Simulatore stampato 3D per l’allenamento dell’anestesia neurassiale per aiutare a rendere l’anestesia epidurale o l’intervento chirurgico più sicuri 

I ricercatori sviluppano e testano il simulatore stampato 3D per l’allenamento dell’anestesia neurassiale per aiutare a rendere il prossimo epidurale o l’intervento chirurgico più sicuri

È sempre più facile per i medici, i chirurghi e gli infermieri eseguire una procedura su un paziente se l’hanno praticata una o due volte. Abbiamo visto simulatori medici 3D stampati per tutti i tipi di procedure mediche, da inserire IV e sutura per intubare una delle vie aeree e l’esecuzione di un intervento chirurgico buco della serratura su un bambino . Tuttavia, questo non è sempre stato il caso dell’anestesiologia.

La formazione procedurale per i residenti di anestesiologia si svolge di solito come parte della cura del paziente – non quando l’obiettivo primario è in realtà l’apprendimento della procedura. Questo è probabilmente estremamente snervante sia per il paziente che per lo studente, e mentre ci sono simulatori e fantasmi disponibili in commercio per l’addestramento dell’anestesia neuronale (spinale ed epidurale), sono troppo costosi da implementare su una base molto diffusa.

Modello 3D finale di un simulatore neuroassiale prima della stampa 3D.
Ma un gruppo di ricercatori di ospedali e università di tutto il mondo ha lavorato per cambiarlo, e di recente ha pubblicato un articolo dal titolo ” Fantastico stampato tridimensionale a basso costo per l’addestramento dell’anestesia neuronale: sviluppo e confronto con un modello commerciale ” sul loro lavoro di sviluppo di un economico, anestesia fantasma anestesia stampabile 3D attraverso l’uso di software libero / libre / open-source (FLOS), e confrontando il fantasma con un modello di simulatore disponibile in commercio.

L’abstract del documento recita: “Le procedure di anestesia neuroassiale (anestesia spinale ed epidurale) hanno curve di apprendimento significative e sono state tradizionalmente insegnate a letto, esponendo i pazienti al rischio aumentato associato alle procedure fatte dai novizi. La formazione medica basata sulla simulazione consente ai tirocinanti di praticare e affinare ripetutamente le proprie capacità prima dell’interazione con il paziente. L’ampia diffusione dell’istruzione medica basata sulla simulazione per l’insegnamento procedurale è stata lenta a causa della spesa e della limitata varietà di fantasmi commercialmente disponibili. Il software libero / Libre / open-source (FLOS) e le tecnologie di stampa desktop 3D hanno permesso la fabbricazione di fantasmi medici a basso costo, specifici per il paziente. Tuttavia, pochi studi hanno valutato le prestazioni di questi dispositivi rispetto ai fantocci commercialmente disponibili.
La cosa che rende la simulazione dell’anestesia neuroassiale così difficile è che si basa principalmente sul feedback tattile, integrato con l’imaging ecografico di prima della procedura. Quindi qualsiasi simulatore, stampato in 3D o in altro modo, deve essere abbastanza realistico per fare del bene. Il team ha utilizzato i dati delle scansioni CT per creare un modello 3D della colonna lombare, che è stato poi modificato, inserito in un’unità abitativa progettata digitalmente e stampato in 3D con PLA su un sistema desktop.

Creazione di componenti ecogenici del simulatore epidurale stampato in 3D. (A) Fantasma in neuraxial stampato in 3D con inserto che mostra una vista ingrandita di un interspazio. (B) Modellazione del legamento del legamento con pasta siliconica con inserto che mostra una vista ingrandita di un singolo livello. (C) Sommersione totale della colonna vertebrale con soluzione di gelatina ecogenica (9,0% p / v).
“La simulazione ha il potenziale per migliorare la formazione procedurale consentendo ai tirocinanti di acquisire competenze in un ambiente realistico in cui l’unica conseguenza dell’errore è l’apprendimento”, hanno scritto i ricercatori. “Ciò consente ai tirocinanti di diventare” principianti esperti “prima della pratica procedurale clinica.”
Interfaccia ITK-SNAP dopo la segmentazione della colonna vertebrale con lo strumento automatico del contorno attivo.
Ogni colore rappresenta una maschera di livello diversa che indica diverse regioni per il modello 3D segmentato.
Il team ha riempito il modello con una soluzione ecogenica di gelatina con fibra di psillio e, una volta riscaldato e raffreddato adeguatamente alcune volte per aumentare la rigidità, 22 anestesisti del personale hanno eseguito una procedura spinale e un’epidurale, prima sul simulatore stampato in 3D e quindi su un fantoccio Simulab disponibile in commercio, quindi ha valutato la fedeltà di imaging tattile ed ecografica di ciascuno.

I ricercatori hanno concluso: “I fantocci a neuraxial a basso costo con fedeltà comparabile ai modelli commerciali possono essere prodotti utilizzando i dati CT e l’infrastruttura a basso costo costituita da software FLOS e stampanti 3D desktop.”
Tuttavia, è stato notato che lo studio ha alcune limitazioni, incluso il fatto che i partecipanti non potevano essere accecati a causa delle ovvie differenze di aspetto tra i modelli. Inoltre, solo i docenti esperti sono stati in grado di testare il simulatore stampato in 3D, non i tirocinanti.

“Il fantoccio stampato in 3D aveva anche tre limitazioni principali”, hanno scritto i ricercatori. “In primo luogo, c’era una mancanza di realismo nella palpitazione superficiale a causa della morbidezza della soluzione di gelatina utilizzata. In secondo luogo, la natura deperibile dei mezzi di gelatina e di psillio significa che sarebbe necessario creare una nuova partita di gelatina ripetutamente, un processo che richiede tempo. In terzo luogo, i segni delle tracce dell’ago persistevano nei modelli dopo l’uso. Questi problemi saranno probabilmente affrontati dalla sostituzione di un gel balistico (Clear Ballistics, Fort Smith, AR, USA) al posto della gelatina. ”
Immagini ad ultrasuoni del Simulab e fantasmi stampati in 3D.
Mentre alla fine, il fantoccio stampato in 3D era meno realistico del simulab fantasma per la palpazione superficiale a causa della fragilità del silicone, aveva una fedeltà molto migliore in termini di puntura durale, ecografia e perdita di resistenza.

Inoltre, costa solo $ 13 alla stampa 3D del fantasma neuroxial, con 25 ore di stampa 3D non supervisionata e due ore per assemblarlo – molto meno denaro e costi di quanto necessario per fabbricare il fantoccio Simulab.

I coautori del giornale sono Azad Mashari, Mario Montealegre-Gallegos, Jelliffe Jeganathan, Lu Yeh, Joshua Qua Hiansen, Massimiliano Meineri, Feroze Mahmood e Robina Matyal.

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