3Dプリンティングによる高忠実度、低コストの骨内ライン配置タスクトレーナーの作成
Summary
コンピュータ断層撮影(CT)スキャンを、忠実度が高く、再利用可能で、低コストのプロシージャルタスクトレーナーに処理する手順について説明します。CTスキャンの識別プロセス、エクスポート、セグメンテーション、モデリング、および3D印刷がすべて、プロセスで学んだ問題と教訓とともに説明されています。
Abstract
プロシージャルタスクトレーナーの説明には、最終的に患者に手順を実行する前に、安全な環境で手順を繰り返してリハーサルすることにより、技術的スキルを磨くためのトレーニングツールとしての使用が含まれています。現在までに利用可能な多くの手続き型タスクトレーナーは、非現実的な解剖学的構造や、トレーナー組織が繰り返し操作を受けた後にユーザーが作成した「ランドマーク」を発達させる傾向など、いくつかの欠点に苦しんでおり、不適切な精神運動スキルの発達につながる可能性があります。これらの欠点を改善するために、ユビキタス3次元(3D)印刷技術と既製の商品供給を利用した、コンピューター断層撮影(CT)スキャンから得られた解剖学的構造から作成された、忠実度の高い手続き型タスクトレーナーを作成するプロセスが作成されました。
この方法は、組織内に浮遊する骨骨格構造を包み込むために、対象の骨格要素の周囲の組織構造を捕捉する3Dプリントされた組織型を作成することを含み、これもまた3Dプリントされる。次に、忠実度の高い形状と組織密度の両方で組織を近似する組織培地混合物を型に流し込み、硬化させます。タスクトレーナーを使用して骨内ラインの配置などの手順を練習した後、組織媒体、型、および骨は再利用可能であり、その後のトレーニングセッションで使用するために、穿刺部位や操作の欠陥のない新しいタスクトレーナーを作成するために再利用できます。
Introduction
手続きスキルの患者ケア能力は、民間および軍の医療1,2環境で研修生を育成するための重要な要素です。手技スキルの開発は、麻酔学3や最前線の医療従事者などの手順集約型の専門分野にとって特に重要です。タスクトレーナーは、1年生の医学生や医療技術者から上級研修医やフェローに至るまで、スキルレベルで多数の手順をリハーサルするために使用できます。多くの医療処置を完了するにはかなりのトレーニングが必要ですが、ここで紹介するタスク(骨間(IO)ラインの配置)は簡単で、技術的なスキルは必要ありません。IOラインの正常な配置は、比較的短期間のトレーニングで達成できます。タスクトレーナーの使用を含む医療トレーニング中のシミュレーションの使用は、最終的に患者に手順を実行する前に、安全でストレスの少ない環境での臨床手順の繰り返しとリハーサルを通じて技術的な手順スキルを習得するためのツールとして認識されています2,4,5。
当然のことながら、医学教育環境でのシミュレーショントレーニングは広く受け入れられるようになり、患者の転帰への影響に関するデータが不足しているにもかかわらず、主力であるように思われます6,7。さらに、最近の出版物は、シミュレーションがチームのダイナミクスと意思決定の改善の結果として、チームのパフォーマンスと患者の転帰を改善することを示しています。それでも、シミュレーションが重要な救命処置を実行する時間または成功率を改善することを示唆するデータはほとんどなく8,9、シミュレーションが医療提供者の教育において複雑で多面的であることを示唆しています。標準的な静脈内アクセスが不可能または適応とされない患者では、IOライン配置を使用して血管アクセスを迅速に達成することができ、最小限のスキルしか必要としません。.この手順のタイムリーで成功した実行は、特に周術期環境または外傷シナリオにおいて重要です10、11、12。IOラインの配置は周術期領域ではめったに行われない手順であり、命を救う手順になる可能性があるため、非臨床環境でのトレーニングが重要です。IOライン配置に固有の解剖学的に正確なタスクトレーナーは、この手順の予測可能なトレーニング頻度とスキル開発を提供するための理想的なツールです。
広く使用されているが、現在利用可能な商用タスクトレーナーにはいくつかの重大な欠点がある。まず、手順を複数回試行できるタスクトレーナーは、タスクトレーナーの初期購入だけでなく、シリコンスキンパッチなどの交換可能な部品の補充にもコストがかかります。その結果、部品を交換する頻度が低くなることが多く、研修生に最適なトレーニング体験を提供する目立つランドマークが残ります。患者は、手順を実行する必要がある場所に事前にマークされていません。別の欠点は、従来のタスクトレーナーのコストが高いため、デバイスの紛失や損傷を防ぐためにデバイスが保護された保管場所に「ロックアップ」されている場合、ユーザーによるアクセスが制限される可能性があることです。その結果、より厳格で利用可能なスケジュールされた練習時間が少なくなり、それらの使用を制限すると、予定外のトレーニングが確実に困難になる可能性があります。最後に、ほとんどのトレーナーは忠実度が低いと見なされています 5,13,14 代表的な解剖学的構造のみを使用しており、不適切な精神運動スキルの発達やトレーニングの傷跡につながる可能性があります。また、低忠実度のトレーナーは、忠実度の低いデバイスでのトレーニングが実際の実際の手順を適切に模倣できない可能性があるため、スキルの習得、習熟度、および低下の徹底的な評価を非常に困難にします。
代表的な解剖学はまた、精神運動スキルの習得と習得の適切な評価を妨げます。さらに、精神運動スキルの一部が臨床タスクに反映されていない場合、シミュレートされた医療環境から患者ケアへの精神運動スキルの移転を評価することはほぼ不可能になります。これにより、医療シミュレーションとトレーニングが患者の転帰に影響を与える能力に関するコンセンサスが妨げられます。コスト、解剖学的精度、アクセスの課題を克服するために、低コストで忠実度の高いIOラインタスクトレーナーを開発しました。タスクトレーナーは、実際の患者のCTスキャンから設計されており、正確な解剖学的構造が得られます(図1)。使用される材料はどこにでもあり、入手が容易であり、コンポーネントは比較的簡単に再利用できます。他の多くの市販のトレーナーと比較して、ここで説明するタスクトレーナーの設計の適度なコストは、アクセスしにくく保護された場所にトレーナーを隔離したいという欲求を劇的に減らし、主要なランドマークなしで複数の繰り返しを可能にします。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルでは、IOライン配置のまれに実行され、命を救う手順をトレーニングするための3Dタスクトレーナーの開発プロセスについて詳しく説明します。このセルフガイドプロトコルは、3D印刷を使用してモデル構造の大部分を生成し、タスクトレーナーの組み立てに使用される残りのコンポーネントは、ユビキタスで簡単に入手でき、再利用および再利用できる無毒の材料です。3Dタ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
このプロジェクトの資金は、機関または部門のリソースからのみ提供されました。
Materials
| 3D printer filament, poly-lactic acid (PLA), 1.75 mm | N/A / Hatchbox | Base for 3D printing molds, bone structures, and bone / mold hardware | |
| 3D printer, Original Prusa i3 MK3 | Prusa | To print molds, bone structures, and bone / mold hardware | |
| bleach, household (6% sodium hypochlorite) | Clorox | Animicrobial additive for tissue media | |
| bolts, 1/4”, flat / countersunk or round head, various lengths | N/A | Hardware used to hold mold casing halves together during casting | |
| Bucket, 5 gallon, plastic | N/A | To hold tissue media during media preparation | |
| chlorhexidine, 4% solution w/v | Animicrobial additive for tissue media | ||
| drill, household 3/8’ chuck | N/A | To stir tissue media during media preparation | |
| food coloring, red (optional) | N/A | Coloring additive for simulated bone marrow | |
| gelatin, unflavored | Knox | Base for tissue media | |
| hex nuts, 1/4” | N/A | Hardware used to hold mold casing halves together during casting | |
| Non-stick cooking spray | N/A | Mold releasing agent | |
| plastic bags, ziplock | Ziplock | To store tissue media | |
| psyllium husk fiber, finely ground, orange flavored, sugar free (optional) | Procter & Gamble | Metamucil | Opacity / Echogenicity additive for tissue media |
| screwdriver, flat / Phillips (matching bolt hardware) | N/A | To tighten mold casing hardware | |
| silicone gasket cord stock, 3mm, round, various lengths | N/A | Gasket media for mold casings | |
| spray adhesive, Super 77 (optional) | 3M | Agent used to improve bed adhesion during 3D printing | |
| stirring paddle / rod | To stir tissue media during media preparation | ||
| turkey baster, household, ## mL | N/A | To inject simulated bone marrow into bone marrow cavity | |
| ultrasound gel | Base for simulated bone marrow | ||
| water, tap | Used in both tissue media and simulated bone marrow |
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