öffnungsspalt zwischen Kappe und Korpus sorgt dafür, dass die notwendige Kraft an die Zielgruppe und das Anwendungsszenario angepasst ist. Die vorliegende Studie wurde mit einem Musteretikett ohne Kennzeichnung und ohne spezielle Merkmale vorgenommen (Farbkodierung, infrarot-lesbare Beschriftung, Beschichtungen etc.). Die Fertigspritze im Innern des Autoinjektors war mit isotonischer Kochsalzlösung als Modellflüssigkeit befüllt. Maschinelle Befüllung und Sterilisation erfolgten am Bundeswehrkrankenhaus Ulm.
Zielgruppe, Teilnehmer und Subgruppen
Der Autoinjektor der Bundeswehr soll im militärischen Kontext zur Selbst- und Kameradenhilfe angewandt werden. Mit Blick auf die zu erwirkenden Arzneimittelzulassungen muss die Zielgruppe der Autoinjektor-Plattform hinsichtlich Alter, Geschlecht, Gesundheitszustand, Konstitution, Herkunft, aber auch Bildung und Vorausbildung den militärischen Personalkörper der Bundeswehr widerspiegeln. Die formative Gebrauchstauglichkeitsuntersuchung umfasst die erwarteten Anwender: 30 Teilnehmende aus drei Altersgruppen wurden definiert (17-29 Jahre, 30-48 Jahre, 49-65 Jahre, jeweils 10 Personen; Geschlecht: 80 % männlich, 20 % weiblich, Verteilung in Anlehnung an SGleiG [9]). Alle Teilnehmenden mussten zum Zeitpunkt der Studie aktive Soldaten sein. Medizinisches und pharmazeutisches Fachpersonal mit Expertise in der Anwendung von Arzneimitteln und Medizinprodukten war von der Teilnahme ausgeschlossen.
Praktische Durchführung
Die formative Studie wurde parallel an zwei Dienststellen durchgeführt: am Zentralen Institut des Sanitätsdienstes der Bundeswehr in München und am Bundeswehrkrankenhaus Ulm. Ein einfach eingerichteter, reizarmer, gut beleuchteter Dienstraum, ausgestattet mit bundeswehrüblichem Mobiliar, wurde jeweils für die Durchführung genutzt.
Die Rekrutierung der Teilnehmer erfolgte entlang der Vorgaben zu Zielpopulation, Subgruppen und Ausschlusskriterien.
Den Teilnehmenden wurden gleichlautend der Studienaufbau, dessen Zielstellung, Zweck und Vorgehen sowie die Einzelschritte der Autoinjektoranwendung (Tabelle 1) erklärt, während diese die Inhalte auf einem vorliegenden Textblatt eigenständig verfolgen konnten. Eine Probeauslösung eines Autoinjektors wurde nicht vorgenommen. Im Anschluss machten sich die Teilnehmenden eigenständig und ohne Zeitvorgabe mit einer bebilderten Gebrauchsanleitung vertraut.
Die praktische Durchführung bestand aus drei Teilen.
Stufe 1 (Effektivität)
Auf Stufe 1 wurde ein Autoinjektor übergeben, der in ein bereitgestelltes Injektionskissen auszulösen war. Für Stufe 1 bestand eine Zeitvorgabe von maximal 5 min, gemessen von Aushändigung bis zum sicheren Ablegen des ausgelösten Autoinjektors. Der Teilnehmerkreis hatte keine Kenntnis von dieser Zeitbegrenzung.
Stufe 2 (Effizienz)
Auf Stufe 2 erhielten die Teilnehmenden einen zweiten Autoinjektor, der ebenfalls ausgelöst werden sollte. Das Zeitlimit von max. 1 min war dabei nicht bekannt. Diese Stufe erfasste einen möglichen Lerneffekt. Während der Stufen 1 und 2 protokollierte das Aufsichtspersonal sämtliche Beobachtungen und relevante Verbaläußerungen der Teilnehmenden.
Stufe 3 (Zufriedenheit mit der Handhabung)
In der abschließenden Stufe 3 erfolgte eine standardisierte Befragung der Teilnehmenden mit 9 Bewertungsfragen, die anhand einer fünfstufigen Smiley-Skala beantwortet wurden. Eine offen formulierte Frage mit Freitextantwort erfasste mögliche Verbesserungen aus Teilnehmersicht. Folgende Fragen wurden gestellt:
- Zufriedenheit mit der Bildanleitung: Konnten Sie die Art der Anwendung gut verstehen?
- Wie zufrieden waren Sie mit der Anwendung des Autoinjektors (Teil 1: Aktivierung/Kappe abziehen)?
- Wie zufrieden waren Sie mit der Griffigkeit der Kappe?
- Wie zufrieden waren Sie mit der Anwendung des Autoinjektors (Teil 2: Auslösung auf dem Injektionskissen)?
- Wie gut war für Sie der nicht-ausgelöste vom ausgelösten Autoinjektor unterscheidbar?
- Wie einfach fanden Sie es, die richtige Orientierung des Autoinjektors zu erfassen?
- War die Kolbenstange im Sichtfenster nach Abschluss der Injektion für Sie gut erkennbar?
- Macht der Autoinjektor auf Sie einen robusten Eindruck?
- Wie ist Ihr Gesamturteil?
Eine exemplarische Fotodarstellung der Durchführung ist in Abbildung 2 dargestellt.
Ergebnisse und Diskussion
Teilnehmerkreis
Insgesamt wurde die formative Studie mit 35 anonymisierten Teilnehmenden durchgeführt, wovon 5 aufgrund beruflicher Vorkenntnisse ausgeschlossen wurden. Die festgelegte Teilnehmerzahl wurde – unter Berücksichtigung von Alter und Geschlecht über beide Dienststellen gleichmäßig verteilt – erreicht. Das Lebensalter der eingeschlossenen Teilnehmenden lag zwischen 18 und 58 Jahren. Ein relevanter Unterschied der Ergebnisse zwischen beiden Dienststellen wurde nicht festgestellt, sodass ausschließlich die gemeinsame Auswertung präsentiert wird. Aufgrund des symmetrischen Autoinjektor-Designs (Abbildung 1) wurde auf eine Differenzierung des Teilnehmerfeldes in Linkshänder und Rechtshänder verzichtet.
Erfolgsquote und benötigte Zeit für die vollständige Anwendung
97 % der Teilnehmenden waren bei der Durchführung der ersten Injektion erfolgreich (Stufe 1), wobei „erfolgreich“ eine eigenständige, ungelenkte Injektion in das Injektionskissen bezeichnet. Die zweite Injektion (Stufe 2) verlief zu 100 % erfolgreich.
Alle Teilnehmenden hielten sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Anwendung die Zeitvorgaben ein. Die Zeitspanne für die erste Applikation des Autoinjektors lag zwischen 0,5 und 3 min, mit einer durchschnittlichen Dauer von 1,4 min (Median: 1 min). Bei der wiederholten Injektion betrug die mittlere Zeitspanne 0,6 min (Median: 0,5 min). Unterschiede zwischen Altersgruppen oder Geschlechtern wurden nicht festgestellt. Die durchschnittliche Anwendungsdauer sank von der ersten zur zweiten Injektion über das gesamte Teilnehmerfeld hinweg, ein Lerneffekt ist damit belegbar.
Abb. 2: Exemplarische Darstellung der praktischen Studiendurchführung mit einem Soldaten. Das bereitgestellte Injektionskissen ist auf dem Bild nicht erkennbar. (Bildinhalte wurden aus marken- und patentrechtlichen Gründen teilweise unkenntlich gemacht)
Teilnehmerwertungen
Abbildung 3 gibt einen Überblick über die Ergebnisse der Wertungsfragen von Stufe 3 (standardisierte Befragung). Aufgrund der Homogenität der Ergebnisse zwischen den Subgruppen wurde auf eine weitere Differenzierung nach Alter oder Geschlecht verzichtet. Die neun normierten Fragen fallen in vier verschiedene Teilbereiche, die in Abbildung 3 (A) farblich gekennzeichnet sind:
Abb. 3: Ergebnisse der Teilnehmerwertungen: Das Netzdiagramm (A) zeigt die arithmetischen Mittelwerte der Einzelwertungen in farblich gekennzeichneten Fragenclustern. Im gestapelten Säulendiagramm (B) sind die zugrundeliegenden Einzelwertungen dargestellt (n = 30).
Frage 1 zielt auf die Verständlichkeit der Bildanleitung ab.
Insgesamt waren 28 von 30 Teilnehmenden mit der Gebrauchsanleitung mindestens „zufrieden“. Der mittlere Punktewert lag bei 4,6 von 5 Punkten.
Fragen 2 bis 4 befassen sich mit dem Handling bzw. der Funktion des Autoinjektors. Die Aktivierung durch Abziehen der Kappe wurde überwiegend negativ bewertet (Mittelwert: 2,6), die Griffigkeit der Kappe wurde durchschnittlich bewertet (Mittelwert: 3,8). Diese Befunde sind als Gebrauchstauglichkeitsprobleme aufzufassen (s.u.). Mit dem Auslösungsschritt waren 29 von 30 Teilnehmenden mindestens zufrieden (Mittelwert: 4,8). Mechanismus und Auslösekraft wurden in der Zielgruppe positiv wahrgenommen.
Fragen 5 bis 8 betreffen die intuitive Erfassbarkeit und den äußeren Eindruck.
Die Unterscheidbarkeit zwischen ausgelöstem und nicht ausgelöstem Autoinjektor wurde von fast allen Teilnehmern als mindestens zufriedenstellend bewertet (Mittelwert: 4,7). Mit einem Mittelwert von 4,7 wurde die Erfassbarkeit der korrekten Orientierung des Autoinjektors eingeschätzt. Der Autoinjektor machte auf die Teilnehmer einen sehr robusten Eindruck (Mittelwert: 4,9). Diese Aspekte sind damit für den weiteren Projektfortschritt akzeptabel. Die Sichtbarkeit der Kolbenstange erwies sich jedoch noch nicht als optimal (Mittelwert: 2,7). Als Begründung wurden insbesondere die schlechte Unterscheidbarkeit zwischen weißer Kolbenstange und farblosem Spritzeninhalt sowie die Größe und Lage des Sichtfensters angeführt.
Frage 9 erfasst den subjektiven Gesamteindruck, der unabhängig von den vorherigen Fragen ist. 25 von 30 Teilnehmern waren mit dem Autoinjektor „sehr zufrieden“ oder „zufrieden“. Als Mittelwert ergab sich 4,1 von 5 Punkten. Die Wertung „unzufrieden“ oder „sehr unzufrieden“ trat nicht auf.
Gebrauchsfehler
Ein Gebrauchsfehler führt zu einer Situation, bei der das Ergebnis des Produktgebrauchs vom beabsichtigten Ergebnis abweicht, was aber nicht auf eine Fehlfunktion zurückzuführen ist. Im Vorfeld der formativen Studie wurde eine gebrauchsbezogene Risikoanalyse (use-related risk analysis) erstellt, die u. a. Gebrauchsfehler antizipierte und Maßnahmen zu deren Beherrschung festlegte. Als Basis diente das einschlägige systematische Review von Weinhold et al. [14]. Ein Gebrauchsfehler kann dazu führen, dass ein definierter Einzelschritt (s. Tabelle 1) nicht erfolgreich durchgeführt wird. Das bedeutet aber nicht zwingend, dass dadurch eine erfolgreiche Anwendung im Sinne einer wirksamen Injektion verhindert wird. Über alle 60 Injektionen hinweg wurde nur ein einziger gravierender Gebrauchsfehler beobachtet. Ein 58-jähriger männlicher Teilnehmer drückte bei der ersten Injektion (Stufe 1) den aktivierten Autoinjektor in falscher Orientierung auf das Injektionskissen und nahm die Auslösung mit dem Daumen vor. Er absolvierte die Stufe 2 erfolgreich. Der Teilnehmer gab sich in der Einweisungsphase aufgrund seiner breiten militärischen Ausbildung und seines großen Erfahrungsschatzes tendenziell von der Aufgabe unterfordert. In der wahrgenommenen Prüfungssituation wollte er möglicherweise durch beherztes Agieren bestechen. Beides führte dazu, dass die selbstständige Beschäftigung mit der Bildanleitung im Anschluss an die mündliche Einweisung hastig erfolgte. Der konkrete Gebrauchsfehler beweist jedoch, dass der Wechsel von den eingeführten Autoinjektoren, bei denen die Kappe auf der nadelabgewandten Seite entfernt wird, auf die neue Autoinjektorplattform, bei der die Kappe auf der Nadelseite entfernt wird, mit aller unmissverständlichen Klarheit kommuniziert und ausgebildet werden muss. Wenngleich die neue Variante von den Teilnehmenden als intuitiv bedienbar bewertet wurde, ist insbesondere bei Soldaten mit langjähriger militärischer Vorausbildung eine Umprägung der eingeübten Muster erforderlich. Dies kann nur durch die rechtzeitige Integration des neuen Autoinjektors in die Ausbildungsorganisation gelingen. Durch Training, z. B. im Rahmen der Einsatzersthelferausbildung, muss das militärische Personal auf das neue Funktionsprinzip geprägt werden.
Typischerweise ist das hinreichend lange Halten des Autoinjektors von der Auslösung bis zum Abschluss der Injektion der häufigste Gebrauchsfehler [4]. In der vorliegenden Studie hob kein Anwender den Autoinjektor vorzeitig (vor Abschluss der Injektion) von der Injektionsstelle ab. Für die militärische Zielgruppe erwies sich die Haltezeit als unproblematisch, und auch die erforderliche Haltekraft der Zielgruppe entsprach den spezifizierten Federkräften. Ursächlich könnte hier die zu den bereits eingeführten Autoinjektoren vergleichbare Haltezeit (10 s) sein, denn alle Teilnehmer durchliefen im Laufe ihrer Dienstzeit mindestens eine erste Ausbildung (Einsatzersthelfer A).
Gebrauchstauglichkeitsprobleme
Von Gebrauchsfehlern sind Gebrauchstauglichkeitsprobleme zu unterscheiden, sogenannte Usability Issues, die in der abschließenden Befragungssituation (s.o. Frage 10) herausgearbeitet wurden. Während im formalen Studienbericht alle Einzelbefunde beleuchtet werden, soll in diesem Artikel auf die wesentlichen Punkte fokussiert werden. In der vorliegenden Studie sticht insbesondere die Abzugskraft der Kappe als Usability Issue hervor (s.o. Frage 2):
Die Bildanleitung suggerierte im Einzelschritt 3, die Kappe sei mit der Hand im Pinzettengriff zu greifen und gerade abzuziehen. Für einen erheblichen Teil der Teilnehmenden war die dafür erforderliche Kraft zu groß, und sie wechselten nach einer kurzen Ausprobierphase zu anderen Techniken, die dann zum Erfolg führten. Am häufigsten wurde die Griffweise in einen Faustgriff umgestellt. Auch Methoden zur Durchtrennung der Perforationslinie des Etiketts wurden vereinzelt angewandt (z. B. Wackel- oder Drehbewegungen, Fingernagel zum Öffnen des Etiketts). Eine unzureichende Griffigkeit der Kappe (s.o. Frage 3) trägt subjektiv dazu bei, ist jedoch nicht die Ursache des Problems. Vielmehr ist das Industriedesign insgesamt entscheidend: Die Greifhilfen der Kappe auf der kurzen Seite wurden von einigen Teilnehmenden als Druckflächen interpretiert, während die winkelartig geformten Greifhilfen auf der langen Seite diesen Eindruck nicht erweckten. Im Pinzettengriff gemäß Bildanleitung wurde dadurch gezielt Druck auf die Rastmarken zur Kappenfixierung ausgeübt, was in Verbindung mit der überlappenden Etikettierung die erforderliche Kraft für die meisten Teilnehmer so weit erhöhte, dass ein Abziehen der Kappe nicht möglich war. Durch den Wechsel in einen Faustgriff verteilte sich die Handkraft gleichmäßig auf die ganze Kappe, die Rastmarken waren frei und das Abziehen der Kappe funktionierte bei allen zufriedenstellend, was sich im beobachteten Lerneffekt (Stufe 2) widerspiegelt. Durch gleichartige, stärker ausgeformte Greifhilfen auf allen vier Seiten in Verbindung mit einer rastmarkenfreien Kappenfixierung und einer leicht angepassten Bildanleitung soll das Risiko einer zu hohen Abzugskraft zukünftig beherrscht werden.
Weiterhin stellte sich die Erkennbarkeit der Kolbenstange als Usability Issue heraus:
Um die Sichtbarkeit der Kolbenstange zu verbessern (s.o. Frage 7 und Tabelle 1 Einzelschritt 9), soll das beidseitige Sichtfenster von der kurzen Seite auf die lange Seite verlegt werden, denn in dieser Studie wurde eine klar bevorzugte Lage des Autoinjektors mit der langen Seite parallel zur Handfläche festgestellt. So soll die Einsehbarkeit des Sichtfensters zum Zeitpunkt der Injektion verbessert werden. Bei den Prototypen war die Kolbenstange zudem aus weißem Kunststoff gefertigt. Durch die Verwendung eines farbigen Kunststoffs, der sich klar von Hülle und Nadelschutz unterscheidet, soll die Erfassbarkeit der Kolbenstange verbessert werden.
Weitere Erkenntnisse der vorliegenden Studie umfassen ein Redesign der rückseitigen Kappe sowie bestimmte Kennzeichnungselemente und Etikettanforderungen.
Schlussfolgerungen
Unabhängig von Alter und Geschlecht waren alle Teilnehmenden in der Lage, den Autoinjektor erfolgreich anzuwenden. Mit Ausnahme eines einzigen Ereignisses, das die Bedeutung der Schulung zur korrekten Orientierung des Autoinjektors bei der Anwendung unterstreicht, waren alle versuchten Injektionen erfolgreich. Der Autoinjektor selbst machte auf die Teilnehmer einen sehr robusten Eindruck und wurde hinsichtlich seiner Funktion positiv bewertet. Dennoch konnte erhebliches Verbesserungspotenzial in der Gebrauchstauglichkeit identifiziert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse werden nun unverzüglich in ein aktualisiertes Industriedesign umgesetzt. Die vorliegende Studie bezeugt einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur versorgungssicheren Eigenherstellung von Autoinjektoren in der Bundeswehr.
Kernaussagen
- Die Bundeswehr entwickelt eine Autoinjektor-Plattform zur Versorgung mit verschiedenen Autoinjektor-basierten Arzneimitteln in Eigenherstellung.
- Ein Autoinjektor-basiertes Fertigarzneimittel besteht vereinfacht aus einem Medizinprodukteanteil (Autoinjektor) und einem Arzneimittelanteil (Arzneistoffformulierung).
- Die präsentierte formative Studie dient dem Nachweis der Gebrauchstauglichkeit der Autoinjektor-Plattform sowie der Identifizierung von Gebrauchsfehlern.
- Die getesteten Autoinjektoren wirkten auf die Teilnehmer sehr robust und hinterließen bezüglich Form und Funktion einen positiven Gesamteindruck.
- Einige Gebrauchstauglichkeitsprobleme konnten identifiziert werden, die in Folge als konkrete Design-Inputs in die weitere Entwicklung einfließen.
Literaturverzeichnis
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Erklärung zum Interessenkonflikt (COI, Conflict of interest) gem. International Committee of Medical Journal Editors für alle Autoren:
Die Autoren erklären übereinstimmend, dass kein Interessenkonflikt (gem. ICMJE-Vorgaben zur Disclosure of Interests in der Fassung vom Februar 2021) besteht.
Bildquellennachweis: Alle Bildrechte liegen bei Oberfeldapotheker Dr. Alexander Rohe (Bundeswehr)
bZentrales Institut des Sanitätsdienstes der Bundeswehr München, Abteilung C Pharmazie
cHochschule Fulda
d Kommando Gesundheitsversorgung der Bundeswehr, Fachabteilung IV Wehrpharmazie
Manuskriptdaten
Zitierweise
Rohe A, Springer D, Braun-Münker M, Plößl F. Untersuchungen zur Gebrauchstauglichkeit einer bundeswehreigenen Autoinjektor-Plattform: Ergebnisse der ersten formativen Studie. WMM 2026;70(1-2):14-19.
DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-811
Für die Verfasser
Oberfeldapotheker Dr. Alexander Rohe
Kommando Gesundheitsversorgung der Bundeswehr
Von-Kuhl-Straße 50, 56070 Koblenz
E-Mail: alexanderrohe@bundeswehr.org
Manuscript Data
Citation
Rohe A, Springer D, Braun-Münker M, Plößl F. [Usability engineering of a military autoinjector platform: formative study results]. WMM 2026;70(1-2):14-19.
DOI: https://doi.org/10.48701/opus4-811
For the Authors
Lieutenant Colonel (MC, Pharm) Dr. Alexander Rohe
Department for Pharmacy
Bundeswehr Health Care Command
Von-Kuhl-Straße 50, D-56070 Koblenz
E-Mail: alexanderrohe@bundeswehr.org
19AWMM 2026–70(1–2)