Erstellung eines High-Fidelity, Low-Cost, Intraossous Line Placement Task Trainers mittels 3D-Druck
Summary
Wir beschreiben ein Verfahren zur Verarbeitung von Computertomographie (CT) -Scans zu High-Fidelity, reclaimable und kostengünstigen prozeduralen Aufgabentrainern. Die CT-Scan-Identifizierungsprozesse, der Export, die Segmentierung, die Modellierung und der 3D-Druck werden zusammen mit den dabei gewonnenen Problemen und Erkenntnissen beschrieben.
Abstract
Die Beschreibung von prozeduralen Aufgabentrainern umfasst ihre Verwendung als Trainingswerkzeug, um technische Fähigkeiten durch Wiederholung und Proben von Verfahren in einer sicheren Umgebung zu verbessern, bevor das Verfahren schließlich an einem Patienten durchgeführt wird. Viele bisher verfügbare prozedurale Aufgabentrainer leiden unter mehreren Nachteilen, darunter unrealistische Anatomie und die Tendenz, vom Benutzer geschaffene “Landmarken” zu entwickeln, nachdem das Trainergewebe wiederholten Manipulationen unterzogen wurde, was möglicherweise zu einer unangemessenen Entwicklung psychomotorischer Fähigkeiten führt. Um diese Nachteile zu beheben, wurde ein Prozess entwickelt, um einen High-Fidelity-Prozedur-Task-Trainer zu erstellen, der aus Anatomie erstellt wurde, die aus Computertomographie (CT) -Scans gewonnen wurde, die allgegenwärtige dreidimensionale (3D) Drucktechnologie und handelsübliche Verbrauchsmaterialien verwenden.
Diese Methode umfasst die Erstellung einer 3D-gedruckten Gewebeform, die die Gewebestruktur erfasst, die das gewünschte Skelettelement umgibt, um die knöcherne Skelettstruktur zu umhüllen, die im Gewebe suspendiert ist und ebenfalls 3D-gedruckt wird. Eine Gewebemediummischung, die sich dem Gewebe sowohl in der High-Fidelity-Geometrie als auch in der Gewebedichte annähert, wird dann in eine Form gegossen und aushärten gelassen. Nachdem ein Aufgabentrainer verwendet wurde, um ein Verfahren wie die intraossäre Linienplatzierung zu üben, sind die Gewebemedien, Schimmelpilze und Knochen zurückgewinnbar und können wiederverwendet werden, um einen neuen Aufgabentrainer zu erstellen, der frei von Einstichstellen und Manipulationsfehlern ist, der in nachfolgenden Trainingseinheiten verwendet werden kann.
Introduction
Die Kompetenz der Patientenversorgung mit prozeduralen Fähigkeiten ist eine entscheidende Komponente für die Entwicklung von Auszubildenden im zivilen und militärischen Gesundheitswesen 1,2 Umgebungen. Die Entwicklung prozeduraler Fähigkeiten ist besonders wichtig für verfahrensintensive Fachgebiete wie Anästhesiologie3 und medizinisches Personal an vorderster Front. Task Trainer können verwendet werden, um zahlreiche Verfahren mit Fähigkeiten zu üben, die von einem Medizinstudenten oder Medizintechniker im ersten Jahr bis hin zu einem Senior Resident oder Fellow reichen. Während viele medizinische Verfahren eine erhebliche Schulung erfordern, ist die hier vorgestellte Aufgabe – die Platzierung einer interossären (IO) Linie – unkompliziert und erfordert weniger technische Fähigkeiten. Die erfolgreiche Platzierung einer IO-Linie kann nach relativ kurzer Einarbeitungszeit erreicht werden. Der Einsatz von Simulation während der medizinischen Ausbildung, der den Einsatz von Tasktrainern einschließt, wird als Werkzeug anerkannt, um technische Verfahrensfähigkeiten durch die Wiederholung und das Üben eines klinischen Verfahrens in einer sicheren, stressarmen Umgebung zu erwerben, bevor das Verfahren schließlich an Patientendurchgeführt wird 2,4,5.
Verständlicherweise hat sich Simulationstraining in medizinischen Ausbildungsumgebungen weitgehend durchgesetzt und scheint trotz des Mangels an Daten über Auswirkungen auf die Patientenergebnisse eine tragende Säule zu sein 6,7. Darüber hinaus zeigen neuere Publikationen, dass Simulation die Teamleistung und die Patientenergebnisse als Ergebnis einer verbesserten Teamdynamik und Entscheidungsfindung verbessert. Dennoch gibt es nur wenige Daten, die darauf hindeuten, dass die Simulation die Zeit oder Erfolgsrate für die Durchführung kritischer, lebensrettender Verfahren verbessert8,9, was darauf hindeutet, dass die Simulation in der Ausbildung von Gesundheitsdienstleistern komplex und facettenreich ist. Bei Patienten, bei denen ein intravenöser Standardzugang nicht möglich oder indiziert ist, kann die IO-Linienplatzierung verwendet werden, um einen schnellen Gefäßzugang zu erreichen, was nur minimale Fähigkeiten erfordert. Die rechtzeitige und erfolgreiche Durchführung dieses Eingriffs ist entscheidend, insbesondere in der perioperativen Umgebung oder in einem Traumaszenario10,11,12. Da die IO-Linienplatzierung ein selten durchgeführter Eingriff im perioperativen Bereich ist und ein lebensrettendes Verfahren sein kann, ist das Training in einer nicht-klinischen Umgebung von entscheidender Bedeutung. Ein anatomisch genauer Aufgabentrainer speziell für die Platzierung von IO-Linien ist ein ideales Werkzeug, um eine vorhersagbare Trainingsfrequenz und Kompetenzentwicklung für dieses Verfahren anzubieten.
Obwohl weit verbreitet, leiden die derzeit verfügbaren kommerziellen Tasktrainer unter mehreren erheblichen Nachteilen. Erstens sind Task-Trainer, die mehrere Versuche eines Verfahrens ermöglichen, nicht nur für den Erstkauf des Task-Trainers, sondern auch für das Auffüllen der austauschbaren Teile wie Silikon-Hautpflaster. Das Ergebnis sind oft selten ausgetauschte Teile, die markante Orientierungspunkte hinterlassen, die dem Auszubildenden eine suboptimale Trainingserfahrung bieten. Patienten werden nicht vormarkiert kommen, wo man das Verfahren durchführen sollte. Ein weiterer Nachteil ist, dass die hohen Kosten herkömmlicher Tasktrainer zu einem eingeschränkten Zugriff durch Benutzer führen können, wenn die Geräte an geschützten Speicherorten “gesperrt” sind, um Verlust oder Beschädigung der Geräte zu vermeiden. Das Ergebnis ist, dass strengere und weniger verfügbare geplante Übungszeiten erforderlich sind, deren Verwendung durch die Einschränkung ihres Einsatzes sicherlich ungeplantes Training erschweren kann. Schließlich gelten die meisten Trainer als Low-Fidelity 5,13,14 und verwenden nur repräsentative Anatomie, was möglicherweise zu unangemessenen psychomotorischen Fähigkeiten oder Trainingsnarben führt. Low-Fidelity-Trainer machen auch die gründliche Beurteilung des Erwerbs von Fähigkeiten, der Beherrschung und der Verschlechterung sehr schwierig, da das Training auf einem Low-Fidelity-Gerät das tatsächliche reale Verfahren möglicherweise nicht angemessen nachahmt.
Die repräsentative Anatomie behindert auch die richtige Beurteilung des Erwerbs und der Beherrschung psychomotorischer Fähigkeiten. Darüber hinaus wird die Beurteilung des Transfers psychomotorischer Fähigkeiten zwischen simulierten medizinischen Umgebungen auf die Patientenversorgung nahezu unmöglich, wenn einige der psychomotorischen Fähigkeiten nicht in der klinischen Aufgabe berücksichtigt werden. Dies führt dazu, dass ein Konsens über die Fähigkeit medizinischer Simulation und Training verhindert wird, die Patientenergebnisse zu beeinflussen. Um die Herausforderungen in Bezug auf Kosten, anatomische Genauigkeit und Zugang zu meistern, haben wir einen kostengünstigen High-Fidelity-IO-Line-Task-Trainer entwickelt. Der Aufgabentrainer basiert auf einem echten CT-Scan des Patienten, was zu einer genauen Anatomie führt (Abbildung 1). Die verwendeten Materialien sind allgegenwärtig und leicht zu beschaffen, mit Komponenten, die relativ einfach zurückzugewinnen sind. Im Vergleich zu vielen anderen kommerziell erhältlichen Trainern reduzieren die geringen Kosten des hier beschriebenen Task-Trainer-Designs den Wunsch, die Trainer an einem weniger zugänglichen, geschützten Ort zu sequestrieren, drastisch und ermöglichen mehrfache Wiederholungen ohne führende Orientierungspunkte.
Protocol
Representative Results
Discussion
In diesem Protokoll beschreiben wir den Entwicklungsprozess eines 3D-Tasktrainers, um das selten durchgeführte und lebensrettende Verfahren der IO-Linienplatzierung zu trainieren. Dieses selbstgesteuerte Protokoll verwendet 3D-Druck, um den Großteil der Modellstrukturen herzustellen, während der Rest der Komponenten, die zur Montage des Tasktrainers verwendet werden, allgegenwärtige, leicht erhältliche und ungiftige Materialien sind, die zurückgewonnen und wiederverwendet werden können. Der 3D-Tasktrainer ist kost…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Finanzierung für dieses Projekt erfolgte ausschließlich aus institutionellen oder abteilungsbezogenen Ressourcen.
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
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