إنشاء مدرب مهام وضع خط عالي الدقة ومنخفض التكلفة داخل العظم عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد
Summary
نحن نصف إجراء لمعالجة فحوصات التصوير المقطعي المحوسب (CT) إلى مدربي مهام إجرائية عالية الدقة وقابلة للإصلاح ومنخفضة التكلفة. يتم وصف عمليات تحديد التصوير المقطعي المحوسب ، والتصدير ، والتقسيم ، والنمذجة ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، إلى جانب القضايا والدروس المستفادة في هذه العملية.
Abstract
يتضمن وصف مدربي المهام الإجرائية استخدامهم كأداة تدريب لصقل المهارات التقنية من خلال تكرار الإجراءات وبروفتها في بيئة آمنة قبل تنفيذ الإجراء في نهاية المطاف على المريض. يعاني العديد من مدربي المهام الإجرائية المتاحين حتى الآن من العديد من العيوب ، بما في ذلك التشريح غير الواقعي والميل إلى تطوير “معالم” أنشأها المستخدم بعد أن تخضع أنسجة المدرب للتلاعبات المتكررة ، مما قد يؤدي إلى تطوير المهارات النفسية الحركية غير المناسبة. ولتخفيف هذه العيوب، تم إنشاء عملية لإنتاج مدرب مهام إجرائية عالي الدقة، تم إنشاؤه من علم التشريح الذي تم الحصول عليه من التصوير المقطعي المحوسب (CT)، والذي يستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D) في كل مكان وإمدادات السلع الأساسية الجاهزة.
تتضمن هذه الطريقة إنشاء قالب أنسجة مطبوع ثلاثي الأبعاد يلتقط بنية الأنسجة المحيطة بعنصر الهيكل العظمي ذي الأهمية لتغليف الهيكل العظمي العظمي المعلق داخل الأنسجة ، والذي يتم طباعته أيضا 3D. ثم يتم سكب خليط متوسط الأنسجة ، الذي يقترب من الأنسجة في كل من الهندسة عالية الدقة وكثافة الأنسجة ، في قالب ويسمح له بالضبط. بعد استخدام مدرب المهام لممارسة إجراء ما، مثل وضع الخط داخل العظم، يمكن استعادة وسائط الأنسجة والقوالب والعظام ويمكن إعادة استخدامها لإنشاء مدرب مهام جديد، خال من مواقع الثقب وعيوب التلاعب، لاستخدامها في الدورات التدريبية اللاحقة.
Introduction
تعد كفاءة رعاية المرضى للمهارات الإجرائية عنصرا حاسما لتطوير المتدربين في بيئات الرعاية الصحية المدنية والعسكرية 1,2. يعد تطوير المهارات الإجرائية مهما بشكل خاص للتخصصات كثيفة الإجراءات مثل التخدير3 والعاملين الطبيين في الخطوط الأمامية. يمكن استخدام مدربي المهام للتدرب على العديد من الإجراءات بمستويات مهارة تتراوح من تلك الخاصة بطالب الطب في السنة الأولى أو فني طبي إلى أحد كبار المقيمين أو الزملاء. في حين أن العديد من الإجراءات الطبية تتطلب تدريبا كبيرا لإكمالها ، فإن المهمة المعروضة هنا – وضع خط بين العظميين (IO) – واضحة وتتطلب مهارة تقنية أقل. يمكن تحقيق التنسيب الناجح لخط IO بعد فترة قصيرة نسبيا من التدريب. يتم التعرف على استخدام المحاكاة أثناء التدريب الطبي ، والذي يتضمن استخدام مدربي المهام ، كأداة لاكتساب المهارات الإجرائية التقنية من خلال تكرار وبروفة الإجراء السريري في بيئة آمنة ومنخفضة التوتر ، قبل إجراء الإجراء في نهاية المطاف على المرضى2،4،5.
من المفهوم أن التدريب على المحاكاة في بيئات التعليم الطبي أصبح مقبولا على نطاق واسع ويبدو أنه الدعامة الأساسية ، على الرغم من ندرة البيانات المتعلقة بأي تأثير على نتائج المرضى 6,7. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر المنشورات الحديثة أن المحاكاة تحسن أداء الفريق ونتائج المرضى نتيجة لتحسين ديناميكيات الفريق وصنع القرار. ومع ذلك ، هناك القليل من البيانات التي تشير إلى أن المحاكاة تحسن الوقت أو معدل النجاح لأداء الإجراءات الحرجة المنقذة للحياة 8,9 مما يشير إلى أن المحاكاة معقدة ومتعددة الأوجه في تعليم مقدمي الرعاية الصحية. في المرضى الذين لا يمكن الوصول إلى الوريد القياسي أو يشار إليه ، يمكن استخدام وضع خط IO لتحقيق الوصول إلى الأوعية الدموية بسرعة ، مما يتطلب الحد الأدنى من المهارة. يعد الأداء الناجح لهذا الإجراء في الوقت المناسب أمرا بالغ الأهمية ، خاصة في البيئة المحيطة بالجراحة أو سيناريو الصدمة 10،11،12. نظرا لأن وضع خط IO هو إجراء نادرا ما يتم إجراؤه في المنطقة المحيطة بالجراحة ويمكن أن يكون إجراء منقذا للحياة ، فإن التدريب في بيئة غير سريرية أمر بالغ الأهمية. يعد مدرب المهام الدقيق تشريحيا الخاص بوضع خط IO أداة مثالية لتقديم تردد تدريب يمكن التنبؤ به وتطوير المهارات لهذا الإجراء.
على الرغم من استخدامها على نطاق واسع ، يعاني مدربو المهام التجارية المتاحون حاليا من العديد من العيوب الكبيرة. أولا ، مدربو المهام الذين يسمحون بمحاولات متعددة لإجراء ما مكلفون ، ليس فقط للشراء الأولي لمدرب المهام ولكن أيضا لتجديد الأجزاء القابلة للاستبدال مثل بقع جلد السيليكون. وغالبا ما تكون النتيجة استبدال الأجزاء بشكل غير متكرر، تاركة معالم بارزة توفر للمتدرب تجربة تدريب دون المستوى الأمثل؛ لن يأتي المرضى الذين تم وضع علامة مسبقة عليهم حيث يجب على المرء القيام بهذا الإجراء. عيب آخر هو أن التكلفة العالية لمدربي المهام التقليديين يمكن أن تؤدي إلى وصول محدود من قبل المستخدمين عندما تكون الأجهزة “مقفلة” في مواقع التخزين المحمية لمنع فقدان أو تلف الأجهزة. والنتيجة هي أنها تتطلب وقتا أكثر صرامة وأقل توفرا للممارسة المجدولة ، والحد من استخدامها يمكن أن يجعل بالتأكيد التدريب غير المجدول صعبا. وأخيرا، يعتبر معظم المدربين منخفضي الدقة5،13،14 ويستخدمون التشريح التمثيلي فقط، مما قد يؤدي إلى تطوير المهارات النفسية الحركية غير المناسبة أو ندوب التدريب. كما أن المدربين ذوي الدقة المنخفضة يجعلون التقييم الشامل لاكتساب المهارات وإتقانها وتدهورها أمرا صعبا للغاية لأن التدريب على جهاز منخفض الدقة قد لا يحاكي بشكل كاف الإجراء الفعلي في العالم الحقيقي.
التشريح التمثيلي يعيق أيضا التقييم السليم لاكتساب وإتقان المهارات النفسية الحركية. علاوة على ذلك ، يصبح تقييم نقل المهارات النفسية الحركية بين البيئات الطبية المحاكية إلى رعاية المرضى مستحيلا تقريبا إذا لم تنعكس بعض المهارات النفسية الحركية في المهمة السريرية. وهذا يؤدي إلى منع الإجماع على قدرة المحاكاة الطبية والتدريب على التأثير على نتائج المرضى. للتغلب على تحديات التكلفة والدقة التشريحية والوصول ، قمنا بتطوير مدرب مهام خط IO منخفض التكلفة وعالي الدقة. تم تصميم مدرب المهام من التصوير المقطعي المحوسب الفعلي للمريض ، مما يؤدي إلى تشريح دقيق (الشكل 1). المواد المستخدمة موجودة في كل مكان ويسهل الحصول عليها ، مع مكونات يسهل استعادتها نسبيا. بالمقارنة مع العديد من المدربين الآخرين المتاحين تجاريا ، فإن التكلفة المتواضعة لتصميم مدرب المهام الموصوفة هنا تقلل بشكل كبير من الرغبة في عزل المدربين في موقع محمي يسهل الوصول إليه بسهولة ويجعل التكرار المتعدد دون المعالم الرئيسية ممكنا.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا البروتوكول ، نقوم بتفصيل عملية تطوير مدرب المهام 3D لتدريب الإجراء النادر الأداء والمنقذ للحياة لوضع خط IO. يستخدم هذا البروتوكول الموجه ذاتيا الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج الجزء الأكبر من هياكل النموذج ، في حين أن بقية المكونات المستخدمة لتجميع مدرب المهام موجودة في كل مكان ، ويمكن…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ولم يقدم تمويل هذا المشروع إلا من الموارد المؤسسية أو موارد الإدارات.
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 |
Referencias
- Farrow, D. R. Reducing the risks of military aircrew training through simulation technology. Performance and Instruction. 21 (2), 13-18 (1982).
- Lateef, F. Simulation-based learning: Just like the real thing. Journal of Emergencies, Trauma, Shock. 3 (4), 348-352 (2010).
- Gaba, D. M. Crisis resource management and teamwork training in anaesthesia. British Journal of Anaesthesia. 105 (1), 3-6 (2010).
- Al-Elq, A. H. Simulation-based medical teaching and learning. Journal of Family & Community Medicine. 17 (1), 35-40 (2010).
- Hays, R. T., Singer, M. J. . Simulation fidelity in training system design: Bridging the gap between reality and training. , (2012).
- Green, M., Tariq, R., Green, P. Improving patient safety through simulation training in anesthesiology: Where are we. Anesthesiology Research and Practice. , 4237523 (2016).
- Olympio, M. A. Simulation saves lives. American Society of Anesthesiologists Newsletter. , 15-19 (2001).
- Murphy, M., et al. Simulation-based multidisciplinary team training decreases time to critical operations for trauma patients. Injury. 49 (5), 953-958 (2018).
- Jensen, A. R., et al. Simulation-based training is associated with lower risk-adjusted mortality in ACS pediatric TQIP centers. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 87 (4), 841-848 (2019).
- Gupta, A., Peckler, B., Schoken, D. Introduction of hi-fidelity simulation techniques as an ideal teaching tool for upcoming emergency medicine and trauma residency programs in India. Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 1 (1), 15-18 (2008).
- Risser, D. T., et al. The potential for improved teamwork to reduce medical errors in the emergency department. Annals of Emergency Medicine. 34 (3), 373-383 (1999).
- Shapiro, M. J., et al. Simulation based teamwork training for emergency department staff: Does it improve clinical team performance when added to an existing didactic teamwork curriculum. Quality and Safety in Health Care. 13 (6), 417-421 (2004).
- Schebesta, K., et al. Degrees of reality: Airway anatomy of high-fidelity human patient simulators and airway trainers. Anesthesiology. 116 (6), 1204-1209 (2012).
- Crofts, J. F., et al. Training for shoulder dystocia: A trial of simulation using low-fidelity and high-fidelity mannequins. Obstetrics and Gynecology. 108 (6), 1477-1485 (2006).
- Cox, R. W., et al. A (sort of) new image data format standard: NiFTI-1. 10th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping. , 22 (2004).
- Bude, R., Adler, R. An easily made, low-cost, tissue-like ultrasound phantom material. Journal of Clinical Ultrasound. 23 (4), 271-273 (1995).
- Fisher, J., et al. Clinical skills temporal degradation assessment in undergraduate medical education. Journal of Advances in Medical Education & Professionalism. 6 (1), 1-5 (2018).
- Buzink, S. N., Goossens, R. H., Schoon, E. J., de Ridder, H., Jakimowicz, J. J. Do basic psychomotor skills transfer between different image-based procedures. World Journal of Surgery. 34 (5), 933-940 (2010).
