Name: Création d’un formateur de tâches de placement de ligne haute fidélité, économique et intraosseuse via l’impression 3D (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-17T12:40:00.000+00:00
Duration: 11 min 45 s
Description: Découvrez comment créer des formateurs de tâches procédurales haute fidélité par impression 3D à partir de données de scanner CT. Cette méthode utilise des moules réutilisables et un milieu tissulaire personnalisable pour un entraînement réaliste et économique.

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Le financement de ce projet a été fourni uniquement à partir de ressources institutionnelles ou ministérielles.

REMARQUE: Le comité d’examen institutionnel du centre médical de l’Université du Nebraska a déterminé que notre étude ne constituait pas une recherche sur des sujets humains. La CISR locale a obtenu l’approbation éthique et la renonciation au consentement éclairé. L’anonymisation complète des données d’imagerie a été effectuée avant l’analyse selon le protocole de désidentification de l’hôpital.
1. Données
<ol><li>Obtenez un scanner capturant l’anatomie d’intérêt pour l’entraîneur de tâches prévu. Veillez à prendre en considération les limites de volume de travail de l’imprimante 3D utilisée et les points de repère requis pour les étapes de la procédure.</li>
	<li>Si l’analyse est obtenue dans un format DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), convertissez-le au format Neuroimaging Informatics Technology Initiative (NiFTi)15 (.nii).</li>
</ol>2. Segmentation
<ol><li>Utilisez le logiciel 3D Slicer (http://www.slicer.org) pour segmenter les images CT. Importez le fichier NIfTi de l’étape 1.2 dans 3D Slicer.</li>
	<li>Sélectionnez le module Éditeur de segments pour générer les segments nécessaires à la modélisation du trainer.<ol><li>Ajoutez un segment pour les composants 1) os et 2) tissus de l’entraîneur de tâches. REMARQUE : Le développement de certains entraîneurs, tels que ceux utilisés pour entraîner l’insertion de sondes thoraciques, peut nécessiter des segments supplémentaires.</li>
		<li>Sélectionnez le segment 1) Bone. À l’aide de l’effet de seuil , modifiez la plage d’intensité jusqu’à ce que la plage de « fenêtre » définie identifie la composante osseuse d’intérêt. REMARQUE: Pour les segments osseux, la plage habituelle se situe entre 100 et 175 HU (unités de Hounsfield) à la valeur maximale disponible et pour les tissus, qui est généralement de -256 HU au maximum disponible.</li>
		<li>Utilisez la fonction Seuil pour mettre en surbrillance le composant 1) Os et l’appliquer à l’analyse à l’aide de la commande Appliquer .</li>
		<li>Utilisez la fonction Ciseaux pour supprimer toutes les zones de l’analyse qui ne sont pas nécessaires pour créer l’entraîneur de tâches. Faites attention à ce que l’espace de la moelle osseuse reste creux pour les entraîneurs IO. NOTE: Cette étape est la première réduction du segment d’intérêt aux dimensions souhaitées du trainer. Les limitations de volume de construction de l’imprimante 3D à utiliser doivent être prises en compte ici; toutefois, le segment peut être encore réduit à la section 3.</li>
	</ol></li>
	<li>Répétez les étapes 2.2.1-2.2.4 pour le composant 2) Tissu.</li>
	<li>Utilisation du module Segmentations ; exportez chaque composant sous forme de fichier STL.</li>
</ol>3.3D Modélisation
<ol><li>Utilisez AutoDesk Meshmixer pour rogner davantage les segments 3D et réduire la résolution de chaque segment, en termes de nombre d’éléments géométriques, pour des performances optimales dans Fusion360.<ol><li>Vérifiez que les fichiers STL importés ont l’orientation normale triangulaire correcte. Assurez-vous que les normales de chaque point triangulaire dans la direction de la surface extérieure du maillage. Si l’orientation du triangle est incorrecte, inversez la normale du triangle en effectuant la | Sélectionner Modifier | Sélectionnez Tout , puis le | Sélectionner Modifier | Fonction Flip Normals .</li>
		<li>Éliminer les structures indésirables (p. ex., les segments indésirables de tissu ou de système vasculaire capturés par le TDM en raison de l’utilisation du contraste) des segments STL importés et affiner les modèles nécessaires à la création de l’entraîneur de tâches. Pour affiner le modèle en supprimant les structures indésirables dans les segments qui peuvent avoir été incluses par inadvertance dans la plage de seuils du segment exporté, utilisez l’opération Sélectionner , sélectionnez les triangles sur les structures indésirables, puis Modifier | Jeter.</li>
		<li>Après la version 3.1.2, utilisez le | Modifier Outil Plane Cut pour recadrer le modèle afin de l’adapter aux limites du volume de construction de l’imprimante 3D. Pour réduire la charge de calcul due à une résolution géométrique excessive, réduisez le nombre de triangles utilisés pour définir le modèle afin d’optimiser les performances dans Fusion360. Cliquez sur Sélectionner, double-cliquez n’importe où sur le maillage pour sélectionner le maillage entier, puis modifiez | Réduire. Pour réduire la cible, réduire à un budget triangulaire d’environ 10 000 faces. REMARQUE : L’imprimante actuellement utilisée par les auteurs a un volume de construction maximal de 250 x 210 x 210 mm ; Ainsi, le modèle a été découpé à une longueur maximale de 220-230 mm pour permettre au moule de s’adapter au volume de construction de l’imprimante. Le volume de construction de l’imprimante doit dicter la longueur du grand axe en raccourcissant le modèle d’environ 20 à 30 mm. La géométrie peut facilement être réduite à ~10K triangles sans perte de détails cliniquement pertinents pour développer des entraîneurs de tâches haute fidélité.</li>
		<li>Éliminez ou réduisez les trous et les irrégularités de surface à l’aide de l’outil Sélectionner . Une fois les triangles du maillage autour du défaut sélectionnés, utilisez la commande Select | Modifier | Erase&Fill pour améliorer les trous de surface et les irrégularités. Exportez et enregistrez les modèles finis à l’aide du type de fichier STL. REMARQUE: La surface externe de l’os cible pour les entraîneurs de tâches de la ligne interosseuse nécessite une fermeture complète; Sinon, le milieu tissulaire fondu entrera dans l’espace de la moelle et dégradera les performances de l’entraîneur de tâches.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilisez AutoDesk Fusion360 et importez les modèles osseux et tissulaires en ajoutant le fichier . STL dans l’espace de travail sous forme de maillage à l’aide de l' | Insérer Insérer la commande Mesh .<ol><li>Convertissez les maillages importés en solides BRep en désactivant la chronologie Fusion360 et en réduisant le nombre de triangles dans le maillage cible à 10 000 <.Sélectionnez le corps de maillage importé et cliquez avec le bouton droit. Choisissez l’option Mesh to BRep . Une fois les maillages convertis en solides BReps, reprenez la chronologie Fusion360.</li>
		<li>Modifiez le solide pour créer le moule de l’entraîneur de tâches en divisant le solide rectangulaire le long de l’axe long du BRep tissulaire. REMARQUE: Le moule est créé autour du BRep de tissu en utilisant la fonction d’esquisse pour construire un cube ou un solide rectangulaire qui englobe le solide tissulaire. La taille du moule doit être modifiée pour répondre au volume de construction maximal de l’imprimante 3D sélectionnée. Comme le moule est divisé en deux, la plus longue dimension imprimée peut ne pas être la plus grande dimension du moule final lorsqu’ils sont assemblés.</li>
		<li>Sélectionnez 2-3 emplacements pour les broches de support et placez les composants préconçus du groupe d’assemblage pour fixer les os de l’entraîneur de tâches. Assurez-vous que les emplacements sélectionnés pour les broches de support ont une structure de support suffisante dans l’os autour de la tête de la broche. REMARQUE: L’os autour de la tête d’épingle sélectionnée n’a pas besoin d’être parfaitement uniforme car le groupe d’assemblage contient également une structure de support cylindrique solide, qui sera fusionnée avec l’os. Cette structure soutient adéquatement la tête de la broche et préserve le placement anatomique correct des os dans le milieu tissulaire.</li>
		<li>Importez et positionnez un bouchon osseux sur l’espace médullaire ouvert du BRep osseux pour empêcher le milieu tissulaire de pénétrer dans l’espace médullaire et empêcher la moelle osseuse simulée de s’écouler.</li>
		<li>Générer une ouverture (généralement de 4 à 6 cm de diamètre) à travers les moules de l’espace représenté par le solide BRep tissulaire pour permettre de verser le média tissulaire liquide dans le moule.</li>
		<li>Une fois que les composants des groupes d’assemblage prédéfinis sont positionnés pour fixer les os dans l’espace, exécutez des fonctions Boolean Combine pour ajouter ou couper les différents groupes d’assemblage dans les modèles.<ol><li>Effectuer un miroir des objets avant l’étape 3.2.6 pour faire le formateur de tâches pour le côté ipsilatéral. Répéter les étapes 3.2.3 à 3.2.5 avant 3.2.6.</li>
		</ol></li>
		<li>Exportez les composants finaux pour l’impression. Sélectionnez le corps souhaité dans l’espace de travail et générez un fichier STL via un clic droit | Enregistrer sous STL.</li>
	</ol></li>
</ol>4.3D Impression
<ol><li>À l’aide de Simplify 3D, positionnez le fichier STL sur le lit de l’imprimante 3D afin que le programme de découpage puisse générer le GCODE requis pour imprimer l’article. Imprimez les composants avec un filament d’imprimante 3D à l’acide polylactique (PLA) à l’aide d’une buse de 0,4 mm à une température d’extrémité chaude de 210 °C. Assurez-vous que les paramètres utilisent 4 couches supérieure et inférieure et 3 coques de périmètre.</li>
	<li>Orientez les os verticalement pour minimiser le matériau de soutien requis dans la cavité médullaire. Imprimez à l’aide d’un radeau, d’une hauteur de couche de 0,2 mm, d’un remplissage à 20 % et d’un matériau de support complet (à partir du plateau d’impression et à l’intérieur de l’impression). Lors de l’impression des moules de tissu, orientez les composants du moule avec la surface du tissu tournée vers le haut. Imprimez les moules en tissu sans radeau, hauteur de couche de 0,3 mm, remplissage à 15% et matériau de support complet.</li>
	<li>Disposez les broches de support et les autres composants de manière à minimiser le matériau de support - imprimez toutes les pièces de support des broches avec un radeau, une hauteur de couche de 0,2 mm et un remplissage de 20 %. Imprimez les composants filetés sans matériau de support à une vitesse réduite, afin de maximiser la fidélité des structures de filetage.</li>
	<li>Une fois les paramètres de chaque composant sélectionnés, préparez et exportez le fichier GCODE généré par Simplify 3D sur une carte SD. À l’aide d’une Prusa i3 MK3, sélectionnez le fichier GCODE enregistré sur la carte SD et imprimez avec un filament de support d’imprimante 3D PLA 1,75 mm.</li>
</ol>5. Assemblée
<ol><li>Préparer le milieu tissulaire. REMARQUE : Le niveau actuel de maîtrise des compétences du stagiaire peut dicter si un milieu tissulaire opaque ou transparent est requis. Le milieu transparent permet au stagiaire de suivre visuellement ses progrès pendant l’insertion d’IO et d’identifier plus facilement les points de repère osseux, tandis que le milieu opaque simule mieux l’expérience clinique réelle.<ol><li>Mesurer les composants suivants à utiliser pour créer le milieu tissulaire et mettre de côté (ces quantités peuvent être mises à l’échelle au besoin) 260 g de gélatine non aromatisée; si nécessaire, 140 g de fibres de psyllium finement broyées, aromatisées à l’orange, sans sucre (omettre cette étape pour créer un milieu transparent); 42 g de chlorhexidine à 4 % p/v. REMARQUE: La fibre d’enveloppe de psyllium peut être utilisée pour fabriquer un milieu opaque. Ce composant doit être ajouté immédiatement après la gélatine si un milieu opaque est souhaité16.</li>
		<li>Chauffer 1000 mL d’eau (le robinet est acceptable) à 85 °C.Ajouter l’eau dans un récipient mélangeur plusieurs fois plus grand que le volume d’ingrédients, comme un seau de 18,9 L.<ol><li>Tout en mélangeant vigoureusement la solution de milieu tissulaire, ajoutez la gélatine, la fibre de psyllium et la solution de chlorhexidine à l’eau, dans l’ordre, et attendez avant d’ajouter l’ingrédient suivant après l’incorporation du précédent. REMARQUE: N’ajoutez pas de fibre de cosse de psyllium si vous faites un milieu transparent.</li>
		</ol></li>
		<li>Chauffer le mélange au bain-marie à 71 °C pendant au moins 4 h pour permettre aux bulles de se dissiper de la solution. Placez le récipient de mélange dans le bain d’eau chaude directement ou transférez le mélange dans un récipient séparé, tel que des sacs de stockage en plastique.</li>
		<li>Préparer le milieu tissulaire pour le verser dans le moule assemblé. Assurez-vous que le mélange est homogène et fluide. Maintenir la température du mélange à 46 °C. REMARQUE : Si le milieu de tissu n’est pas immédiatement nécessaire, il peut être conservé à 4 °C ou -20 °C dans un contenant de stockage jusqu’à ce qu’il soit nécessaire.</li>
	</ol></li>
	<li>Préparer la solution de moelle osseuse simulée. NOTA : La solution simulée de moelle osseuse peut être préparée à l’avance et entreposée dans un récipient couvert à température ambiante jusqu’à ce qu’elle soit prête à être utilisée.<ol><li>Mesurer et bien mélanger 100 g d’eau froide (le robinet est bien); 100 g de gel à ultrasons; et 5 ml de colorant alimentaire rouge (facultatif, utilisé pour améliorer la simulation). Assurez-vous que le produit final est épais mais suffisamment fluide pour être transféré rapidement.</li>
	</ol></li>
	<li>Fixez l’os au fond du moule et assemblez le moule.<ol><li>Vaporisez chaque côté des surfaces internes du moule avec un agent de démoulage non à base de silicone, tel qu’un spray de cuisson antiadhésif. Fixez l’os à l’aide des broches de soutien pour maintenir la position correcte dans l’espace tissu. Fixez les os/broches au fond du moule.</li>
		<li>Alignez le haut du moule sur la partie inférieure et fixez les deux moitiés du moule ensemble. Vérifiez que le bouchon osseux est en position pour empêcher le milieu tissulaire de pénétrer dans l’espace médullaire pendant le versement.</li>
	</ol></li>
	<li>Placez le moule de manière à ce que l’ouverture soit orientée vers le haut et versez le milieu tissulaire à 46 °C dans la cavité du moule. Remédier à toute fuite du milieu tissulaire du moule à l’aide d’un dépoussiéreur à air inversé en pulvérisant directement le milieu de tissu chaud avec le bidon pour le refroidir rapidement. Transférer le moule rempli dans un réfrigérateur à 4 °C pendant au moins 6 h ou jusqu’à ce que le milieu tissulaire soit pris.</li>
	<li>Démontez le moule et retirez l’entraîneur de tâche et les broches de support. Retirez le bouchon osseux, remplissez l’espace de la moelle avec la « moelle osseuse » simulée créée en 5.2 et remplacez le bouchon osseux. Placez les formateurs de tâches dans un sac de rangement en plastique et rangez l’ensemble à 4 °C ou -20 °C jusqu’à ce qu’il soit nécessaire pour la formation.</li>
</ol>6. Formation aux tâches
<ol><li>Retirez l’entraîneur de tâches de l’espace de rangement et laissez-le atteindre la température ambiante. S’il n’est pas déjà en place, ajouter le matériel de moelle osseuse simulé à partir de l’étape 5.2 par instruction de 5.5. REMARQUE: Permettre au trainer de se réchauffer à température ambiante améliore l’expérience de simulation.</li>
	<li>Effectuer une formation sur les formateurs de tâches. Demandez aux stagiaires de placer des aiguilles IO (figure 2A) et d’aspirer la moelle osseuse simulée (figure 2B) conformément aux étapes habituelles du placement de la ligne IO.</li>
	<li>Après la formation, démontez les formateurs de tâches pour récupérer les tissus, le milieu et les os. REMARQUE: Après manipulation, les os de l’entraîneur IO auront des trous créés par l’insertion de la canule de la ligne IO. Ces trous peuvent être remplis de PLA à l’aide d’un stylo d’imprimante 3D portatif, ou alternativement les os peuvent être jetés.</li>
	<li>Réassembler et réutiliser les matériaux récupérés pour la formation ultérieure conformément à la section 5.Sinon, faire fondre le milieu tissu, récupérer conformément au point 5.1.4 et stocker à 4 °C ou -20 °C, si cela n’est pas immédiatement nécessaire.</li>
</ol>

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</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Dans ce protocole, nous détaillons le processus de développement d’un entraîneur de tâches 3D pour entraîner la procédure rarement effectuée et vitale de placement de ligne d’E/S. Ce protocole autoguidé utilise l’impression 3D pour produire la majeure partie des structures du modèle, tandis que le reste des composants utilisés pour assembler l’entraîneur de tâches sont des matériaux omniprésents, faciles à obtenir et non toxiques qui peuvent être récupérés et réutilisés. Le formateur de tâches 3D est peu coûteux et néces...

La compétence en matière de soins aux patients et les compétences procédurales est un élément essentiel du perfectionnement des stagiaires dans les environnements de soins de santé civils et militaires 1,2. Le développement des compétences procédurales est particulièrement important pour les spécialités à forte intensité d’intervention telles que l’anesthésiologie3 et le personnel médical de première ligne. Les formateurs de tâches peuvent être utilisés pour répéter de nombreuses procédures avec des niveaux de compétence allant de ceux d’un étudiant en médecine de première année ou d’un technicien médical à un résident principal ou à un boursier. Bien que de nombreuses procédures médicales nécessitent une formation importante, la tâche présentée ici - placement d’une ligne interosseuse (IO) - est simple et nécessite moins de compétences techniques. Le placement réussi d’une ligne IO peut être accompli après une période de formation relativement courte. L’utilisation de la simulation pendant la formation médicale, qui comprend l’utilisation d’entraîneurs de tâches, est reconnue comme un outil permettant d’acquérir des compétences techniques en matière de procédures par la répétition et la répétition d’une procédure clinique dans un environnement sûr et peu stressant, avant d’effectuer la procédure sur les patients 2,4,5.
Naturellement, la formation par simulation dans les environnements d’éducation médicale est devenue largement acceptée et semble être un pilier, malgré le manque de données concernant tout impact sur les résultats pour les patients 6,7. De plus, des publications récentes démontrent que la simulation améliore la performance de l’équipe et les résultats pour les patients grâce à l’amélioration de la dynamique de l’équipe et de la prise de décision. Pourtant, il existe peu de données suggérant que la simulation améliore le temps ou le taux de réussite pour effectuer des procédures essentielles qui sauvent des vies 8,9, ce qui suggère que la simulation est complexe et multidimensionnelle dans la formation des fournisseurs de soins de santé. Chez les patients pour lesquels l’accès intraveineux standard n’est pas possible ou indiqué, la mise en place d’une ligne IO peut être utilisée pour obtenir rapidement un accès vasculaire, nécessitant une compétence minimale. L’exécution rapide et réussie de cette procédure est essentielle, en particulier dans l’environnement périopératoire ou un scénario de traumatisme10,11,12. Étant donné que la mise en place d’une ligne IO est une procédure rarement pratiquée dans la région périopératoire et peut sauver des vies, la formation dans un environnement non clinique est essentielle. Un entraîneur de tâches anatomiquement précis spécifique au placement de la ligne IO est un outil idéal pour offrir une fréquence d’entraînement prévisible et le développement des compétences pour cette procédure.
Bien que largement utilisés, les formateurs de tâches commerciaux actuellement disponibles souffrent de plusieurs inconvénients importants. Tout d’abord, les formateurs de tâches qui permettent plusieurs tentatives d’une procédure sont coûteux, non seulement pour l’achat initial du formateur de tâches, mais aussi pour le réapprovisionnement des pièces remplaçables telles que les patchs de peau en silicone. Il en résulte souvent des pièces rarement remplacées, laissant des points de repère importants qui offrent au stagiaire une expérience de formation sous-optimale; Les patients ne viendront pas pré-marqués là où l’on devrait faire la procédure. Un autre inconvénient est que le coût élevé des formateurs de tâches traditionnels peut entraîner un accès limité par les utilisateurs lorsque les appareils sont « verrouillés » dans des emplacements de stockage protégés pour éviter la perte ou l’endommagement des appareils. Le résultat nécessite plus de rigueur et moins de temps de pratique programmé, limiter leur utilisation peut certainement rendre difficile l’entraînement non programmé. Enfin, la plupart des entraîneurs sont considérés comme peu fidèles 5,13,14 et n’utilisent qu’une anatomie représentative, ce qui peut entraîner un développement psychomoteur inapproprié ou des cicatrices d’entraînement. Les formateurs basse fidélité rendent également très difficile l’évaluation approfondie de l’acquisition, de la maîtrise et de la dégradation des compétences, car la formation sur un appareil basse fidélité peut ne pas imiter adéquatement la procédure réelle.
L’anatomie représentative empêche également la bonne évaluation de l’acquisition et de la maîtrise des compétences psychomotrices. De plus, l’évaluation du transfert des compétences psychomotrices entre des environnements médicaux simulés et des soins aux patients devient presque impossible si certaines des compétences psychomotrices ne sont pas reflétées dans la tâche clinique. Il en résulte un consensus sur la capacité de la simulation médicale et de la formation à influer sur les résultats pour les patients. Pour surmonter les défis du coût, de la précision anatomique et de l’accès, nous avons développé un entraîneur de tâches de ligne IO haute fidélité et à faible coût. L’entraîneur de tâches est conçu à partir de la tomodensitométrie réelle d’un patient, ce qui permet d’obtenir une anatomie précise (Figure 1). Les matériaux utilisés sont omniprésents et faciles à obtenir, avec des composants relativement faciles à récupérer. Comparé à de nombreux autres formateurs disponibles dans le commerce, le coût modeste de la conception de l’entraîneur de tâches décrite ici réduit considérablement le désir de séquestrer les formateurs dans un endroit moins accessible et protégé et rend possibles de multiples répétitions sans repères principaux.

<table><tbody><tr><td>Filament d’imprimante 3D, acide polylactique (PLA), 1,75 mm</td><td>N/A / Hatchbox</td><td></td><td>Base pour l’impression 3D de moules, structures osseuses et os / matériel de moule</td></tr><tr><td>Imprimante 3D, Original Prusa i3 MK3</td><td>Prusa</td><td></td><td>Pour imprimer des moules, des structures osseuses et des boulons de quincaillerie d’os / moule</td></tr><tr><td>, 1/4", tête plate / fraisée ou ronde, différentes longueurs</td><td>N/A</td><td></td><td>Quincaillerie utilisée pour maintenir les moitiés du boîtier du moule ensemble pendant le coulage</td></tr><tr><td>Seau, 5 gallons, plastique</td><td>N/A</td><td></td><td>Pour maintenir les milieux en tissu pendant la préparation des milieux</td></tr><tr><td>Chlorhexidine, solution à 4 % sans</td> v/v <td></td><td></td><td>Additif animicrobien pour foret en milieu de moulage</td></tr><tr><td>, mandrin ménager 3/8</td>' <td>N/A</td><td></td><td>Pour remuer les milieux en tissu pendant la préparation des milieux</td></tr><tr><td>Colorant alimentaire, rouge (facultatif)S.O</td><td>.</td><td></td><td>Additif colorant pour gélatine de moelle osseuse simulée</td></tr><tr>, base <td>Knox</td><td></td><td>non aromatisée</td><td>pour</td></tr><tr><td>noix hexagonales en tissu, 1/4"</td><td>N/A</td><td></td><td>Quincaillerie utilisée pour maintenir les moitiés de l’enveloppe du moule ensemble pendant la coulée</td></tr><tr><td>Aérosol de cuisson antiadhésif</td><td>N/A</td><td></td><td>Agent de démoulage</td></tr><tr><td>Sacs en plastique, ziplock</td><td>Ziplock</td><td></td><td>Pour stocker les tissus</td></tr> en <tr><td>fibre de psyllium, finement moulue, aromatisée à l’orange, sans sucre (facultatif)</td><td>Procter & Gamble</td><td>Metamucil</td><td>Additif d’opacité / d’échogénicité pour support tissulaire</td></tr><tr><td>, tournevis plat / Phillips (matériel de boulon assorti)</td><td>N/A</td><td></td><td>Pour serrer la quincaillerie du boîtier du moule</td></tr><tr><td>Stock de cordon d’étanchéité en silicone, 3 mm, rond, différentes longueurs</td><td>N/A</td><td></td><td>Support de joint pour boîtiers de moule</td></tr><tr><td>Adhésif en aérosol, Super 77 (en option)</td><td>3M</td><td></td><td>Agent utilisé pour améliorer l’adhérence du lit lors de l’impression 3D</td></tr><tr><td>Palette / tige</td><td></td><td></td> d’agitation <td>Pour remuer les milieux tissulaires pendant la préparation des milieux</td></tr><tr><td>Poire à dinde, ménage, 60 mL</td><td>N/A</td><td></td><td>Pour injecter de la moelle osseuse simulée dans le</td></tr><tr>gel <td></td><td></td><td>à ultrasons</td> de la cavité osseuse Base pour l’eau <td>de moelle osseuse simulée</td></tr><tr><td>, robinet</td><td></td><td></td><td>Utilisé à la fois dans les milieux tissulaires et la moelle osseuse simulée</td></tr></tbody></table>

création d’un formateur de tâches de placement de ligne haute fidélité, économique et intraosseuse via l’impression 3d

Creation of a High-Fidelity, Low-Cost, Intraosseous Line Placement Task Trainer via 3D Printing

La description des formateurs de tâches procédurales comprend leur utilisation comme outil de formation pour perfectionner les compétences techniques par la répétition et la répétition des procédures dans un environnement sûr avant d’effectuer la procédure sur un patient. De nombreux formateurs de tâches procédurales disponibles à ce jour souffrent de plusieurs inconvénients, notamment une anatomie irréaliste et la tendance à développer des « repères » créés par l’utilisateur après que le tissu de l’entraîneur ait subi des manipulations répétées, ce qui pourrait conduire à un développement inapproprié des compétences psychomotrices. Pour améliorer ces inconvénients, un processus a été créé pour produire un entraîneur de tâches procédurales haute fidélité, créé à partir de l’anatomie obtenue à partir de tomodensitométrie (TDM), qui utilise une technologie d’impression tridimensionnelle (3D) omniprésente et des fournitures de produits prêtes à l’emploi.
Cette méthode comprend la création d’un moule de tissu imprimé en 3D capturant la structure tissulaire entourant l’élément squelettique d’intérêt pour envelopper la structure osseuse du squelette suspendue dans le tissu, qui est également imprimée en 3D. Un mélange de milieu tissulaire, qui se rapproche du tissu à la fois dans la géométrie haute fidélité et la densité tissulaire, est ensuite versé dans un moule et laissé prendre. Une fois qu’un entraîneur de tâches a été utilisé pour pratiquer une procédure, telle que la mise en place d’une ligne intraosseuse, les milieux tissulaires, les moisissures et les os sont récupérables et peuvent être réutilisés pour créer un nouvel entraîneur de tâche, exempt de sites de ponction et de défauts de manipulation, pour une utilisation dans les séances de formation ultérieures.

Conformément au protocole, la modélisation de l’entraîneur de tâches a utilisé un scanner d’un patient anonymisé. La segmentation des images CT a utilisé le logiciel 3D Slicer et Auto Meshmixer pour la modélisation 3D. Pour l’impression 3D, 3D Simplify et le Prusa i3 MK3 ont été utilisés (Figure 1). Par la suite, nous avons terminé l’assemblage des pièces imprimées en 3D, préparé le mélange de milieux tissulaires et versé le mélange de médias dans le moule d’entraînement de tâches assemblé. ...

Nous décrivons une procédure pour traiter la tomodensitométrie (TDM) en formateurs de tâches procédurales haute fidélité, récupérables et peu coûteux. Les processus d’identification par tomodensitométrie, l’exportation, la segmentation, la modélisation et l’impression 3D sont tous décrits, ainsi que les problèmes et les leçons apprises dans le processus.

Création d’un formateur de tâches de placement de ligne haute fidélité, économique et intraosseuse via l’impression 3D

The description of procedural task trainers includes their use as a training tool to hone technical skills through repetition and rehearsal of procedures ...

Ici, nous avons créé un entraîneur de tâches imprimé en 3D haute fidélité dérivé de tomodensitogrammes de l’anatomie humaine normale Les entraîneurs de tâches créés à l’aide de ce protocole aident à effectuer tous les aspects critiques d’une tâche ou d’une procédure choisie, divers modèles anatomiquement corrects peuvent être créés avec ce protocole. Il est important de trouver un scanner contenant la section anatomique souhaitée pour le modèle que nous créons, dans le cadre du processus utilisé pour transformer les scans anatomiques en modèles 3D, il est important de fermer les ouvertures naturelles dans l’os pour créer un produit final qui permet l’ajout de caractéristiques pour maintenir l’os dans la bonne orientation et avoir un espace pour la moelle simulée. Pour commencer, confirmez l’orientation normale triangulaire correcte des fichiers SDL importés, si l’orientation triangulaire est incorrecte, inversez la normale triangulaire en cliquant sur sélectionner, modifier et sélectionner tout.Ensuite, cliquez sur sélectionner, puis modifiez et inversez les modèles pour éliminer les structures indésirables et affiner les modèles, pour créer l’entraîneur de tâches, cliquez sur sélectionner puis sélectionnez les triangles sur les structures indésirables et cliquez sur modifier et ignorer. Sélectionnez l’outil Modifier et planifier la carte pour recadrer le modèle afin qu’il s’adapte aux limites du volume de construction de l’imprimante 3D. Réduisez la surcharge de calcul en cliquant sur sélectionner et en double-cliquant n’importe où sur le maillage pour sélectionner le maillage entier, puis sélectionnez modifier et réduire.Pour réduire la cible, réduire le budget triangulaire à environ 10 000 faces. Une fois que les triangles du maillage autour du défaut sont sélectionnés, cliquez sur sélectionner, puis sélectionnez modifier et effacer et remplir, pour améliorer les trous de surface et les irrégularités. Exportez et enregistrez les modèles finis à l’aide du type de fichier SDL, ouvrez la commande Autodesk Fusion 360 Software Select Insert, puis insert mesh pour importer les fichiers SDL des modèles osseux et tissulaires dans l’espace de travail sous forme de maillage.Pour convertir les maillages importés en B-rep Solids désactivez la chronologie Fusion 360, réduisez le nombre de triangles dans le maillage cible à moins de 10 000, sélectionnez le corps de maillage importé, puis cliquez avec le bouton droit de la souris pour ouvrir le menu et sélectionnez l’option de maillage vers B. Une fois que les maillages ont été convertis en solides d’emballage B, reprenez la chronologie fusion 360 et modifiez le solide pour créer le moule des formateurs de tâches en divisant le solide rectangulaire le long de l’axe long de l’enveloppe B du tissu. Sélectionnez deux à trois emplacements pour les broches de support et placez les composants préconçus du groupe d’assemblage, pour fixer les os de l’entraîneur de tâches, importez et positionnez un bouchon osseux sur l’espace médullaire ouvert du représentant B osseux pour empêcher les milieux tissulaires de pénétrer dans l’espace de la moelle et de drainer la moelle osseuse simulée.Générer une ouverture de quatre à six centimètres à travers les moules dans l’espace représenté par le tissu B représentant solide pour verser le média tissulaire liquide dans le moule, effectuer le miroir des objets pour faire le formateur de tâche pour le côté isolatéral. Une fois que les composants des groupes d’assemblage prédéfinis sont positionnés pour fixer les os dans l’espace, cliquez sur des lingots combinés pour ajouter ou couper les différents groupes d’assemblage dans les modèles. Sélectionnez le corps souhaité dans l’espace de travail et cliquez avec le bouton droit de la souris, puis sélectionnez Enregistrer en tant que STL pour exporter les composants finaux pour l’impression, positionner le fichier STL sur le lit de l’imprimante 3D et orienter l’os verticalement.Pour l’impression du matériel de support complet du radeau utilisateur, une hauteur de couche de buse de 0,4 millimètre à 0,2 millimètre avec quatre couches supérieure et inférieure, trois coques périmétriques de remplissage à 20% et une température d’extrémité chaude de 210 degrés Celsius. Orientez les composants du moule avec la surface du tissu vers le haut et imprimez sans radeau, réglez la hauteur de la couche à 0,3 millimètre de remplissage à 15% et utilisez un matériau de support complet. Disposez les broches de support et autres composants pour minimiser le matériau de support, imprimez toutes les pièces de support de broches avec un radeau et réglez la hauteur de couche à 0,2 millimètre et le remplissage à 20%Imprimez les composants filetés sans matériau de support à une vitesse réduite, une fois les paramètres de chaque composant sélectionnés, préparez et exportez le fichier de code G généré par le logiciel sur la carte SD.Ouvrez le logiciel de l’imprimante 3D, sélectionnez le fichier de code G enregistré sur la carte SD et le filament de support d’imprimante 3D à acide polylactique de 1,75 millimètre pour l’impression. Mesurer la solution de chlorhexidine de fibre de gélatine de cilium et l’hypochlorite de sodium, pour préparer le milieu tissulaire et mettre de côté chauffer un litre d’eau à 85 degrés Celsius. Ajouter l’eau chauffée dans un récipient de mélange plusieurs fois plus grand que le volume des ingrédients tout en agitant vigoureusement la solution de milieu tissulaire, ajouter les ingrédients mesurés un par un.Faites chauffer le mélange au bain-marie à 71 degrés Celsius pendant au moins quatre heures pour dissiper les bulles, préparez la solution de moelle osseuse simulée en mesurant 100 grammes d’eau froide, 100 grammes de gel à ultrasons et cinq millilitres de colorant alimentaire rouge, puis mélangez soigneusement les ingrédients. Vaporisez les surfaces internes du moule avec un agent de démoulage non à base de silicone, fixez l’os à l’aide de broches de support pour maintenir la position correcte dans l’espace tissulaire. Ensuite, fixez l’os au fond du moule et assemblez le moule, vérifiez la position du bouchon osseux pour empêcher le milieu tissulaire de pénétrer dans l’espace médullaire pendant le versement.Positionnez le moule avec l’ouverture vers le haut et versez un milieu de tissu chaud de 46 degrés Celsius dans la cavité du moule. Sécuriser toute fuite du milieu tissulaire du moule en le pulvérisant avec une cartouche de pulvérisation d’air inversé, transférer le moule rempli à quatre degrés Celsius pendant au moins six heures ou jusqu’à ce que le milieu tissulaire ait été pris. Démontez le moule et retirez les broches d’entraînement et de support de tâche retirez le bouchon osseux, remplissez la solution de moelle osseuse simulée dans l’espace moelle osseuse et remplacez le bouchon osseux.Conservez l’entraîneur de tâches dans un sac en plastique à quatre degrés Celsius ou moins 20 degrés Celsius jusqu’à son utilisation. Une fois que le formateur de tâches atteint la température ambiante, demandez aux stagiaires de placer l’aiguille IO et d’aspirer la solution de moelle osseuse simulée. Ensuite, démontez les trainers de tâche pour récupérer le milieu tissulaire et les os, démontez le trainer de tâche et placez la gélatine dans un récipient à refondre pour une utilisation supplémentaire, le modèle peut être reformé et le gel une fois fondu peut être réutilisé pour créer un autre modèle.Ce protocole a été utilisé pour modéliser et imprimer le moule tissulaire tridimensionnel et les structures tissulaires entourant l’élément squelettique, en utilisant la tomodensitométrie de l’articulation du genou gauche d’un patient, le tibia conçu a abouti à une réplique très proche après impression. Une ouverture faite pour exposer la cavité tissulaire a facilité le coulée du milieu tissulaire, le moule a été conçu avec deux groupes d’assemblage de broches de soutien pour soutenir et suspendre les structures osseuses dans la cavité tissulaire. L’entraîneur de tâches a été personnalisé pour l’humour et le tibia en utilisant un support tissulaire opaque et transparent qui permet différents niveaux de visualisation des structures squelettiques ou des points de repère.La similitude anatomique a été obtenue entre les données de tomodensitométrie utilisées pour créer l’entraîneur de tâches et les entraîneurs de tâches humoristiques entièrement assemblés en ce qui concerne l’épaisseur osseuse, la profondeur de la peau et la rainure tendineuse, le temps et le coût nécessaires pour imprimer le haut du moule étaient les plus élevés, suivis du fond du moule, des os et du matériel. Lors de l’impression 3D des moules, nous avons constaté qu’il est important d’utiliser un adhésif solide pour éviter la déformation à la base. Un autre aspect critique est l’utilisation d’un spray de libération appliqué sur le service interne du moule avant l’ajout du gel.Cela empêche le gel de coller au matériau imprimé en 3D. Ces formateurs permettent le transfert de compétences de l’environnement de formation à l’environnement clinique en raison de leur similitude anatomique avec les patients, la répétition aide un apprenant à effectuer les étapes critiques d’une procédure.

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