Wykorzystanie wydrukowanego w 3D laparoskopowego modelu fundoplikacji Nissena w celu skrócenia krzywej uczenia się rezydenta
15 sierpnia 2025
Badanie to opisuje, w jaki sposób modele drukowane w 3D skutecznie przyspieszają tempo, w jakim zaawansowane umiejętności chirurgii laparoskopowej wykorzystywane w Fundoplikacji Nissen są opanowane przez rezydentów chirurgii podczas szkolenia rezydenckiego, zwiększając w ten sposób gotowość na przyszłość.
Nasze badania oceniają, czy realistyczny model druku 3D może pomóc rezydentom chirurgicznym szybciej i bezpieczniej opanować złożone umiejętności chirurgii laparoskopowej, zanim wejdą na salę operacyjną. Mieszkańcy często nie mają zaufania do zaawansowanych procedur po standardowym szkoleniu. Zajmujemy się luką między podstawową symulacją a złożonością rzeczywistej wydajności sali operacyjnej i szycia.
Nasz protokół wykorzystuje tani, wielokrotnego użytku i anatomicznie dokładny model. Pozwala to na wolne od ryzyka ćwiczenie krytycznych etapów chirurgicznych, co nie zawsze jest możliwe w przypadku innych metod. Nasze odkrycie zapewnia zweryfikowaną ścieżkę szkoleniową, która skraca krzywą uczenia się.
Może to bezpośrednio prowadzić do poprawy biegłości chirurgicznej, zmniejszenia powikłań i ostatecznie lepszych wyników leczenia pacjentów. Po wykonaniu tomografii komputerowej 3D przekonwertuj profile DICOM do formatu STL. Zaimportuj pliki STL do oprogramowania Magics 24, wybierając Plik, a następnie Importuj.
Uruchom automatyczne naprawianie za pomocą paska menu. Wybierz opcję Napraw i wybierz opcję Napraw automatycznie. Następnie wybierz pasek menu, orientację i utwórz podporę, aby dodać struktury podporowe.
Następnie, aby wyeksportować naprawiony i obsługiwany model, wybierz pasek menu, Plik, Eksport i STL. Korzystając z drukarki 3D LCD, otwórz oprogramowanie Chitubox i kliknij Ustawienia plasterka w zakładce Żywica. Ustaw grubość warstwy na 0,1 milimetra.
Dostosuj liczbę dolnych warstw do ośmiu. Ustaw prędkość podnoszenia dolnej warstwy na 90 milimetrów na minutę, a prędkość podnoszenia na 80 milimetrów na minutę. Teraz dokładnie wyczyść wydrukowaną formę w myjce ultradźwiękowej za pomocą rozpuszczalnika etanolowego o częstotliwości 40 kiloherców przez trzy do pięciu minut.
Zakończ wtórne utwardzanie formy w komorze UV. Po utwardzeniu nałóż cienką warstwę wazeliny na wewnętrzne powierzchnie elementów formy, aby działała jako środek antyadhezyjny. Następnie przygotuj dwuskładnikowy silikon o zerowym stopniu.
Umieść mieszaninę w środowisku utrzymywanym w temperaturze otoczenia od 22 do 25 stopni Celsjusza, aby zapobiec wpływowi wysokich temperatur na czas pracy. Umieść mieszaninę silikonu w komorze próżniowej ustawionej na poziom próżni minus 0,09 megapaskali na czas odpieniania wynoszący osiem minut. Wlej przygotowany silikon z komory próżniowej do formy organowej i obserwuj, czy silikon równomiernie wypełnia formę i że na powierzchni nie są widoczne duże pęcherzyki powietrza.
Pozostaw silikon do całkowitego utwardzenia w hermetycznym środowisku utrzymywanym w temperaturze około 25 stopni Celsjusza przez godzinę. Po utwardzeniu ostrożnie wyjmij formę, aby uzyskać ostateczny silikonowy model organu. Zbadaj powierzchnię modelu silikonowego, aby upewnić się, że struktury anatomiczne są kompletne i przejrzyste.
Umieść wydrukowane w 3D modele organów zgodnie z odpowiednim układem anatomicznym. Ułóż przełyk przymocowany do żołądka tak, aby wchodził do śródpiersia przez otwór między skorupą a dnem żołądka. Teraz umieść sieć, wątrobę i przewód żółciowy w pobliżu żołądka, zabezpieczając je na miejscu za pomocą szpilek.
Następnie umieść skórę na plastikowej platformie i zabezpiecz ją. Podłącz wewnętrzne oświetlenie platformy do źródła zasilania, aby poprawić widoczność. Następnie wykonaj trzy nacięcia na skórze, aby uzyskać ergonomiczne ustawienie trokaru.
Włóż 12-milimetrowy trokar do laparoskopu 30 stopni pośrodku, aby ustalić trójkąt widzenia. Umieść dwa 12-milimetrowe trokary po obu stronach dla laparoskopowych wkrętaków igieł, chwytaków atraumatycznych i nożyczek laparoskopowych. Następnie zabezpiecz laparoskop za pomocą zacisku i podłącz go do portu USB ekranu o wysokiej rozdzielczości w telewizorze lub laptopie.
Umieść jedwabny szew 2-0 z igłą CT-1 wewnątrz modelu. Delikatnie przeprowadź drenaż Penrose'a za już zmobilizowanym tylnym przełykiem, aby służył jako retraktor. Zastosuj delikatną trakcję do drenu, aby cofnąć przełyk, zapewniając wyraźną wizualizację prawej i lewej skorupy przepony.
Następnie zidentyfikuj obustronną skorupę przeponową i umieść pięć przerwanych szwów, aby bezpiecznie je przybliżyć bez naprężeń. Sprawdź, czy skorupa jest mocno zamknięta i odpowiednio wyrównana, aby zapewnić prawidłowe przybliżenie filarów przepony. Następnie umieść siatkę symetrycznie na membranie.
Zszyj boki siatki równomiernie do przepony, aby upewnić się, że leży płasko bez marszczenia, zachowując jednocześnie wyraźny margines między siatką a ścianą przełyku. Po przepuszczeniu bougie przez przełyk do żołądka wykonaj manewr czyszczenia buta, aby zmobilizować i wyrównać dno żołądka. Owiń dno oka na dwóch do trzech centymetrach przełyku, zapewniając miękki, pozbawiony napięć okład fundoplikacyjny 360 stopni, nie dłuższy niż dwa centymetry.
Następnie zamknij owijkę trzema przerwanymi szwami o długości ponad 1,5 centymetra i dokładnie sprawdź, czy owijka jest dobrze zamocowana. Przeprowadź końcową ocenę wydajności sali operacyjnej na żywo pod nadzorem doświadczonego chirurga, upewniając się, że wszystkie kroki spełniają standardy proceduralne. Grupa eksperymentalna osiągnęła istotnie wyższe wyniki OSAT w porównaniu z grupą kontrolną, a jednocześnie ukończyła procedurę w znacznie krótszym czasie.
Wyniki sesji treningowych wykazały stały wzrost łącznych wyników od pierwszej do szóstej sesji, osiągając wartości zbliżone do poziomu referencyjnego eksperta. Mediana wyników wydajności stale się poprawiała we wszystkich sesjach treningowych. Sesja zaczyna się od 4.5 w pierwszej sesji i osiąga 9.0 w sesji szóstej.
Zaobserwowano silną odwrotną zależność między czasem wykonania zabiegu a całkowitym wynikiem, przy czym czas ukończenia zmniejszał się wraz ze wzrostem punktacji. Ekspertyzy potwierdziły, że model jest łatwy w użyciu, doskonale nadaje się do szkolenia chirurgicznego i skutecznie poprawia umiejętności chirurgiczne.
Przegląd
Niniejsze badanie ocenia skuteczność modelu wydrukowanego w technologii 3D w przyspieszaniu opanowania zaawansowanych umiejętności chirurgii laparoskopowej przez rezydentów chirurgii. Model ten wypełnia lukę między podstawową symulacją a złożonością rzeczywistych warunków na sali operacyjnej, zwiększając przygotowanie chirurgiczne.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Szkolenie chirurgiczne
- Technologia druku 3D
- Chirurgia laparoskopowa
Wstęp
- Rezydenci często nie czują się pewnie w zakresie zaawansowanych procedur chirurgicznych po standardowym szkoleniu.
- Istnieje potrzeba opracowania skutecznych metod szkoleniowych, które wypełniłyby lukę między symulacją a praktyką w rzeczywistych warunkach.
- Modele drukowane w technologii 3D mogą zapewnić anatomicznie dokładne i wielokrotnego użytku narzędzia szkoleniowe.
- Doskonalenie umiejętności chirurgicznych może prowadzić do lepszych wyników leczenia pacjentów oraz ograniczenia liczby powikłań.
Cel badania
- Określenie, czy realistyczny model druku 3D może usprawnić proces nauki rezydentów chirurgii.
- Walidacja ścieżki szkoleniowej umożliwiającej bezryzykową praktykę krytycznych etapów operacyjnych.
- Ocena wpływu modelu na biegłość chirurgiczną i pewność siebie operatora.
Zastosowane metody
- Stworzenie niskokosztowego, anatomicznie dokładnego modelu wydrukowanego w technologii 3D.
- Sesje szkoleniowe z wykorzystaniem modelu w celu ćwiczenia technik laparoskopowych.
- Ocena wyników za pomocą punktacji OSAT oraz czasu wykonania procedur.
- Eksperckie oceny użyteczności i skuteczności modelu w szkoleniu.
Główne wyniki
- Grupa eksperymentalna osiągnęła istotnie wyższe wyniki w skali OSAT w porównaniu z grupą kontrolną.
- Wyniki sesji treningowych wykazywały stałą poprawę, zbliżając się do punktów odniesienia dla ekspertów.
- Zaobserwowano silną odwrotną zależność między czasem wykonania a wynikiem całkowitym.
- Oceny ekspertów potwierdziły przydatność modelu do szkolenia chirurgicznego.
Wnioski
- Model wydrukowany w technologii 3D skutecznie usprawnia szkolenie rezydentów chirurgii.
- Zapewnia on zwalidowaną ścieżkę opanowania złożonych umiejętności laparoskopowych.
- Wykorzystanie takich modeli może prowadzić do poprawy wyników chirurgicznych oraz wzrostu pewności siebie rezydentów.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Przyspieszenie nabywania zaawansowanych umiejętności laparoskopowych ma kluczowe znaczenie dla ograniczania ryzyka proceduralnego oraz zwiększania biegłości chirurgicznej w badaniach translacyjnych i walidacji urządzeń. Wykorzystanie anatomicznie dokładnych, wielorazowych modeli drukowanych w technologii 3D umożliwia mierzalny rozwój umiejętności, co wspiera pewność predykcyjną w zakresie wyników szkolenia technicznego. Podejście to rozwiązuje kluczowy problem na etapie przygotowania urządzeń chirurgicznych i procedur, ułatwiając wdrażanie reprodukowalnych i skalowalnych paradygmatów szkoleniowych dla działów badawczo-rozwojowych przedsiębiorstw.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia rygorystyczne testowanie hipotez dotyczących biegłości proceduralnej przy użyciu mierzalnych wskaźników wydajności.
- Wspiera walidację funkcjonalną technik chirurgicznych w systemach istotnych anatomicznie.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez izolowanie krytycznych kroków proceduralnych w celu ukierunkowanej oceny umiejętności.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Zapewnia standaryzowane, powtarzalne modele do oceny kompetencji technicznych u stażystów.
- Generuje dane ilościowe, takie jak wyniki OSATS i czasy trwania procedur, w celu przeprowadzenia benchmarkingu.
- Umożliwia skalowalną, bezpieczną weryfikację zaawansowanych umiejętności chirurgicznych przed ich wdrożeniem w praktyce klinicznej.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Dostosowuje wyniki szkolenia do klinicznie istotnych punktów końcowych, wspierając ciągłość translacyjną.
- Ogranicza zmienność w wykonywaniu procedur przedklinicznych, zwiększając wartość prognostyczną dla walidacji urządzeń i technik.
- Wspiera dostosowane do ryzyka wdrażanie innowacji chirurgicznych poprzez zwalidowane ścieżki nabywania umiejętności.
Integracja rurociągu i przepływu pracy
Niniejszy zwalidowany protokół szkoleniowy integruje proces przechodzenia od wczesnego etapu opanowywania umiejętności technicznych do przedklinicznej walidacji procedur, wspierając procesy rozwoju zarówno urządzeń, jak i technik.
- Biologia odkrywcza: Ilościowa ocena etapów procedury umożliwia rzetelne testowanie hipotez i wyjaśnienie ścieżek nabywania umiejętności chirurgicznych.
- Przesiewanie: Standaryzowane modele i systemy punktacji zapewniają powtarzalność oraz gotowość do późniejszej oceny klinicznej.
- Analityka: Obiektywne wskaźniki, takie jak wyniki OSATS i czasy wykonania, ułatwiają porównania między różnymi warunkami oraz monitorowanie wyników.
- Badania translacyjne: Efekty szkolenia są bezpośrednio zgodne z klinicznymi punktami odniesienia, co wspiera płynne przejście do walidacji in vivo.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Wielokrotnego użytku model i protokół stanowią skalowalną platformę do ciągłego szkolenia technicznego i oceny urządzeń.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność predykcyjną w zakresie nabywania umiejętności technicznych i redukuje niejednoznaczność mechaniczną w szkoleniu proceduralnym.
- Wartość operacyjna: Zapewnia zestandaryzowaną, odtwarzalną i skalowalną infrastrukturę szkoleniową do rozwoju umiejętności chirurgicznych.
- Wartość strategiczna: Umożliwia podejmowanie decyzji typu go/no-go w oparciu o dane w celu wdrażania technik i urządzeń chirurgicznych, co poprawia efektywność kapitałową.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój innowacji chirurgicznych w ramach korporacyjnych potoków B+R.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej w zakresie modelowania 3D, druku 3D oraz oceny technik chirurgicznych.
- Wymaga dostępu do infrastruktury druku 3D i analityki ilościowej wydajności.
- Wymaga międzyzespołowej standaryzacji punktacji i punktów odniesienia dla procedur.
- Może być konieczna adaptacja dla różnych modeli anatomicznych lub proceduralnych.
- Ograniczenia obejmują konieczność walidacji eksperckiej oraz dostosowania do punktów końcowych badania klinicznego.
