Fantasmi stampati in 3D per simulare l’intubazione nei bambini

I simulatori convenzionali per intubazione oggi sono costosi e mancano della precisione anatomica necessaria. Come soluzione, i ricercatori sudcoreani hanno sviluppato un nuovo modello di simulazione con stampa 3D e stampaggio in silicone, rilasciando le loro scoperte nel fantasma ‘ paziente specifico e iperrealistico recentemente pubblicato per un simulatore di intubazione con una via aerea difficile sostituibile di un bambino che utilizza la stampa 3D .’

Che tu abbia o meno esperienza in medicina, molto probabilmente sei in qualche modo consapevole della procedura di intubazione e del fatto che la maggior parte dei pazienti ha un forte desiderio di evitare il processo. Troppi individui stanno vivendo intubazione oggi, a causa di complicazioni da COVID-19. La formazione per gli studenti di medicina a volte è anche impegnativa, a causa della mancanza di precisione nei dispositivi educativi, nonché delle opportunità limitate di intubare effettivamente i casi difficili; tuttavia, l’intubazione tracheale difficile può causare gravi problemi respiratori o persino la morte e devono essere apportati miglioramenti per quanto riguarda l’educazione dei professionisti medici.

Nello sviluppo del simulatore dell’intubazione tracheale per questo studio e nella valutazione del suo vero potenziale per l’allenamento, i ricercatori si sono concentrati sulla cura di dettagli come la mobilità della mascella e della colonna cervicale e la pressione della lingua nei pazienti con sindrome di Crouzon, un disturbo che causa la fusione prematura del cranio.

Un fantasma specifico per il paziente e iperrealistico per il simulatore di intubazione tracheale difficile. (A) Assemblaggio delle parti interne, compresa la parte posteriore del cranio, cranio-mascella, mandibola, colonna cervicale, vie aeree e lingua nella vista isometrica. (B) Allo stato, (A) vista dal basso. (C) Fantasma finale con pelli anteriore e posteriore. (D) Intubazione con lame Macintosh nel fantasma con apertura della bocca.

Impiegando tre diverse stampanti 3D – una Form 2 , una XFAB e un Object J750 – crearono parti delle vie aeree e della lingua per il “fantasma”, un simulatore che voleva apparire simile a un individuo con la sindrome di Crouzon.

“Uno dei fattori più importanti di questo fantasma è la precisione dell’apertura della bocca. La distanza di apertura dell’inter-incisivo era impostata su 21, 32 e 47 mm. Due ricercatori hanno misurato queste distanze cinque volte per analizzare l’accuratezza della distanza di apertura della bocca “, hanno spiegato i ricercatori. “Tutte le misurazioni erano entro i limiti del 95% dell’accordo.”

Grafico di Bland-Altman per valutare le differenze tra il file STL e il fantasma. (a) Misure di STL e fantasma stampato a una distanza tra gli incisivi di 21 mm, (b) distanza tra gli incisivi di 32 mm e (c) distanza tra gli incisivi di 47 mm.

Nel creare i campioni, i ricercatori hanno usato i dati CT dalle immagini della testa di una bambina di 18 mesi. Si sono concentrati in particolare sulle seguenti parti chiave:

Pelle
Mandibola
Cranio-mascellare
Cranio
Vie aeree
C-colonna vertebrale
Lingua

Procedura generale di produzione di un simulatore di intubazione tracheale difficile di un bambino. Modellazione a deposizione fusa FDM, stampa a getto di colore CJP, apparecchio stereolitografico SLA, colonna cervicale C-colonna vertebrale.

Visualizzazione della segmentazione con varie regioni anatomiche per progettare il difficile fantasma dell’intubazione tracheale nelle immagini TC di un paziente di 18 mesi con sindrome di Crouzon. (A) Vista sagittale, (B) vista assiale e (C) visualizzazione 3D (cervicale-spina dorsale, rosso; vie aeree, blu scuro; lingua, verde; cranio e mandibola, giallo).

Le vie respiratorie e la lingua sono state fabbricate come una parte, ancora una volta, significavano essere simili a un paziente con sindrome di Crouzan. La lingua aveva anche tre articolazioni, collegate a una mandibola, con entrambe le parti in grado di muoversi insieme.

Con l’osso stampato in 3D e i tessuti molli modellati per imitare il corpo umano, i ricercatori hanno scoperto che il fantasma ha successo: confermando la fattibilità per l’uso da parte di coloro che si allenano e per l’uso nella pratica di intubare i bambini piccoli come i bambini che sono “compromessi dallo sviluppo” “O presentano anomalie craniofacciali.

Le vie aeree e la lingua sono state modellate sulla base di immagini TC di un paziente con sindrome di Crouzon. (A) Una parte con le vie aeree (blu) e la lingua (verde), e quattro misurazioni per valutare l’accuratezza della fabbricazione, incluso (a) il diametro interno delle vie aeree, (b) la larghezza dell’epiglottide, (c) la lunghezza tra l’epiglottide fino alla fine delle vie aeree e (d) la lunghezza della lingua (connettori a una mandibola e cranio-mascella; giallo). (B) struttura interna (marrone) e il foro esterno della lingua per imitare il rilevamento tattile per premere la lingua con le lame e i fori Macintosh nelle viste isometriche (superiore) e anteriore (inferiore).

“I lavori futuri si concentreranno sulla generazione di una varietà di modelli di anomalie craniofacciali con l’aggiunta di un modello di modello intercambiabile che porterebbe questo progetto un passo avanti verso l’imitazione della realtà, migliorando così la qualità della formazione con i modelli”, hanno concluso i ricercatori. “Riteniamo che l’attuale tecnologia di stampa 3D possa ridurre il divario tra l’educazione medica basata sulla simulazione e l’autentica esperienza del paziente. Per una simulazione più realistica, il fantasma specifico del paziente è stato fabbricato per imitare il tessuto umano, con un’apertura realistica della bocca e una forma accurata delle vie aeree difficili, che ha un grande potenziale per il campo dell’educazione e della formazione medica. “

Il design generale del movimento della bocca. (A) La cranio-mascella con una presa trainata inserita da un condilo di forma circolare della mandibola alla bocca chiusa nel taglio della presa trainata. (B) La cranio-mascella con lo scivolo e la mandibola ruotata sulla bocca aperta nella vista di taglio. (C) Allo stato (B), è stata misurata la lunghezza dell’apertura della bocca nella distanza inter-incisivo nella visualizzazione 3D (linea rossa).

Assemblaggio di un fantasma di intubazione tracheale difficile con varie parti anatomiche tra cui (A) la parte posteriore del cranio, (B) la cranio-mascella, (C) la colonna cervicale, (D) le vie respiratorie e la lingua, (E) la mandibola e (F) l’assemblaggio delle strutture interne compreso (A) – (E), escluse le pelli. Con le pelli comprese le parti anteriore (G) posteriore e (H), tutte le parti sono assemblate in (I) che integra (F) – (H). Le parti blu di (I) sono state utilizzate come connettori delle pelli posteriore e anteriore nel cranio.

Questo nuovo studio segue le attuali tendenze nella fabbricazione di simulatori , risolvendo problemi di costo e offrendo una serie di altri vantaggi; ad esempio, Creatz3D , con sede a Singapore, ha progettato e stampato in 3D manichini medici a grandezza naturale che consentono la formazione medica nelle raccolte di tamponi per i pazienti. Ricercatori internazionali hanno creato un fantasma stampato in 3D per una maggiore facilità nella simulazione di procedure come la somministrazione di epidurali , ed esperti del laboratorio di stampa 3D presso il Dipartimento di Neurochirurgia della Mayo Clinic, il laboratorio BRAIN (Biotechnology Research and Innovation Neuroscience) hanno stampato in 3D un simulatore per la formazione medica studenti in anatomia spinale e posizionamento della vite peduncolare.

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