Method Article

שימוש בתוכנת שחזור הדמיה תלת מימדית ככלי אימון לניקור וריד נבוב הגולגולת בחמוס

DOI:

10.3791/67009

⸱

July 15th, 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Sciences, College of Veterinary Medicine, University of Georgia, 2University Research Animal Resources, Office of Research, University of Georgia, 3Department of Population Health, College of Veterinary Medicine, University of Georgia, 4Department of Large Animal Medicine, College of Veterinary Medicine, University of Georgia

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מציעים שכלי תוכנה לשחזור אנטומיה וירטואלית תלת מימדית מוסיף הכשרה נלווית מועילה בהוראת ניקור וריד נבוב הגולגולת של חמוס למתלמדים ברפואת חיות מעבדה.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במכללה לרפואה וטרינרית של אוניברסיטת ג'ורג'יה, תוכנה לשחזור אנטומיה וירטואלית תלת מימדית (תלת מימד) שולבה בתוכנית הלימודים לאנטומיה וטרינרית. עם פלטפורמת הוראה זו, התלמידים נחשפים להזדמנויות למידה מעבר לנתיחת גופות ומשאבי ספרי לימוד. אנו מציעים שכלי אנטומיה תלת מימדי זה יכול לשמש כעזר הכשרה משלים מועיל בלימוד מיומנויות טכניות של אנשי חיות מעבדה, במיוחד ניקור ורידים ורידים גולגולתיים (CVC) בחמוסים. ה-CVC הוא אחד האתרים המועדפים לאיסוף נפח דם גדול בחמוס. למרות שמדובר בטכניקה בטוחה יחסית לאיסוף דם, הסיכונים של גישה עיוורת זו כוללים יכולת מוגבלת לעכב את הווריד לאחר ניקור ורידים ונזק מקרי למבנים שמסביב. בפרויקט פיילוט זה, 5 מתלמדים מצוות חיות מעבדה נחשפו לתמונות וסרטונים משוחזרים בתלת מימד של בית החזה של חמוס בשילוב עם הוראה מילולית לבצע ניקור וריד נבוב גולגולתי בחמוס. הצלחת הגישה הוערכה על סמך יכולתם של המתאמנים לזווית נכונה של המחט והמזרק, להחדיר את המחט למיקום המתאים ולאסוף דם מהמקום. מתוך 5 המתאמנים, 5 (100%) שלטו בזווית האנכית של המחט, 4 (80%) שלטו בזווית האופקית של המחט, 5 (100%) זיהו נכון את המנובריום כציון דרך להחדרה, ו-2 (40%) אספו בהצלחה דם תוך שני ניסיונות שימוש בגישה זו. מכיוון שהחניכים הצליחו להשיג קריטריונים מרכזיים רבים להצלחה, אנו מסיקים שההכשרה הצליחה לספק ציוני דרך אנטומיים מרכזיים ומודעות מרחבית הנחוצים לאיסוף דם CVC בחמוס. מעבר להיקף ניקור ורידים של חמוסים, לתמונות משוחזרות בתלת מימד יש תפקיד פוטנציאלי בהדגמת טכניקות וגישות כירורגיות למיומנויות קליניות שונות ברפואה וטרינרית.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הצענו שהוספת תמונות וסרטונים משוחזרים בתלת מימד של צוואר הרחם ובית החזה של חמוס לנוהלי האילוף הסטנדרטיים שלנו תסייע לאנשי חיות המעבדה להמחיש את האנטומיה הרלוונטית כדי לעזור להם לשלוט במיקום ובציוני הדרך הדרושים לביצוע ניקור ורידים ורידים גולגולתיים (CVC) בחמוס. לשם כך ערכנו אימונים שגרתיים עם חמישה אנשי צוות של חיות מעבדה שעובדים עם חמוסים. במהלך הכשרה זו, ביצענו פיילוט של הוספת תמונות השחזור התלת-ממדיות, תוך התבוננות בהצלחת הצוות לאחר אימון בתחומים של מיקום המזרק והמחט במישור האנכי והאופקי, זיהוי נקודת ציון אנטומית מרכזית ואיסוף דם. כל הצוות צפה בתמונות ובסרטונים התלת-ממדיים מכיוון שהיו מעט מדי מתאמנים כדי לערוך ניסוי כמותי והשוואתי המשווה את האימון המסורתי לתוספת של כלי תלת מימד.

ניקור ורידים הוא פרקטיקה עיקרית ברפואת חיות מעבדה לאיסוף דם במחקרים ומתן טיפול וטרינרי קליני. טכניקות שונות משמשות בין מינים שונים בשל הבדלים אנטומיים, רמת המומחיות הטכנית ומטרת איסוף הדם. ניקור ורידים יכול להיות מאתגר, במיוחד אם הפלבוטומיסט אינו מכיר את הגישה או את האנטומיה הרלוונטית של האזור.

ל-CVC בחמוס בוגר יש קוטר משוער של 3.0-3.5 מ"מ. זהו הכלי העיקרי הממוקם בגולגולת ללב, והוא נוצר על ידי מפגש של הוורידים התת-בריחיים השמאלי והימני עם ורידי הצוואר החיצוניים. ה-CVC מתנקז לתוך הפרוזדור הימני של הלב. מבנים חשובים אחרים באזור כוללים את הלב, אבי העורקים, עורק הצוואר, הוושט, קנה הנשימה, עצב הנרתיק והעצב הפרני1. בית החזה הארוך יחסית של החמוס ממזער את הסיכון לניקוב מבנים עיקריים אחרים, מה שהופך את הגישה הזו לבטוחה יותר במין זה בהשוואה ליונקים קטנים אחרים בשל המרחק המשמעותי מהחלק הגולגולתי ביותר של ה-CVC לבסיס הלב. עם זאת, הטכניקה יכולה להיות מאתגרת מבחינה טכנית ומהווה סיכון לניקוב מבנים תוך-חזה שכנים, כולל עורק הצוואר וקנה הנשימה (איור 1)2. ה-CVC ווריד הצוואר החיצוני הם האתרים המועדפים לאיסוף נפחי דם גדולים (עד 2 מ"ל) בחמוס 2,3. כמויות גדולות של דם נחוצות לעתים קרובות לבדיקות בריאות שגרתיות ואיסוף למחקרים מחקריים. חמוסים משמשים בדרך כלל ברפואת חיות מעבדה כמודלים תרגומיים למחקר בשפעת ומחלות אחרות בדרכי הנשימה בשל הדמיון של דרכי הנשימה שלהם לזה של בני אדם 4,5. אתרים לאיסוף דם מוגבל יותר כוללים את הוורידים הספניים והצפלייםהצדדיים 2. מינים נפוצים אחרים של חיות מעבדה שעבורם הווריד הנבוב הגולגולתי הוא אתר ניקור ורידים מתאים כוללים חולדות, אוגרים ושרקנים3.

במכללה לרפואה וטרינרית של אוניברסיטת ג'ורג'יה (UGA CVM), שילבנו תוכנה לשחזור תמונה תלת מימדית (תלת מימד) (טבלת חומרים) בקורסי אנטומיה של בעלי חיים קטנים וגדולים להוראת סטודנטים לווטרינריה בשנה הראשונה. ניתן להשתמש בתוכנת האנטומיה הווירטואלית התלת מימדית לשחזור תמונות ממחקרי טומוגרפיה ממוחשבת (CT) והדמיית תהודה מגנטית (MRI)6. סטודנטים ב-UGA CVM נחשפים לטכנולוגיה זו בתוכנית הלימודים לאנטומיה בשילוב עם נתיחת גופות גסה. המטרה של שילוב תוכנה זו בקורס היא כפולה: לחשוף את התלמידים להדמיה אבחנתית ולאפשר לתלמידים לקיים אינטראקציה עם מבנים אנטומיים תלת מימדיים מעבר להיקף נתיחת הגופות. משאב חדשני זה משפר את חוויות הלמידה של התלמידים ועוזר להכין אותם טוב יותר לשלוט במיומנויות קליניות, מכיוון שיש להם הזדמנות לדמיין את הקשר בין מבנים אנטומיים באור אחר. התוכנה תוכננה במקור לחינוך ברפואה אנושית, כאשר מחקרים מראים שפלטפורמות אנטומיה וירטואליות תלת מימדיות הן משאבים מועילים לסטודנטים לרפואה אנושית מכיוון שהן מספקות שיטה מקיפה המאפשרת למשתמשים לחקור תמונות בגישה ייחודית שניתן להתאים למטרות למידה ספציפיות 7,8,9.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפרוטוקול לשימוש בחמוסים במחקר זה אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של UGA. תוכנית הטיפול והשימוש בבעלי חיים של UGA מחזיקה בהבטחת רווחת בעלי חיים עם המשרד לרווחת חיות מעבדה של ה-NIH, יש לה רישום מחקר ב-USDA ומוסמכת באופן מלא על ידי AAALAC International.

החמוסים שוכנו במגורי בעלי חיים ייעודיים בכלובים פתוחים עם גישה אד ליביטום לתזונת חמוסים בצפיפות גבוהה (טבלת חומרים) והשקיה אוטומטית (מי ברז). האורות נשמרו במחזור אור:חושך אוטומטי של 12:12, נקודת הגדרת טמפרטורה של 68 +/- 4 מעלות צלזיוסולחות יחסית של 30-70%. החמוסים שוכנו חברתית עם חמוסים אחרים וסופקו להם צעצועי העשרה.

1. השגת תמונות שחזור תלת מימד לאימון

הערה: הסריקה המשוחזרת בתלת מימד ששימשה לאימונים הייתה של חמוס זכר בוגר לא מזוהה ומורדם שהוצב בשכיבה גבית לסריקת CT. הסריקה נרכשה מארכיון בית החולים הווטרינרי UGA ושוחזרה בתוכנה על ידי המחברים.

  1. פתח את תוכנת השחזור התלת מימדית והשתמש בעכבר המחשב כדי ללחוץ על קובץ ואז לפתוח ולחץ פעמיים כדי לבחור את הסריקה הרצויה שהועלתה.
  2. באמצעות העכבר, לחץ על מיקום כלשהו של הסריקה. החזק את לחצן העכבר לחוץ תוך גרירת העכבר כדי למקם את הסריקה כך שהחמוס יהיה בשכיבה גבית כשהראש לכיוון החלק העליון של מסך המחשב והזנב לכיוון החלק התחתון של המסך. חזור על הפעולה לפי הצורך כדי לתפעל חלקי גוף מסוימים.
  3. באמצעות העכבר, לחץ על התכונה הוסף מטוס בתוכנית. המישור יופיע כמלבן אדום ושקוף.
  4. בעזרת העכבר, לחץ על החצים שמאלה וימינה המשויכים לתכונה Add a plane כדי לעבור בין האפשרויות למיקום מישור. לחץ על החץ עד שהמישור נמצא במקביל להיבט הגחוני של החיה.
  5. בעזרת גלגל הגלילה על העכבר, גלול מלמטה למעלה כדי לקדם את המישור מהגחון לגב (או שטחי לעמוק). קדם את המטוס עם גלגל הגלילה של העכבר עד שתהיה תמונה ברורה של כלי הווריד הנבוב הגולגולתי.
  6. צלם את התמונה ושמור אותה במיקום הרצוי. ניתן גם להקליט את השלבים האלה על המסך ולשמור אותם כסרטון. שלב זה משתנה בהתאם לחומרת המחשב שברשות המשתמש.

2. אימון לניקור ורידים

הערה: חמישה אנשי צוות נכללו בהדרכה, וכולם נתנו את הסכמתם להיות מעורבים. לכל חמשת אנשי הצוות, שהיו בעלי רמות שונות של ידע באנטומיה של חמוסים, הוצגו התמונות והסרטונים המשוחזרים בתלת מימד לפני ניסיונות ניקור הוורידים שלהם. שלושה היו טכנאים לטיפול בבעלי חיים, ושניים היו טכנאים וטרינריים. לשלושה מהמשתתפים היה ניסיון קודם בטיפול במזרקים ומחטים, בעוד ששניים לא.

  1. הצג את התמונות והסרטונים המשוחזרים בתלת מימד לקבוצה של חמישה חניכים בצוות חיות מעבדה, המשלבים הדרכה אנטומית מווטרינר או טכנאי מנוסה של חיות מעבדה המכיר את האנטומיה והליך איסוף הדם. ספק חומרי קריאה משלימים לפי הצורך לידיעת המתאמן.
  2. הקשיבו היטב לשאלות של החניכים, וענו עליהן לפני אילוף בעלי חיים חיים.
  3. תאר את ההליך שוב במהלך שלבים 3 ו-4 של הפרוטוקול כאשר הטכניקה מודגמת למתאמנים לפני שהם מנסים אותה בפעם הראשונה, תוך התייחסות קבועה לתמונות המשוחזרות בתלת מימד.
    הערה: בסך הכל נעשה שימוש בשבעה חמוסים באימונים. לשלושה חניכים הוקצה חמוס אחד לכל אחד, והיה להם ניסיון איסוף דם אחד עם החמוס שלהם. לשני החניכים האחרים הוקצו שני חמוסים כל אחד; אחד שימש לניסיון איסוף הדם הראשון שלהם והשני שימש לניסיון השני.

3. מיקום לניקור ורידים

  1. עבור גישת CVC, השתמש בחמוסים ערים, מורדמים או מורדמים.
  2. הרגיעו את בעל החיים בזריקה תוך שרירית של בוטאורפנול 0.1-0.3 מ"ג/ק"ג, מידזולם 0.1-0.3 מ"ג/ק"ג, ורק במידת הצורך קטמין 1-3 מ"ג/ק"ג.
  3. הניחו את החיה בשכיבה גבית כשהראש והצוואר מורחבים.
  4. רסנו את החמוס בחוזקה ובסימטריה כדי לאפשר את ההזדמנות הטובה ביותר להיכנס לכלי עם המחט. נדרש לפחות עוזר אחד כדי לרסן את החיה בזמן שהפלבוטומיסט מבצע את הגישה (איור 2). המרסן יכול להפעיל לחץ כלפי מעלה בין השכמות כדי להרים את כניסת בית החזה ובית החזה לכיוון הפלבוטומיסט.

4. גישה ואיסוף דם

  1. יש לחטא את עור בית החזה הגולגולתי מעל המנובריום באלכוהול.
  2. ממששו את עצם החזה (איור 3).
  3. הכנס את המחט בחריץ שבין המנובריום לצלע הראשונה בצד ימין של עצם החזה של החיה.
  4. זווית המחט 30-45° וכוון אותה לכיוון הירך הנגדית (השמאלית). הכניסו אותו למקום החריץ, ושאפו כדי לשאוב דם (איור 4).
  5. התבונן בחניכים כשהם מנסים את גישת ניקור הוורידים. רשום את הצלחתם בשליטה ביכולת לזווית אנכית של המחט ולזווית אופקית של המחט. זהה את המנובריום כנקודת ציון להחדרה ואיסוף דם מהאתר. תעד כמה דם הושג בכל ניסיון מוצלח.
    הערה: עומק ההרגעה התבסס על תגובה לגירויים פיזיים ונשמעים, רפלקס פלפברלי ורפלקס ימני. לאחר איסוף הדם, פלומאזניל 0.2 מ"ג/ק"ג ניתן תוך שרירי להיפוך טשטוש, במידת הצורך. החמוסים הוחזרו למושבה לאחר ההליך.
  6. השתמש במחט בגודל 5/8 אינץ', 25 גרם עם מזרק של 1 או 3 מ"ל כדי לשאוב דם בטכניקה זו.
    הערה: ככלל אצבע, אין לאסוף יותר מ-10% מנפח הדם של בעל חיים באוסף אחד. נפח הדם של החמוס מוערך ב-5-6% ממשקל הגוף הכולל1. גם וטרינר חיות מעבדה וגם טכנאי הדרכה וטרינרי מנוסה של חיות מעבדה נכחו כדי להבטיח שאיסוף הדם בוצע כראוי וכל פתרון בעיות בטכניקה (כלומר, תנועות עדינות בזווית המחט או בכיוון, עומק החדרת המחט) נעשה בזמן אמת בהתאם להוראותיהם.

5. מדידת הצלחה

  1. העריכו את יכולתם של המתאמנים לזווית נכונה של המחט והמזרק, להכניס את המחט למיקום המתאים ולאסוף דם מהמקום.
  2. רשום כמה מתאמנים השיגו נכון את הזווית האנכית של המחט, הזווית האופקית של המחט ומישוש המנובריום.
  3. תעד כמה מתאמנים אספו בהצלחה דם, יחד עם נפח הדם שנאסף.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

סרטוני ה-CT והתמונות המשוחזרים בתלת מימד מתארים את המבנים האנטומיים הקשורים ל-CVC במישורים שונים ומספקים הבנה מקיפה של הפריסה האנטומית של בית החזה הגולגולתי. המבנים הנלווים, כגון המנובריום, עצם החזה, הצלעות, שרירי דופן בית החזה, הלב, וריד הצוואר החיצוני, הווריד התת-בריחי ו-CVC, מסומנים בבירור באיור 1. מיקום החדרת המחט מתואר באיור 5. תמונות אלה שימשו להדרכה של מתאמנים לפני שניסו לאסוף דם מה-CVC.

ההכשרה נערכה במשך שעה ביום אחד. החניכים ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר פיילוט זה נועד לקבוע אם הוספת תמונות וסרטונים תלת-ממדיים לתהליכי ההדרכה השגרתיים שלנו מבטיחה שימוש עתידי. ניסוי ראשוני זה תוכנן להתבונן ולדווח על הממצאים שלנו באופן איכותי אם נראה שיש צורך בשימוש ומחקר עתידיים. המוקד של קביעת ההצלחה התבסס על לימוד ציוני הדרך האנטומיים הרלוונטיים לטכניקת איסוף הדם CVC בחמוס לאנשי צוות המכירים את החמוסים ואשר סביר להניח שמשימות התפקיד שלהם יזדקקו למיומנות זו. בסביבה המוסדרת מאוד של רפואת חיות מעבדה, אילוף עם בעלי חיים משתמש לעתים קרובות בגישה של פיגומ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תודה לטכנאים הווטרינריים של משאבי בעלי חיים באוניברסיטת UGA, ונסה תורנטון ואינדיה אנדרסון, לצוות הטיפול בבעלי חיים, לברנדון הלסטיין, קאט בון ובריט גרייבס על ההשתתפות, ולד"ר סטיבן הארווי על הסיוע.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
BodyVizBodyViz, Clive, IA לא ישיםפלטפורמת לימוד אנטאמיה תלת מימדית קלה לשימוש 
LabDiet 5L14אוניברסיטת ג'ורג'יה, אתונה, GAN/Aדיאטת חמוס 

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Brown, C. Blood collection from the cranial vena cava of the ferret. Lab Anim. 35 (9), 23-24 (2006).
  2. van Zeeland, Y. R. A., Schoemaker, N. J. Catheterization and Venipuncture. Exotic Animal Emergency and Critical Care Medicine. , 51-69 (2021).
  3. Mitchell, S. Venipuncture techniques in pet rodent species. J Exot Pet Med. 20 (4), 284-293 (2011).
  4. Belser, J. A., et al. Ferrets as models for influenza virus transmission studies and pandemic risk assessments. Emerg Infect Dis. 24 (6), 965-971 (2018).
  5. Raju, S. V. A ferret model of COPD-related chronic bronchitis. JCI Insight. 1, e87536(2016).
  6. Easy-to-use 3D anatomy learning platform. , BodyViz. Accessed https://www.bodyviz.com (2025).
  7. Bartoletti-Stella, A., et al. Three-dimensional virtual anatomy as a new approach for medical student's learning. Int J Environ Res Public Health. 18 (24), (2021).
  8. Fox, A. L., Dallaghan, G. L. B., Gilliland, K. O. The effectiveness of a virtual anatomy curriculum versus traditional cadaveric dissection in UNC SOM's first-year class. Med Sci Educ. 32 (6), 1319-1321 (2022).
  9. Niedermair, J. F., et al. On the added benefit of virtual anatomy for dissection-based skills. Anat Sci Educ. 16 (3), 439-451 (2023).
  10. Kelly, R. R., et al. Teaching surgical model development in research by using situated learning and instructional scaffolding. J Am Assoc Lab Anim Sci. 58, 321-328 (2019).
  11. Fenwick, N., Griffin, G., Gauthier, C. The welfare of animals used in science: how the "Three Rs" ethic guides improvements. Can Vet J. 50 (5), 523-530 (2009).
  12. Hubrecht, R. C., Carter, E. The 3Rs and humane experimental technique: implementing change. Animals (Basel). 9 (10), (2019).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Three Dimensional ImagingImaging Reconstruction SoftwareCranial Vena CavaFerret VenipunctureVeterinary Training ToolVirtual Anatomy SoftwareThoracic AnatomyBlood Collection TechniqueLaboratory Animal MedicineAnatomic Landmarks

Related Articles