Uso de software de reconstrução de imagem tridimensional como ferramenta de treinamento para punção venosa da veia cava craniana no furão

Summary

Propomos que uma ferramenta de software reconstrutiva de anatomia virtual tridimensional adiciona treinamento adjuvante benéfico no ensino de punção venosa da veia cava craniana do furão para estagiários de medicina de animais de laboratório.

Abstract

Na Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade da Geórgia, o software reconstrutivo de anatomia virtual tridimensional (3D) foi incorporado ao currículo de anatomia veterinária. Com esta plataforma de ensino, os alunos são expostos a oportunidades de aprendizado além da dissecação de cadáveres e recursos de livros didáticos. Propomos que esta ferramenta de anatomia 3D pode servir como um auxiliar de treinamento adjuvante benéfico no ensino de habilidades técnicas do pessoal de animais de laboratório, especificamente punção venosa da veia cava craniana (CVC) em furões. O CVC é um dos locais preferidos para uma grande coleta de sangue no furão. Embora seja uma técnica relativamente segura para a coleta de sangue, os riscos dessa abordagem cega incluem capacidade limitada de segurar a veia após a punção venosa e danos acidentais às estruturas circundantes. Neste projeto piloto, 5 estagiários da equipe de animais de laboratório foram expostos a imagens e vídeos torácicos de furões reconstruídos em 3D em conjunto com instruções verbais para realizar punção venosa de veia cava craniana no furão. O sucesso da abordagem foi avaliado com base na capacidade dos estagiários de inclinar corretamente a agulha e a seringa, inserir a agulha no local apropriado e coletar sangue do local. Dos 5 treinandos, 5 (100%) dominaram o ângulo vertical da agulha, 4 (80%) dominaram o ângulo horizontal da agulha, 5 (100%) identificaram corretamente o manúbrio como um ponto de referência para inserção e 2 (40%) coletaram sangue com sucesso em duas tentativas de uso dessa abordagem. Como os estagiários foram capazes de cumprir muitos critérios-chave para o sucesso, concluímos que o treinamento foi bem-sucedido em fornecer os principais marcos anatômicos e consciência espacial necessários para a coleta de sangue CVC no furão. Além do escopo da punção venosa do furão, as imagens reconstruídas em 3D têm um papel potencial na demonstração de técnicas cirúrgicas e abordagens para várias habilidades clínicas em medicina veterinária.

Introduction

Propusemos que a adição de imagens e vídeos cervicais e torácicos reconstruídos em 3D de um furão aos nossos procedimentos de treinamento padrão ajudaria o pessoal de animais de laboratório a visualizar a anatomia relevante para ajudá-los a dominar o posicionamento e os pontos de referência necessários para realizar a punção venosa da veia cava craniana (CVC) no furão. Para esse fim, realizamos treinamento de rotina com cinco membros da equipe de animais de laboratório que trabalham com furões. Durante este treinamento, testamos a adição das imagens de reconstrução 3D, observando o sucesso da equipe após o treinamento nas áreas de posicionamento da seringa e agulha nos planos vertical e horizontal, identificação de um marco anatômico importante e coleta de sangue. Todos os funcionários viram as imagens e vídeos 3D, pois havia poucos estagiários para realizar um teste quantitativo e comparativo, contrastando o treinamento tradicional com a adição de ferramentas 3D.

A punção venosa é uma prática fundamental na medicina animal de laboratório para coleta de sangue em estudos de pesquisa e prestação de cuidados clínicos veterinários. Várias técnicas são usadas em todas as espécies devido a diferenças anatômicas, nível de conhecimento técnico e finalidade da coleta de sangue. A punção venosa pode ser desafiadora, especialmente se o flebotomista não estiver familiarizado com a abordagem ou anatomia relevante da área.

O CVC em um furão adulto tem um diâmetro aproximado de 3,0-3,5 mm. É o principal vaso localizado cranialmente ao coração e é formado pela confluência das veias subclávias esquerda e direita com as veias jugulares externas. O CVC drena para o átrio direito do coração. Outras estruturas importantes na área incluem o coração, aorta, artéria carótida, esôfago, traqueia, nervo vago e nervo frênico¹. O tórax relativamente longo do furão minimiza o risco de perfurar outras estruturas importantes, tornando esta uma abordagem mais segura nesta espécie em comparação com outros pequenos mamíferos devido à distância substancial da porção mais cranial do CVC até a base do coração. Dito isso, a técnica pode ser tecnicamente desafiadora e apresenta risco de punção de estruturas intratorácicas vizinhas, incluindo a artéria carótida e a traqueia (Figura 1)². O CVC e a veia jugular externa são os locais preferidos para a coleta de grandes volumes sanguíneos (até 2 mL) no furão ^2,3. Grandes volumes de sangue são frequentemente necessários para exames de saúde de rotina e coleta para estudos de pesquisa. Os furões são comumente usados na medicina animal de laboratório como modelos translacionais para pesquisas em influenza e outras doenças das vias aéreas devido à semelhança de seu trato respiratório com o dos humanos ^4,5. Os locais para coleta de sangue mais limitada incluem as veias safena lateral e cefálica². Outras espécies comuns de animais de laboratório para as quais a veia cava craniana é um local adequado de punção venosa incluem ratos, hamsters e porquinhos-da-índia³.

Na Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade da Geórgia (UGA CVM), incorporamos software para reconstrução de imagens tridimensionais (3D) (Tabela de Materiais) nos cursos de anatomia de pequenos e grandes animais para o ensino de estudantes de veterinária do primeiro ano. O software de anatomia virtual 3D pode ser usado para reconstruir imagens de estudos de tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM)⁶. Os alunos do UGA CVM são expostos a essa tecnologia no currículo de anatomia em conjunto com a dissecção macroscópica de cadáveres. O objetivo de incorporar este software ao curso é duplo: expor os alunos ao diagnóstico por imagem e permitir que os alunos interajam com estruturas anatômicas 3D além do escopo da dissecção de cadáveres. Este novo recurso aprimora as experiências de aprendizagem dos alunos e ajuda a prepará-los melhor para dominar as habilidades clínicas, pois eles têm a oportunidade de visualizar a relação das estruturas anatômicas sob uma luz diferente. O software foi originalmente projetado para educação em medicina humana, com estudos mostrando que as plataformas de anatomia virtual 3D são recursos benéficos para estudantes de medicina humana, pois fornecem uma modalidade abrangente que permite aos usuários explorar imagens em uma abordagem única que pode ser adaptada para objetivos de aprendizagem específicos ^7,8,9.

Protocol

O protocolo para o uso de furões neste estudo foi aprovado pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da UGA. O programa de cuidados e uso de animais da UGA possui uma Garantia de Bem-Estar Animal com o Escritório de Bem-Estar Animal de Laboratório do NIH, tem um registro de pesquisa no USDA e é totalmente credenciado pela AAALAC International.

Os furões foram alojados em alojamentos de animais designados em gaiolas abertas com acesso ad libitum a uma dieta de furões de alta densidade (Tabela de Materiais) e auto-rega (água da torneira). As luzes foram mantidas em um ciclo automatizado de luz: escuridão 12:12, ponto de ajuste de temperatura em 68 +/- 4 ^oF e umidade relativa de 30-70%. Os furões foram socialmente alojados com outros furões e providos de brinquedos de enriquecimento.

1. Obtenção de imagens de reconstrução 3D para treinamento

NOTA: A varredura reconstruída em 3D usada para treinamento foi a de um furão macho adulto não identificado e anestesiado posicionado em decúbito dorsal para uma tomografia computadorizada. A varredura foi adquirida do arquivo do Hospital Universitário Veterinário da UGA e foi reconstruída no programa de software pelos autores.

1. Abra o programa de software de reconstrução 3D e use o mouse do computador para clicar em Arquivo , depois em Abrir e clique duas vezes para selecionar a digitalização carregada desejada.
2. Usando o mouse, clique em qualquer local da verificação. Mantenha pressionado o botão do mouse enquanto arrasta o mouse para posicionar a varredura de forma que o furão fique em decúbito dorsal com a cabeça voltada para a parte superior da tela do computador e a cauda voltada para a parte inferior da tela. Repita conforme necessário para manipular certas partes do corpo.
3. Usando o mouse, clique no recurso Adicionar um plano no programa. O plano aparecerá como um retângulo vermelho e transparente.
4. Usando o mouse, clique nas setas para a esquerda e para a direita associadas ao recurso Adicionar um plano para percorrer as opções de localização do plano. Clique na seta até que o plano fique paralelo ao aspecto ventral do animal.
5. Usando a roda de rolagem do mouse, role de baixo para cima para avançar o plano de ventral para dorsal (ou superficial para profundo). Avance o plano com a roda de rolagem do mouse até que haja uma imagem clara do vaso da veia cava craniana.
6. Faça uma captura de tela da imagem e salve-a no local desejado. Essas etapas também podem ser gravadas na tela e salvas como um vídeo. Esta etapa varia dependendo do hardware do computador que o usuário possui.

2. Treinamento para punção venosa

NOTA: Cinco membros da equipe foram incluídos no treinamento, todos os quais deram consentimento para se envolver. Todos os cinco membros da equipe, que tinham níveis variados de conhecimento da anatomia do furão, viram as imagens e vídeos reconstruídos em 3D antes de suas tentativas de punção venosa. Três eram técnicos de cuidados com animais e dois eram técnicos veterinários. Três dos participantes tinham experiência prévia no manuseio de seringas e agulhas, enquanto dois não.

1. Mostre as imagens e vídeos reconstruídos em 3D para um grupo de cinco estagiários da equipe de animais de laboratório, incorporando instruções de anatomia de um veterinário ou técnico experiente em animais de laboratório familiarizado com a anatomia e o procedimento de coleta de sangue. Forneça materiais de leitura suplementares conforme necessário para o conhecimento do estagiário.
2. Ouça atentamente as perguntas dos estagiários e responda-as antes do treinamento de animais vivos.
3. Descreva o procedimento novamente durante as etapas 3 e 4 do protocolo, à medida que a técnica é demonstrada aos estagiários antes de tentarem pela primeira vez, consultando regularmente as imagens reconstruídas em 3D.
   NOTA: Um total de sete furões foram usados no treinamento. Três estagiários receberam um furão cada, e eles tiveram uma tentativa de coleta de sangue com seu furão. Os outros dois estagiários receberam dois furões cada; um foi usado para a primeira tentativa de coleta de sangue e o outro foi usado para a segunda tentativa.

3. Posicionamento para punção venosa

1. Para a abordagem do CVC, use furões acordados, sedados ou anestesiados.
2. Sedar o animal com uma injeção intramuscular de butorfanol 0,1-0,3 mg / kg, midazolam 0,1-0,3 mg / kg e, somente se necessário, cetamina 1-3 mg / kg.
3. Coloque o animal em decúbito dorsal com a cabeça e o pescoço estendidos.
4. Conter o furão com firmeza e simetria para permitir a melhor oportunidade de entrar no recipiente com a agulha. É necessário pelo menos um assistente para conter o animal enquanto o flebotomista faz a abordagem (Figura 2). O limitador pode pressionar para cima entre as omoplatas para levantar a entrada torácica e o tórax craniano em direção ao flebotomista.

4. Abordagem e coleta de sangue

1. Desinfetar a pele do tórax craniano sobre o manúbrio com álcool.
2. Palpar o esterno (Figura 3).
3. Insira a agulha no entalhe entre o manúbrio e a primeira costela no lado direito do esterno do animal.
4. Incline a agulha 30-45° e direcione-a para o quadril oposto (esquerdo). Insira-o no local do entalhe e aspire para tirar sangue (Figura 4).
5. Observe os estagiários enquanto eles tentam a abordagem de punção venosa. Registre seu sucesso em dominar a capacidade de inclinar verticalmente a agulha e inclinar horizontalmente a agulha. Identifique o manúbrio como um ponto de referência para inserção e colete sangue do local. Documente quanto sangue foi obtido em cada tentativa bem-sucedida.
   NOTA: A profundidade da sedação foi baseada na resposta a estímulos físicos e sonoros, reflexo palpebral e reflexo de endireitamento. Após a coleta de sangue, flumazenil 0,2 mg/kg foi administrado por via intramuscular para reversão da sedação, se necessário. Os furões foram devolvidos à colônia após o procedimento.
6. Use uma agulha de 5/8 de polegada e 25 G com uma seringa de 1 ou 3 mL para coletar sangue com esta técnica.
   NOTA: Como regra geral, não mais do que 10% do volume de sangue de um animal deve ser coletado em uma coleta. O volume sanguíneo do furão é estimado em 5-6% do peso corporal total¹. Um veterinário de animais de laboratório e um técnico experiente em treinamento veterinário de animais de laboratório estavam presentes para garantir que a coleta de sangue fosse realizada adequadamente e qualquer solução de problemas para a técnica (ou seja, movimentos sutis na angulação ou direção da agulha, profundidade de inserção da agulha) fosse feita em tempo real de acordo com suas instruções.

5. Medição do sucesso

1. Avalie a capacidade dos alunos de inclinar corretamente a agulha e a seringa, inserir a agulha no local apropriado e coletar sangue do local.
2. Registre quantos estagiários realizaram corretamente o ângulo vertical da agulha, o ângulo horizontal da agulha e a palpação do manúbrio.
3. Documente quantos estagiários coletaram sangue com sucesso, juntamente com o volume de sangue coletado.

Results

Os vídeos e imagens de TC de furões reconstruídos em 3D retratam as estruturas anatômicas associadas ao CVC em vários planos e fornecem uma compreensão abrangente do layout anatômico do tórax craniano. As estruturas associadas, como manúbrio, esterno, costelas, músculos da parede torácica, coração, veia jugular externa, veia subclávia e CVC, estão claramente identificadas na Figura 1. O local para inserção da agulha é representado na Figura 5. Essas imagens fora...

Discussion

Este estudo piloto foi projetado para determinar se a adição de imagens e vídeos 3D aos nossos procedimentos de treinamento de rotina era promissora para uso futuro. Este estudo inicial foi projetado para observar e relatar qualitativamente nossos achados se o uso e o estudo futuros parecessem justificados. O foco da determinação do sucesso baseou-se no ensino dos marcos de anatomia relevantes para a técnica de coleta de sangue CVC no furão para membros da equipe familiarizados com furõe...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BodyViz	BodyViz, Clive, IA	N/A	Plataforma de Aprendizagem Anatamy 3D Fácil de Usar
LabDiet 5L14	Universidade da Geórgia, Atenas, GA	N/A	Dieta para furões