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Medicine

Fabbricazione di un modello multi-purpose a basso costo per animali da banco per l'insegnamento della tracheostomia

Published: May 18, 2019 doi: 10.3791/59396

Summary

Questo articolo illustra ogni fase della produzione di un nuovo modello multiuso a basso costo per la gestione degli accessi alle vie aeree subglottiche. Tutte le procedure sono mostrate nel video. Il realismo del modello e la sua idoneità per la formazione delle manovre cliniche date sono stati valutati da otorinolaringoiatri e anestesista Senior indipendenti.

Abstract

La tracheostomia è una delle procedure più frequenti, eseguita attraverso varie tecniche nell'unità di terapia intensiva e nelle situazioni di emergenza. Nonostante questo, c'è una mancanza di formazione su questa procedura che colpisce il suo risultato, che dipende anche dalla destrezza dell'operatore. Qui prendiamo in considerazione la formazione e la simulazione specifiche. Questo articolo si propone di descrivere ogni fase della produzione di un nuovo modello di panca a basso costo multiuso, con il supporto di video e immagini, e di ottenere un parere sulla qualità di questo modello, gestendo un questionario ai professionisti con esperienza nelle procedure.

Dieci esperti della tecnica sono stati arruolati. Il modello ha segnato una media di 3.45/5 per il suo realismo anatomico; 4.75/5 per la sua utilità come strumento di formazione per corsi di simulazione e valutazioni. Il tempo necessario per costruire il modello è stato di 15 minuti, e il costo è pari a €10. Il modello di panca per animali è stato considerato un simulatore molto utile per la formazione e le valutazioni della tracheostomia. Pertanto, potrebbe essere utilizzato come strumento per corsi medici e residenze.

Introduction

La difficile gestione delle vie aeree è un'abilità critica per ogni medico che si occupa di pazienti critici, malati e di emergenza. Una revisione pubblicata nel 2013 stima che il numero di incidenza di "non può ventilare, non può intubare" situazioni con l'uso di tecniche di vie respiratorie chirurgiche variano da 0 a 18,5%1.

La tracheostomia è una delle più antiche procedure chirurgiche ed è ampiamente utilizzata come metodo di scelta per l'accesso alle vie aeree subglottiche per i pazienti che necessitano di una ventilazione artificiale prolungata. Originariamente eseguito in sala operatoria, è diventato un comodino pratica di routine in molti ospedali, in particolare nell'unità di terapia intensiva (ICU)2. Sono stati descritti diversi tipi di tecniche, tra cui la chirurgia (ST) e la tracheostomia percutanea (PCT). La tracheostomia è stata ampiamente segnalata per avere elevati tassi di complicazione. Un audit nazionale riporta che 50% dei decessi correlati alle vie respiratorie o danni cerebrali nell'assistenza critica sono causati da complicazioni della tracheostomia3. Spesso, gli alti tassi di complicazione riflettono la mancanza di familiarità con la tecnica e l'addestramento inadeguato.

Un altro modo per accedere subglotticamente alle vie respiratorie è quello di eseguire una cricotirotomia (CT), che è stata ampiamente raccomandata come strategia per affrontare "non può ventilare, non può intubare"  situazioni sia in preospedale e intra-ospedaliera di cura 4. essendo una manovra di ripiego veloce e potenzialmente salvavita nei pazienti con una via aerea fallita, i medici responsabili della gestione delle vie aeree devono avere familiarità con la tecnica. La pratica e la formazione svolgono quindi un ruolo fondamentale dal momento che il suo successo dipende dalla destrezza dell'operatore5. Tuttavia, a causa dei miglioramenti nella gestione delle vie aeree negli ultimi decenni, è stato osservato un calo della necessità di tracheotomia e delle vie respiratorie chirurgiche di emergenza. Ciò ha provocato una mancanza di esperienza clinica e una diminuzione dell'esposizione a questa tecnica salvavita, che può influenzare negativamente la qualità delle procedure e, in ultima analisi, la sicurezza dei pazienti6,7.

Al giorno d'oggi, la simulazione è un metodo di insegnamento comune ed efficace per addestrare le abilità mediche e chirurgiche, soprattutto per i novizi che stanno imparando nuove abilità8,9. La simulazione consente di ricreare una procedura o una situazione clinica, fornendo ai tirocinanti l'esposizione di prima mano allo scenario clinico e alle tecniche complesse, eliminando al contempo il rischio per i pazienti10.

Una vasta gamma di simulatori, dalla realtà virtuale ai modelli animali, sono stati utilizzati nella formazione delle vie respiratorie chirurgiche11,12,13,14. Pratica su modelli e manichini è segnalato per essere la forma più comune di istruzione per anestesiologia e medicina di emergenza residenti15,16. I cadaveri sono stati utilizzati anche per insegnare l'anatomia del collo e le abilità procedurali17. Tuttavia, il costo di tutte queste opzioni è talvolta proibitivo e può comportare vincoli etici e morali e sfide. Simulatori a basso costo sono stati anche descritti e suggeriti per scopi educativi, ma non sono stati utilizzati per addestrare tutte le procedure di accesso alle vie aeree subglottiche.

In questo manoscritto, descriviamo come fabbricare un modello da banco facilmente realizzato, a basso costo e ad alta fedeltà che simula il collo umano per eseguire la Cricothyrotomy, la tracheostomia percutanea e chirurgica e la sua valutazione. L'obiettivo principale era quello di progettare un modello facile da realizzare con materiali prontamente e regolarmente disponibili in modo che chiunque possa semplicemente emulare e riprodurlo. Il tempo complessivo di assemblaggio del modello era di circa 15 minuti e la stima dei costi era di circa €10, comprese le risorse e la produzione (20 €/h).

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Protocol

I segmenti anatomici animali, normalmente destinati al consumo umano, sono stati acquistati presso una macelleria locale ( Figura 1). Pertanto, potrebbero essere facilmente trasportati e conservati senza restrizioni specifiche o norme sanitarie.

1. pulizia delle vie respiratorie superiori dei suini

  1. Con l'aiuto di un bisturi dissezione, Adson pinze e Metzembaum forbici, pulire la trachea e la laringe da eccesso tessuti circostanti (muscoli laterali, eccesso di lingua), tagliando e dissezione.
  2. Rimuovere il tessuto fino a quando le cartilaline della laringe sono quasi esposte e gli anelli tracheali sono facili da palpare.
  3. Rimuovere l'osso ioide e tessuti molli circostanti: trovare l'eminenza del corno maggiore e seguire il corno con la lama, poi passare al controlaterale uno e ripetere la stessa operazione fino a quando l'intera parte viene rimossa.
  4. Tagliare la trachea al suo lato distale approssimativamente a 15 cm dalla laringe utilizzando un coltello dissezione.
    Nota: la parte rimossa, composta da organi mediastinici, verrà utilizzata per il passaggio successivo della procedura.

2. preparazione della tiroide

  1. Prendete gli organi mediastinici precedentemente scartati e cercate il timo.
    Nota: il timo è di solito situato sulla parte frontale del mediastino proprio sopra l'atrio destro. I suini adulti possono avere un timo molto piccolo.
  2. Con le pinze dissezione, staccare il timo dal tessuto circostante.
  3. Intagliare il timo maiale appena ottenuto in una forma a farfalla per ricreare una tiroide simulata.
    1. Con un coltello dissezione, tagliare una fetta piatta di timo 1,5 cm di spessore.
    2. Con le forbici Metzembaum, tagliate la fetta a forma di farfalla con due lobi da 3 cm x 2 cm collegati da un hystmus.
      Nota: le dimensioni complessive della tiroide dovrebbero essere lunghe 3 cm, larghe 6 cm e spesse 1,5 cm.

3. sutura della tiroide alla parete tracheale.

Nota: per il passaggio successivo, utilizzare le vie aeree superiori precedentemente preparate e la tiroide simulata.

  1. Posizionare la tiroide simulata tra il primo e il terzo anello tracheale.
  2. Prenda un supporto per l'ago e una pinza chirurgica. Prendi una sutura di seta 2/0.
  3. Sutura la tiroide con due punti di materasso orizzontali laterali che passano in ogni lobo e nella porzione laterale della trachea.
    Nota: il punto materasso orizzontale avvolge più tessuto rispetto al punto normale. Questo è importante quando si sutura tessuti molli, come il timo di maiale, che tende a strappare.
  4. Passare l'ago solo nella parte superficiale della trachea per evitare la possibilità di vedere il filo nel lume tracheale se si esegue la fibroscopia.
    Nota: l'identificazione e la conservazione della ghiandola tiroidea evitando il sanguinamento postoperatorio rappresentano fasi chirurgiche cruciali durante la procedura di tracheotomia.

4. preparazione dell'esofago

  1. Utilizzare l'esofago, che si trova sul retro della trachea, per simulare la fascia del collo e muscoli.
  2. Rimuovere l'esofago dalla sua connessione laringe tagliandolo con un bisturi o con forbici chirurgiche.
  3. Tagliare e aprire l'esofago sulla sua lunghezza con forbici chirurgiche.
  4. Tenere il muscolo e la mucosa con pinze dentate per aiutare la procedura di taglio. Il risultato di questa operazione sarà un rettangolo di muscolo coperto da mucosa dell'esofago.

5. sutura dell'esofago nella trachea

  1. Posiziona lo strato di muscoli appena ottenuto sulla parte superiore della trachea e della laringe con la membrana mucosa rivolta verso l'alto. L'obiettivo è quello di coprire la laringe: dal vertice della cartilagine tiroidea agli ultimi anelli tracheali.
  2. Sutura l'esofago aperto con almeno 6 semplici punti:
    Uno sul lato prossimale del modello, sulla sommità della cartilagine tiroidea.
    Uno sul lato distale della preparazione, sulla porzione frontale dell'ultimo anello tracheale.
    Almeno uno su ogni lato della trachea.
    Uno su ogni lato della porzione inferiore laterale della cartilagine tiroidea dove sono i muscoli cricotiroidea.
  3. Segna una linea sulla mucosa dell'esofago con inchiostro bianco in India per simulare la linea alba.
    Nota: l'identificazione e la corretta dissezione attraverso la linea alba è un passo importante durante la procedura di tracheotomia (Figura 2).
    1. Per farlo, utilizzare inchiostro bianco India e una siringa per insulina.
    2. Prelevare un po' di inchiostro e poi tracciare una linea sulla fascia simulata graffiandolo con l'ago mentre si versano piccole gocce di inchiostro.
    3. Rimuovere l'eccesso di inchiostro delicatamente con un piccolo tampone.

6. preparazione della base in schiuma per il modello

  1. Tagliare un quadrato di schiuma di 3 cm x 10 cm x 15 cm.
  2. Forma un solco 2,5 cm di grandi dimensioni e 10 cm di lunghezza al centro della schiuma.
    1. Per fare questo, piegare la metà del quadrato di schiuma in modo che crei una gobba longitudinale su un lato.
    2. Tagliare 1 cm di gobba fuori tutta la sua lunghezza con le forbici.
    3. Aprire il quadrato di schiuma e tagliare il solco appena formata senza intoppi.

7. pinzatura del modello sulla tavoletta di legno

  1. Prendete una tavoletta di legno delle stesse dimensioni della schiuma.
  2. Posizionare il quadrato di schiuma sulla tavoletta di legno e inserire il modello nel solco di schiuma.
  3. Con una cucitrice di legno, posizionare una clip all'estremità della trachea, sui restanti muscoli laterali della cartilagine tiroidea e sull'epiglottisi.

8. preparazione della pelle

  1. Prendete la pelle di maiale raccolta dalla macelleria e tagliarla in una forma quadrata abbastanza grande da coprire l'intero modello. Di solito, un quadrato di 25 cm x 20 cm è sufficiente.
  2. Tagliare la pelle con un coltello dissezione e coprire il modello con esso.

9. pinzatura della pelle sulla tavoletta di legno

  1. Prendere la cucitrice e fissare la pelle alla tavoletta con circa 10-15 clip. Posizionarli sui lati verticali della tavoletta
  2. Tagliare la pelle in eccesso su ogni lato della tavoletta con l'aiuto di un coltello.
  3. Utilizzare pinze Cocker per tenere saldamente la pelle per consentire un taglio più sicuro.

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Representative Results

Abbiamo valutato la fattibilità e l'accettabilità del modello da banco facilmente realizzabile, a basso costo e ad alta fedeltà che simula il collo umano come strumento per la Cricothyrotomy, la formazione percutanea e chirurgica della tracheostomia. Dopo una revisione della letteratura attuale sulla simulazione nella formazione chirurgica, è stato progettato uno strumento di indagine. Il questionario consisteva delle seguenti sessioni di contenuto:
a. dati generali ed elementi demografici dei partecipanti;
b. la fedeltà del modello da banco;
c. idoneità di Cricothyrotomy, tracheostomia percutanea e chirurgica per la formazione da parte del modello fabbricato.

Ai partecipanti è stato chiesto di votare le dichiarazioni con una scala Likert a cinque punti (1: fortemente in disaccordo, 5: fortemente d'accordo). Tutti i partecipanti hanno anche avuto l'opportunità di aggiungere aspetti positivi e negativi del modello da banco, nonché di raccomandare miglioramenti. Una descrizione dettagliata dello strumento di indagine è fornita nella tabella 1. Un gruppo di esperti composto da pedagogisti di simulazione, otorinolaringoiatri, anestesista e tutor per l'educazione chirurgica ha esaminato il contenuto dello strumento di sondaggio per l'accuratezza e ha fornito opportune modifiche per garantire la validità dei lo studio.

La partecipazione allo studio è stata volontaria, anonima e indipendente. La riservatezza delle informazioni è stata assicurata e non è stato offerto alcun incentivo finanziario a partecipare allo studio. Lo studio è stato condotto in conformità con i principi della dichiarazione di Helsinki. I dati sono stati analizzati utilizzando un foglio di calcolo e sono presentati come media e intervallo interquartile (IQR). I dati qualitativi della domanda aperta sono stati interpretati utilizzando l'analisi del contenuto.

Sono stati arruolati dieci medici Senior ENT indipendenti e anestesista con esperienza in Cricothyrotomy, tracheostomia percutanea e chirurgica. L'età media e l'anzianità media sono state rispettivamente di 31 anni e 7 anni. La valutazione media complessiva per il realismo del modello, compresa l'anatomia, il feedback tattile, la reazione dei tessuti alla palpazione, la percezione dei punti di interesse, era 3.45/5. L'idoneità della formazione del modello per le procedure di accesso alle vie aeree subglottiche è stata altamente valutata con una media complessiva di 4.75/5. Tutti i risponditori hanno elencato aspetti positivi e negativi nella parte aperta del sondaggio. Sono stati raccolti complessivamente 24 suggerimenti. Sono stati identificati tre aspetti positivi e 3 negativi (tabella 1). Tra quelli positivi, il più spesso suggerito è stato il feedback tattile del modello rispetto alle alternative sintetiche. Mentre lo scorrimento degli strati del modello è stato l'aspetto negativo più spesso trovato. Quattro partecipanti hanno suggerito possibili miglioramenti, riportati nella tabella 1.

Figure 1
Figura 1 : Diversi segmenti di animali necessari per rendere il modello. Dall'alto a sinistra: le vie respiratorie superiori dei suini, il timo di maiale tagliato a forma di farfalla, l'esofago dei suini aperto longitudinalmente, la pelle di maiale. Si prega di cliccare qui per visualizzare una versione più grande di questa cifra.

Figure 2
Figura 2: dissezione fascial. In questa immagine, viene mostrato il modello finito durante la procedura di tracheostomia chirurgica aperta. Nel centro, viene mostrata la dissezione smussata della fascia del collo simulato e dei muscoli con le forbici Metzembaum. Si prega di cliccare qui per visualizzare una versione più grande di questa cifra.

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Media (IQR)
Sessione 1: dati demografici 31, 3 (6)
1 età
2 genere
3 Anzianità professionale (in anni) 6, 6 (7)
Sessione 2 : Fedeltà del modello da banco
4 Il modello rappresenta accuratamente l'anatomia del collo umano (per quanto riguarda la procedura eseguita) 3, 2 (0,25)
5 I tessuti del modello reagisce ai miei movimenti in modo realistico e mi danno un feedback tattile realistico 3, 6 (1)
Sessione 3: idoneità di Cricothyrotomy, tracheostomia percutanea e chirurgica per la formazione da parte del modello fabbricato
6 Il modello è uno strumento utile per simulare la procedura 4, 8 (0,25)
7 Il modello consente di allenarsi su tutte le competenze tecniche essenziali necessarie per la procedura (esclusa la comunicazione con il processo decisionale del paziente o clinico) 4, 6 (1)
8 Il simulatore potrebbe essere utilizzato per scopi formativi 4, 8 (0,25)
9 Il simulatore potrebbe essere usato come test/valutazione nella scuola di chirurgia 4, 8 (0,25)
Aspetti positivi del modello da banco
Migliore feedback tattile rispetto al simulatore sintetico
Possibilità di migliorare manualità e competenze tecniche degli studenti/residenti
Potrebbe consentire agli studenti di comprendere meglio le fasi della procedura
Aspetti negativi del modello da banco
La pelle è troppo spessa e difficile da penetrare
La pelle scivola su strati più profondi
Difficile da trovare punto di riferimento
Miglioramenti consigliati
Evitare i movimenti scorrevoli suturando gli strati insieme
Sperimentare la pelle di diversi animali (tacchino, coniglio)

Tabella 1: Descrizione dello strumento e dei risultati del sondaggio.

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Discussion

Il modello da banco a basso costo e ad alta fedeltà ha simulato il collo umano e ha permesso la pratica di Cricothyrotomy, tracheostomia percutanea e chirurgica. Il sondaggio progettato da medici Senior ENT e anestesista ha valutato la misura in cui il modello riproduce le caratteristiche fisiche del collo e la sua idoneità per la formazione delle procedure di accesso alle vie aeree subglottiche.

Sono stati segnalati diversi modelli o simulatori fatti in casa e abbiamo tentato di superare i loro limiti. Il modello porcino presentato da netto et al.18 manca di strutture anatomiche tra la pelle e la trachea, rendendolo adatto solo per la cricotirotomia. Due studi descrivono modelli sintetici assemblati con caramelle e materiali per la camera di anestesia (tubi, gauzes) compromettendo la fedeltà ed escludendo il modello per St Training19,20. A nostra conoscenza, il nostro modello da banco è il primo modello multiuso adatto alle tre principali procedure di tracheostomia (CT, PDT, ST).

La trachea suina con tutti gli annessi (muscoli, fascia cervicale, ghiandola tiroidea) e la pelle sono relativamente simili al tessuto umano21. Tuttavia, è difficile trovare l'intero pezzo animale poiché il collo è di solito tagliato attraverso tutta la sua lunghezza e molte strutture si perdono nelle procedure di macellazione del maiale. Per questo motivo, abbiamo assemblato una tiroide simulata per consentire la tracheotomia Inter-isthmica. Il timo di maiale è stato scelto come l'organo più adatto a questo scopo a causa della sua consistenza.

La pelle di maiale era talvolta troppo spessa, rendendo la trachea incline al collasso quando mettendo forza sul collo per penetrare con aghi e dilatatori nell'approccio percutaneo. La differenza anatomica tra i modelli assemblati a causa della varietà di tessuti animali potrebbe porre alcune sfide in termini di riproducibilità e qualità dei modelli. Tuttavia, questo potrebbe equivalire alla variabilità anatomica del collo umano. La mancanza di sanguinamento e la secrezione tissutale è un altro limite dei modelli ex vivo. La simulazione del sanguinamento rimane un problema impegnativo a causa della complessità del sistema circolatorio e della fisica del flusso di fluidi viscosi. A causa di questa limitazione, il modello segnalato potrebbe essere considerato come un simulatore di media fedeltà.

Tradizionalmente, manichini, vivi, e animali anestetizzati sono utilizzati in cricotirotomia e tracheotomia insegnamento. Tuttavia, manichini non sono abbastanza simili all'anatomia umana e non forniscono un modello realistico per imparare questa tecnica. Gli animali sarebbero l'ideale, ma il costo è proibitivo e solo un numero limitato di residenti può avere questa opportunità22.

La mancanza di fondi è considerata un ostacolo alla formazione medica. Il costo di manichini commerciali e dispositivi sintetici varia da $1000 a $3000 e pezzi di ricambio sono costosi troppo. Abbiamo provato un simulatore sintetico23 che può essere riutilizzato non più di 10 volte. Inoltre, dopo la prima incisione, solo la dilatazione e l'inserimento del tubo possono essere eseguiti più volte, rendendo la procedura educativa incompleta. Al contrario, un modello economico e monouso come quello qui descritto può essere assemblato e utilizzato in pochi minuti senza componenti costosi. Il modello può essere riutilizzato fino a tre volte, riducendo il costo del modello per numero di tentativi. Le 3 diverse tecniche possono essere eseguite di conseguenza, poiché vengono eseguite in diverse porzioni del modello: (1) Cricothyrotomy di emergenza, (2) tracheostomia dilatazionale percutanea e (3) tracheostomia chirurgica aperta.

La difficile gestione delle vie aeree è un'abilità critica ed è ancora associata ad un elevato tasso di complicazione. Dal momento che il suo successo dipende dall'esperienza e dalla destrezza dell'operatore, la pratica e la formazione giocano un ruolo chiave. In generale, la formazione è ancora limitata alla spiegazione e vedere la tecnica. La maggior parte dei residenti hanno l'opportunità di vedere la procedura solo poche volte prima di eseguirla in un ambiente clinico. Questo articolo presenta istruzioni passo-passo per la produzione di un banco sperimentale delle vie aeree basato sulla bassa tecnologia e sui costi per l'insegnamento delle tre principali procedure di tracheostomia (CT, PDT, ST). Tuttavia, l'indagine di valutazione ha dimostrato che il modello, anche se realistico, dovrebbe essere perfezionato.

In futuro, vorremmo confrontare le pelli di diversi animali (ad esempio, un vitello, un tacchino e un coniglio) per trovare la scelta migliore e quanto questo possa influenzare la qualità della procedura e l'apprendimento finale. Infine, vorremmo adottare e migliorare l'idea di Fiorellia et al.22 per mescolare simulatori sintetici e tessuti animali. Costruiremo uno scaffold Shell sintetico che rappresenta la testa, il collo e il torace superiore, dove può essere inserita una trachea di maiale. Ciò potrebbe contribuire a abbattere il tempo di produzione e raggiungere una maggiore fedeltà, riproducibilità ed efficienza dei costi. Ulteriori studi dovrebbero essere effettuati per confrontare questo modello con altri modelli animali e altri formatori di attività sintetiche in termini di fedeltà e l'efficacia della formazione.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Gli autori ringraziano l'azienda ospedaliera universitaria maggiore della carità, Novara, per il suo aiuto.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Foam BRICOSELF ITALIA, vercelli na Used to stabilyze the model on the wooden tablet
Insuline Syringe na na Used to draw linea alba with india ink
Pig Esophagus Butcher shop (Il mercato carni, di Dutto Srl. - 28100, Novara (Italy) na Wet material used to build the simulated muscular layers and fascia
Pig skin Butcher shop (Il mercato carni, di Dutto Srl. - 28100, Novara (Italy) na Wet material used to obtain the simulated skin 
Pig thymus Butcher shop (Il mercato carni, di Dutto Srl. - 28100, Novara (Italy) na Wet material used to build the simulated thyroid
SILK suture - Vetsuture SILK 2/0 (Metric 3) Ago 3/8 30mm Reverse Cutting (12 pz) Sanitalia Care Srl SILK2CN Sutures to tight all the parts of the model
Surgical instruments scissors, forceps, knife, needle holder  na na na
Swine upper airways Butcher shop (Il mercato carni, di Dutto Srl. - 28100, Novara (Italy) na Wet material used to build the model
white india ink - pelikan 10ml Cartoleria Manzoni di Lo Monaco Rosaria s.a.s. 97019 Vittoria, Italy 36340 Ink used to mark the linea alba on the esophagus
Wood stapler BRICOSELF ITALIA, vercelli  na Used to staple on the model
Wooden tablet BRICOSELF ITALIA, vercelli  na Used to stabilyze the model with the stapler

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Sacco Botto, F., Ingrassia, P. L.,More

Sacco Botto, F., Ingrassia, P. L., Donato, P., Garzaro, M., Aluffi, P., Gentilli, S., Olina, M., Grossini, E. Manufacture of a Multi-Purpose Low-Cost Animal Bench-Model for Teaching Tracheostomy. J. Vis. Exp. (147), e59396, doi:10.3791/59396 (2019).

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