Name: Criação de um treinador de tarefas de colocação de linha de alta fidelidade, de baixo custo e intraosseous via impressão 3D (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-17T12:40:00.000+00:00
Duration: 11 min 45 s
Description: Aprenda a criar treinadores de procedimentos de alta fidelidade usando dados de TC, impressão 3D e meios teciduais reutilizáveis. Este método permite anatomia realista e prática repetitiva para colocação de linha intraóssea.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

O financiamento para este projeto foi fornecido exclusivamente a partir de recursos institucionais ou departamentais.

NOTA: O Conselho de Revisão Institucional do Centro Médico da Universidade de Nebraska determinou que nosso estudo não constituía pesquisa de seres humanos. O IRB local obteve aprovação ética e dispensa de consentimento informado. A anonimização completa dos dados de imagem foi feita antes da análise do protocolo de desidentificação hospitalar.
1. Dados
<ol><li>Obtenha uma tomografia captando a anatomia de interesse para o treinador de tarefas planejado. Tenha cuidado para levar em consideração as limitações de volume de trabalho da impressora 3D utilizada e os marcos necessários para as etapas processuais.</li>
	<li>Se a varredura for obtida em um formato dicom (Imagem Digital e Comunicações em Medicina), converta-se em uma Iniciativa de Tecnologia de Informática de Neuroimagem (NiFTi)15 (.nii).</li>
</ol>2. Segmentação
<ol><li>Use o software 3D Slicer (http://www.slicer.org) para segmentar as imagens CT. Importe o arquivo NIfTi do passo 1.2 para o Cortador 3D.</li>
	<li>Selecione o módulo Editor de Segmentos para gerar os segmentos necessários para modelar o treinador.<ol><li>Adicione um segmento para o 1) Osso e 2) Componentes de tecido do treinador de tarefas. NOTA: O desenvolvimento de alguns treinadores, como os utilizados para treinar a inserção de tubos torácicos, pode exigir segmentos adicionais.</li>
		<li>Selecione o segmento 1) Osso. Usando o Efeito Limiar , altere o intervalo de intensidade até que a faixa de "janela" definida identifique o componente ósseo de interesse. NOTA: Para segmentos ósseos, a faixa usual é entre 100 e 175 HU (Hounsfield Units) ao valor máximo disponível e para tecido, que normalmente é de -256 HU ao máximo disponível.</li>
		<li>Use a função Limiar para destacar o componente 1) Osso e aplicá-lo à varredura usando o comando Aplicar .</li>
		<li>Use a função Tesoura para remover todas as áreas da varredura não necessárias para criar o treinador de tarefas. Use os cuidados para garantir que o espaço da medula óssea permaneça oco para os treinadores de IO. NOTA: Esta etapa é a primeira redução do segmento de interesse para as dimensões desejadas do treinador. As limitações de volume de construção da impressora 3D a ser utilizada devem ser consideradas aqui; no entanto, o segmento pode ser ainda mais reduzido na seção 3.</li>
	</ol></li>
	<li>Repetir as etapas 2.2.1-2.2.4 para o componente 2) Tecido.</li>
	<li>Utilizando o módulo Segmentações ; exportar cada componente como um arquivo STL.</li>
</ol>Modelagem .3D 3
<ol><li>Use o AutoDesk Meshmixer para cortar ainda mais os segmentos 3D e reduzir a resolução de cada segmento, em termos do número de elementos geométricos, para um ótimo desempenho dentro do Fusion360.<ol><li>Confirme se os arquivos STL importados têm a orientação normal do triângulo correto. Certifique-se de que os normais de cada triângulo apontam na direção da superfície externa da malha. Se a orientação do triângulo estiver incorreta, gire o triângulo normal realizando o Select | Modificar | Selecione Todas as funções e, em seguida, selecionar | Editar | Função Flip Normals .</li>
		<li>Eliminar estruturas indesejadas (por exemplo, segmentos indesejados de tecido ou vasculatura capturados pelo CT devido ao uso de contraste) dos Segmentos STL importados, e refinar os modelos necessários para criar o treinador de tarefas. Para refinar o modelo removendo estruturas indesejadas dentro dos segmentos que podem ter sido inadvertidamente incluídos dentro da faixa de limiar do segmento exportado, use a operação Select , selecione os triângulos nas estruturas indesejadas e, em seguida, Edite | Descarte.</li>
		<li>Após 3.1.2, use o Edit | Ferramenta de corte de plano para cortar o modelo para caber dentro dos limites do volume de construção da impressora 3D. Para reduzir a sobrecarga computacional incorrida devido à resolução geométrica excessiva, reduza o número de triângulos usados para definir o modelo para permitir um desempenho ideal no Fusion360. Clique em Selecionar, clique duas vezes em qualquer lugar da malha para selecionar toda a malha e, em seguida, editar | Reduza. Para reduzir a meta, reduza para um Orçamento de Triângulo de aproximadamente 10.000 faces. NOTA: A impressora atualmente utilizada pelos autores tem um volume máximo de construção de 250 x 210 x 210 mm; assim, o modelo foi cortado para um comprimento máximo de eixo longo de 220-230 mm para permitir que o molde se encaixasse dentro do volume de construção da impressora. O volume de construção da impressora deve ditar o comprimento do eixo longo, tornando o modelo aproximadamente 20-30 mm mais curto. A geometria pode ser facilmente reduzida a triângulos de ~10K sem perda de detalhes clinicamente relevantes para desenvolver treinadores de tarefas de alta fidelidade.</li>
		<li>Eliminar ou reduzir furos e irregularidades de superfície usando a ferramenta Selecionar . Uma vez selecionados os triângulos da malha ao redor do defeito, use o comando Selecionar | Editar| Apagar&Encher para melhorar buracos e irregularidades na superfície. Exporte e salve os modelos acabados usando o tipo de arquivo STL. NOTA: A superfície externa do osso alvo para os treinadores de tarefas de linha interosseos requer fechamento completo; caso contrário, a mídia de tecido derretido entrará no espaço da medula e degradará o desempenho do treinador de tarefas.</li>
	</ol></li>
	<li>Use o AutoDesk Fusion360 e importe os modelos de osso e tecido adicionando o . Arquivos STL no espaço de trabalho como uma malha usando o Insert | Insira o comando Mesh .<ol><li>Converta as malhas importadas em sólidos BRep desativando a linha do tempo fusion360 e reduzindo o número de triângulos na malha alvo para <10.000.Selecione o Corpo de Malha importado e clique com o botão direito do mouse. Escolha a opção Malhação para BRep . Depois que as malhas forem convertidas em sólidos BReps, retome a linha do tempo do Fusion360.</li>
		<li>Modifique o sólido para criar o molde do Task Trainer dividindo o sólido retangular ao longo do eixo longo do BRep de tecido. NOTA: O molde é criado ao redor do Tecido BRep usando o recurso de esboço para construir um cubo ou sólido retangular que engloba o sólido tecido. O tamanho do molde deve ser modificado para atender ao volume máximo de construção da impressora 3D selecionada. Como o molde é dividido em dois, a dimensão mais longa impressa pode não ser a maior dimensão do molde final à medida que eles são unidos.</li>
		<li>Selecione 2-3 locais para pinos de suporte e coloque os componentes do grupo de montagem pré-projetados para corrigir os ossos do treinador de tarefas. Certifique-se de que os locais selecionados para os pinos de suporte tenham uma ampla estrutura de suporte no osso ao redor da cabeça do pino. NOTA: O osso ao redor da cabeça do pino selecionado não precisa ser perfeitamente uniforme, pois o grupo de montagem também contém uma estrutura de suporte cilíndrico sólido, que será fundida com o osso. Esta estrutura suporta adequadamente a cabeça do pino e preserva a colocação anatômica correta dos ossos dentro da mídia tecidual.</li>
		<li>Importe e posicione um plugue ósseo no espaço de medula aberta do BRep ósseo para evitar que a mídia tecidual entre no espaço da medula, e evite que a medula óssea simulada se escorra.</li>
		<li>Gerar uma abertura (tipicamente de 4-6 cm de diâmetro) através dos moldes no espaço representado pelo sólido Tissue BRep para permitir despejar a mídia de tecido líquido no molde.</li>
		<li>Uma vez que os componentes dos grupos de montagem pré-projetados estejam posicionados para fixar os ossos no espaço, execute as funções Boolean Combine para adicionar ou cortar os vários grupos de montagem nos modelos.<ol><li>Realize um espelho dos objetos antes do passo 3.2.6 para fazer o treinador de tarefas para o lado ipsilateral. Repetição de passos 3.2.3-3.2.5 antes de 3.2.6.</li>
		</ol></li>
		<li>Exporte os componentes finais para impressão. Selecione o corpo desejado dentro do espaço de trabalho e gere um arquivo STL através de | Salve como STL.</li>
	</ol></li>
</ol>Impressão .3D 4
<ol><li>Usando Simplificar 3D, posicione o arquivo STL na cama da impressora 3D para que o programa de corte possa gerar o GCODE necessário para imprimir o item. Imprima os componentes com filamento de mídia de impressora 3D de ácido poli-láctico (PLA) usando um bocal de 0,4 mm a uma temperatura de extremidade quente de 210 °C. Certifique-se de que as configurações utilizam 4 camadas superiores e inferiores e 3 projéteis de perímetro.</li>
	<li>Oriente os ossos verticalmente para minimizar o material de suporte necessário dentro da cavidade da medula. Imprima usando uma jangada, 0,2 mm de altura de camada, 20% de enchimento e material de suporte completo (da cama de impressão e dentro da impressão). Ao imprimir os moldes teciduais, oriente os componentes do molde com a superfície do tecido voltada para cima. Imprima os moldes de tecido sem uma jangada, 0,3 mm de altura de camada, 15% de enchimento e material de suporte total.</li>
	<li>Organize os pinos de suporte e outros componentes para minimizar o suporte de impressão de material todas as peças de suporte do pino com uma jangada, altura de camada de 0,2 mm e 20% de enchimento. Imprima os componentes rosqueados sem material de suporte a uma velocidade reduzida, para maximizar a fidelidade das estruturas do segmento.</li>
	<li>Uma vez selecionados os parâmetros de cada componente, prepare e exporte o arquivo GCODE gerado por Simplificar 3D para um cartão SD. Usando um Prusa i3 MK3, selecione o arquivo GCODE salvo do cartão SD e imprima com filamento de mídia de impressora PLA 3D de 1,75mm.</li>
</ol>5. Montagem
<ol><li>Prepare o meio de tecido. NOTA: O nível atual de domínio da habilidade do estagiário pode ditar se é necessário meio de tecido opaco ou transparente. O meio transparente permite que o estagiário acompanhe visualmente seu progresso durante a inserção de IO e identifique mais facilmente marcos ósseos, enquanto o meio opaco simula melhor a experiência clínica real.<ol><li>Meça os seguintes componentes a serem usados para criar a mídia tecidual e reserve (essas quantidades podem ser dimensionadas conforme necessário) 260 g de gelatina não inflamada; se necessário, 140 g de fibra finamente moída da casca de psílio, sabor laranja, sem açúcar (omitir esta etapa para criar um meio transparente); 42 g de 4% c/v clorexidina. NOTA: A fibra da casca de psílio pode ser usada para fazer um meio opaco. Este componente deve ser adicionado imediatamente após a gelatina se um meio opaco for desejado16.</li>
		<li>Aqueça 1000 mL de água (a torneira é aceitável) a 85 °C.Adicione a água a um recipiente de mistura várias vezes maior que o volume de ingredientes, como um balde de 18,9 L.<ol><li>Ao misturar vigorosamente a solução média tecidual, adicione a gelatina, a fibra da casca do psílio e a solução de clorexidina à água, em ordem, e espere antes de adicionar o próximo ingrediente após a anterior ser incorporada. NOTA: Não adicione fibra de casca de psílio se tornar meio transparente.</li>
		</ol></li>
		<li>Aqueça a mistura em um banho de água de 71 °C por um mínimo de 4h para permitir que as bolhas se dissipem da solução. Coloque o recipiente de mistura diretamente no banho de água quente ou transfira a mistura para um recipiente separado, como sacos de armazenamento plástico.</li>
		<li>Prepare o meio de tecido para derramar no molde montado. Certifique-se de que a mistura é homogênea e fluida. Mantenha a temperatura da mistura a 46 °C. NOTA: Se o meio de tecido não for imediatamente necessário, ele pode ser armazenado a 4 °C ou -20 °C dentro de um recipiente de armazenamento até que seja necessário.</li>
	</ol></li>
	<li>Prepare a solução simulada de medula óssea. NOTA: A solução simulada de medula óssea pode ser preparada com antecedência e armazenada em um recipiente coberto à temperatura ambiente até estar pronta para uso.<ol><li>Meça e misture completamente 100 g de água fria (a torneira está bem); 100 g de gel de ultrassom; e 5 mL de coloração de alimentos vermelhos (opcional, usado para melhorar a simulação). Certifique-se de que o produto final é espesso, mas fluido o suficiente para transferir rapidamente.</li>
	</ol></li>
	<li>Fixar o osso na parte inferior do molde e montar o molde.<ol><li>Pulverize cada lado das superfícies internas do molde com um agente de liberação não à base de silicone, como spray de cozimento antiaderente. Fixar o osso usando os pinos de suporte para manter a posição correta dentro do espaço do tecido. Fixar os ossos/pinos na parte inferior do molde.</li>
		<li>Alinhe a parte superior do molde até a parte inferior e segure as duas metades do molde juntas. Verifique se o plugue ósseo está em posição para evitar que o meio tecido entre no espaço da medula durante o derramamento.</li>
	</ol></li>
	<li>Posicione o molde de tal forma que a abertura esteja voltada para cima e despeje o meio de tecido de 46 °C na cavidade do molde. Remediar qualquer vazamento do meio de tecido do molde usando um recipiente de espanador de ar invertido, pulverizando diretamente o meio de tecido quente com o recipiente para esfriá-lo rapidamente. Transfira o molde preenchido para uma geladeira de 4 °C por um mínimo de 6h, ou até que o meio de tecido esteja definido.</li>
	<li>Desmonte o molde e remova o treinador de tarefas e os pinos de suporte. Retire o plugue ósseo, encha o espaço da medula com 'medula óssea' simulada criada em 5.2 e substitua o plugue ósseo. Coloque os treinadores de tarefas em um saco de armazenamento plástico e armazene o conjunto a 4 °C ou -20 °C até que seja necessário para o treinamento.</li>
</ol>6. Treinamento de tarefas
<ol><li>Remova o treinador de tarefas do armazenamento e permita que ele atinja a temperatura ambiente. Se ainda não estiver no lugar, adicione material simulado de medula óssea a partir da etapa 5,2 por instrução em 5,5. NOTA: Permitir que o treinador aqueça à temperatura ambiente melhora a experiência de simulação.</li>
	<li>Realize o treinamento nos treinadores de tarefas. Instrua os estagiários a colocar agulhas IO (Figura 2A) e aspirar medula óssea simulada (Figura 2B) de acordo com os passos habituais da colocação da linha IO.</li>
	<li>Após o treinamento, desmonte os treinadores de tarefas para recuperar tecidos, o meio e os ossos. NOTA: Após a manipulação, os ossos do treinador IO terão orifícios criados pela inserção da cânula da linha IO. Esses orifícios podem ser preenchidos com PLA usando uma caneta de impressora 3D portátil, ou alternadamente os ossos podem ser descartados.</li>
	<li>Remonte e reutilize materiais recuperados para treinamento subsequente conforme a seção 5.Alternativamente, derreta o meio do tecido para baixo, recupere por 5,1,4 e armazene a 4 °C ou -20 °C, se não for imediatamente necessário.</li>
</ol>

<ol><li>Farrow, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducing+the+risks+of+military+aircrew+training+through+simulation+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Performance+and+Instruction%22%5BJournal%5D)">Reducing the risks of military aircrew training through simulation technology.</a> Performance and Instruction. 21 (2), 13-18 (1982).</li>
<li>Lateef, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation-based+learning%3A+Just+like+the+real+thing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Emergencies%2C+Trauma%2C+Shock%22%5BJournal%5D)">Simulation-based learning: Just like the real thing.</a> Journal of Emergencies, Trauma, Shock. 3 (4), 348-352 (2010).</li>
<li>Gaba, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crisis+resource+management+and+teamwork+training+in+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Anaesthesia%22%5BJournal%5D)">Crisis resource management and teamwork training in anaesthesia.</a> British Journal of Anaesthesia. 105 (1), 3-6 (2010).</li>
<li>Al-Elq, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation-based+medical+teaching+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Family+%26+Community+Medicine%22%5BJournal%5D)">Simulation-based medical teaching and learning.</a> Journal of Family & Community Medicine. 17 (1), 35-40 (2010).</li>
<li>Hays, R. T., Singer, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHays%2C+RT+%22Simulation+fidelity+in+training+system+design%3A+Bridging+the+gap+between+reality+and+training%22">Simulation fidelity in training system design: Bridging the gap between reality and training</a>. , Springer Science & Business Media. (2012).</li>
<li>Green, M., Tariq, R., Green, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+patient+safety+through+simulation+training+in+anesthesiology%3A+Where+are+we%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesiology+Research+and+Practice%22%5BJournal%5D)">Improving patient safety through simulation training in anesthesiology: Where are we.</a> Anesthesiology Research and Practice. , 4237523(2016).</li>
<li>Olympio, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+saves+lives%5BTitle%5D)+AND+%22American+Society+of+Anesthesiologists+Newsletter%22%5BJournal%5D)">Simulation saves lives.</a> American Society of Anesthesiologists Newsletter. , 15-19 (2001).</li>
<li>Murphy, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation-based+multidisciplinary+team+training+decreases+time+to+critical+operations+for+trauma+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">Simulation-based multidisciplinary team training decreases time to critical operations for trauma patients.</a> Injury. 49 (5), 953-958 (2018).</li>
<li>Jensen, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation-based+training+is+associated+with+lower+risk-adjusted+mortality+in+ACS+pediatric+TQIP+centers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Trauma+and+Acute+Care+Surgery%22%5BJournal%5D)">Simulation-based training is associated with lower risk-adjusted mortality in ACS pediatric TQIP centers.</a> Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 87 (4), 841-848 (2019).</li>
<li>Gupta, A., Peckler, B., Schoken, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Introduction+of+hi-fidelity+simulation+techniques+as+an+ideal+teaching+tool+for+upcoming+emergency+medicine+and+trauma+residency+programs+in+India%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Emergencies%2C+Trauma%2C+and+Shock%22%5BJournal%5D)">Introduction of hi-fidelity simulation techniques as an ideal teaching tool for upcoming emergency medicine and trauma residency programs in India.</a> Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 1 (1), 15-18 (2008).</li>
<li>Risser, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+for+improved+teamwork+to+reduce+medical+errors+in+the+emergency+department%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Emergency+Medicine%22%5BJournal%5D)">The potential for improved teamwork to reduce medical errors in the emergency department.</a> Annals of Emergency Medicine. 34 (3), 373-383 (1999).</li>
<li>Shapiro, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+based+teamwork+training+for+emergency+department+staff%3A+Does+it+improve+clinical+team+performance+when+added+to+an+existing+didactic+teamwork+curriculum%5BTitle%5D)+AND+%22Quality+and+Safety+in+Health+Care%22%5BJournal%5D)">Simulation based teamwork training for emergency department staff: Does it improve clinical team performance when added to an existing didactic teamwork curriculum.</a> Quality and Safety in Health Care. 13 (6), 417-421 (2004).</li>
<li>Schebesta, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degrees+of+reality%3A+Airway+anatomy+of+high-fidelity+human+patient+simulators+and+airway+trainers%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesiology%22%5BJournal%5D)">Degrees of reality: Airway anatomy of high-fidelity human patient simulators and airway trainers.</a> Anesthesiology. 116 (6), 1204-1209 (2012).</li>
<li>Crofts, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Training+for+shoulder+dystocia%3A+A+trial+of+simulation+using+low-fidelity+and+high-fidelity+mannequins%5BTitle%5D)+AND+%22Obstetrics+and+Gynecology%22%5BJournal%5D)">Training for shoulder dystocia: A trial of simulation using low-fidelity and high-fidelity mannequins.</a> Obstetrics and Gynecology. 108 (6), 1477-1485 (2006).</li>
<li>Cox, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+%28sort+of%29+new+image+data+format+standard%3A+NiFTI-1%5BTitle%5D)+AND+%2210th+Annual+Meeting+of+the+Organization+for+Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">A (sort of) new image data format standard: NiFTI-1.</a> 10th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping. , 22(2004).</li>
<li>Bude, R., Adler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+easily+made%2C+low-cost%2C+tissue-like+ultrasound+phantom+material%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Ultrasound%22%5BJournal%5D)">An easily made, low-cost, tissue-like ultrasound phantom material.</a> Journal of Clinical Ultrasound. 23 (4), 271-273 (1995).</li>
<li>Fisher, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+skills+temporal+degradation+assessment+in+undergraduate+medical+education%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Advances+in+Medical+Education+%26+Professionalism%22%5BJournal%5D)">Clinical skills temporal degradation assessment in undergraduate medical education.</a> Journal of Advances in Medical Education & Professionalism. 6 (1), 1-5 (2018).</li>
<li>Buzink, S. N., Goossens, R. H., Schoon, E. J., de Ridder, H., Jakimowicz, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Do+basic+psychomotor+skills+transfer+between+different+image-based+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Do basic psychomotor skills transfer between different image-based procedures.</a> World Journal of Surgery. 34 (5), 933-940 (2010).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

Neste protocolo, detalhamos o processo de desenvolvimento de um treinador de tarefas 3D para treinar o procedimento pouco realizado e que salva vidas da colocação da linha IO. Este protocolo autoguiado usa impressão 3D para produzir a maior parte das estruturas do modelo, enquanto o restante dos componentes utilizados para montar o treinador de tarefas são onipresentes, facilmente obtidos e materiais não tóxicos que podem ser recuperados e reutilizados. O treinador de tarefas 3D é de baixo custo e requer experiência míni...

A competência do cuidado do paciente das habilidades processuais é um componente fundamental para o desenvolvimento de estagiários em ambientes civis e militares de saúde 1,2. O desenvolvimento de habilidades processuais é particularmente importante para especialidades intensivas em procedimentos, como anestesiologia3 e pessoal médico de linha de frente. Os treinadores de tarefas podem ser usados para ensaiar inúmeros procedimentos com níveis de habilidade que vão desde os de um estudante de medicina do primeiro ano ou técnico médico até um residente sênior ou um colega. Embora muitos procedimentos médicos exijam treinamento significativo para serem concluídos, a tarefa aqui apresentada de uma linha interosseous (IO) é simples e requer menos habilidade técnica. A colocação bem sucedida de uma linha IO pode ser realizada após um período relativamente curto de treinamento. O uso de simulação durante o treinamento médico, que inclui o uso de treinadores de tarefas, é reconhecido como uma ferramenta para obter habilidades processuais técnicas através da repetição e do ensaio de um procedimento clínico em um ambiente seguro e de baixo estresse, antes de finalmente realizar o procedimento em pacientes 2,4,5.
Compreensivelmente, o treinamento de simulação em ambientes de educação médica tornou-se amplamente aceito e parece ser um pilar, apesar da escassez de dados sobre qualquer impacto nos resultadosdos pacientes 6,7. Além disso, publicações recentes demonstram que a simulação melhora o desempenho da equipe e os resultados dos pacientes como resultado de uma melhor dinâmica da equipe e da tomada de decisões. Ainda assim, há poucos dados que sugerem que a simulação melhora o tempo ou a taxa de sucesso para realizar procedimentos críticos e que salvam vidas 8,9, sugerindo que a simulação é complexa e multifacetada na formação de prestadores de cuidados de saúde. Em pacientes onde o acesso intravenoso padrão não é possível ou indicado, a colocação da linha IO pode ser usada para obter acesso vascular rapidamente, exigindo habilidade mínima. O desempenho oportuno e bem sucedido deste procedimento é fundamental, particularmente no ambiente perioperatório ou em um cenário de trauma 10,11,12. Como a colocação da linha IO é um procedimento pouco realizado na área perioperatória e pode ser um procedimento que salva vidas, o treinamento em um ambiente não clínico é fundamental. Um treinador de tarefas anatomicamente preciso específico para a colocação da linha IO é uma ferramenta ideal para oferecer uma frequência de treinamento previsível e desenvolvimento de habilidades para este procedimento.
Embora amplamente utilizados, os treinadores de tarefas comerciais atualmente disponíveis sofrem de várias desvantagens significativas. Primeiro, os treinadores de tarefas que permitem múltiplas tentativas de um procedimento são caros, não apenas para a compra inicial do treinador de tarefas, mas também para repor as partes substituíveis, como manchas de pele de silicone. O resultado é muitas vezes peças raramente substituídas, deixando marcos proeminentes que proporcionam ao estagiário uma experiência de treinamento subótimo; os pacientes não virão pré-marcados onde se deve fazer o procedimento. Outra desvantagem é que o alto custo dos treinadores de tarefas tradicionais pode resultar em acesso limitado pelos usuários quando os dispositivos estão "bloqueados" em locais de armazenamento protegidos para evitar perdas ou danos aos dispositivos. O resultado é exigir um tempo de treino programado mais rigoroso e menos disponível, limitando seu uso pode certamente dificultar o treinamento não programado. Finalmente, a maioria dos treinadores são considerados de baixa fidelidade 5,13,14 e usam apenas anatomia representativa, potencialmente levando ao desenvolvimento inadequado de habilidades psicomotoras ou cicatrizes de treinamento. Treinadores de baixa fidelidade também dificultam muito a avaliação completa da aquisição de habilidades, domínio e degradação, pois o treinamento em um dispositivo de baixa fidelidade pode não imitar adequadamente o procedimento real do mundo real.
A anatomia representativa também impede a avaliação adequada da aquisição e domínio das habilidades psicomotoras. Além disso, avaliar a transferência de habilidades psicomotoras entre ambientes médicos simulados para o atendimento ao paciente torna-se quase impossível se algumas das habilidades psicomotoras não se refletirem na tarefa clínica. Isso resulta na prevenção de consensos sobre a capacidade de simulação e treinamento médico para afetar os resultados dos pacientes. Para superar os desafios de custo, precisão anatômica e acesso, desenvolvemos um treinador de tarefas de linha IO de baixo custo e alta fidelidade. O treinador de tarefas é projetado a partir da tomografia computadorizada real do paciente, resultando em anatomia precisa (Figura 1). Os materiais utilizados são onipresentes e fáceis de obter, com componentes relativamente fáceis de recuperar. Comparado com muitos outros treinadores disponíveis comercialmente, o modesto custo do projeto do treinador de tarefas descrito aqui reduz drasticamente o desejo de sequestrar os treinadores em um local menos acessível e protegido e torna possível múltiplas repetições sem liderar marcos.

<table><tbody><tr><td>Filamento de impressora 3D, ácido polilático (PLA), 1,75 mm</td><td>N/A / Hatchbox</td><td></td><td>Base para moldes de impressão 3D, estruturas ósseas e hardware de osso / molde</td></tr><tr><td>Impressora 3D, Original Prusa i3 MK3</td><td>Prusa</td><td></td><td>Para imprimir moldes, estruturas ósseas e parafusos de hardware de osso / molde</td></tr><tr><td>, 1/4", cabeça plana / escareada ou redonda, vários comprimentos</td><td>N/A</td><td></td><td>Hardware usado para manter as metades do invólucro do molde juntas durante a fundição</td></tr><tr><td>Balde, 5 galões, plástico</td><td>N/A</td><td></td><td>Para segurar os meios de tecido durante a preparação do meio</td></tr><tr><td>clorexidina, solução a 4% c/v</td><td></td><td></td><td>Aditivo animicrobiano para meio de tecido</td></tr><tr><td>broca, mandril doméstico de 3/8'</td><td>N/A</td><td></td><td>Para agitar o meio de tecido durante a preparação</td></tr><tr><td>do meio corante alimentar, vermelho (opcional)</td> <td>N/A</td><td></td><td>Aditivo de coloração para gelatina de medula óssea simulada</td></tr><tr>, base <td>Knox</td><td></td><td>sem sabor</td> para porcas sextavadas <td>de mídia de tecido</td></tr><tr><td>, 1/4"</td><td>Hardware de N/A</td><td></td><td>usado para manter as metades da embalagem do molde unidas durante a fundição</td></tr><tr><td>Spray de cozinha antiaderente</td><td>N/A</td><td></td> Sacos de plástico <td>de agente de liberação de molde</td></tr><tr><td>, ziplock</td><td>Ziplock</td><td></td><td>Para armazenar mídia de tecido</td></tr><tr><td>fibra de casca de psyllium, finamente moída, com sabor de laranja, sem açúcar (opcional)</td> <td>Procter & Aditivo de</td><td>opacidade / ecogenicidade</td>Gamble <td>Metamucil</td> para chave de fenda de mídia de tecido</tr><tr><td>, plana / Phillips (hardware de parafuso correspondente)</td><td>N/A</td><td></td><td>Para apertar o hardware do invólucro do molde</td></tr><tr><td>cordão de junta de silicone, 3 mm, redondo, vários comprimentos</td><td>N/A</td><td></td><td>Mídia de vedação para adesivo em spray de invólucro de molde</td></tr><tr><td>, Super 77 (opcional)</td><td>Agente 3M</td><td></td><td>usado para melhorar a adesão do leito durante a impressão 3D</td></tr><tr><td>pá de agitação / haste</td><td></td><td></td><td>Para agitar os meios de tecido durante a preparação do meio</td></tr><tr><td>peru baster, doméstico, 60 mL</td><td>N / A</td><td></td><td>Para injetar medula óssea simulada no</td></tr><tr><td>gel</td><td></td><td></td> de ultrassom da cavidade da medula óssea <td>Base para água de medula óssea simulada</td></tr><tr><td>, torneira</td><td></td><td></td><td>Usado em meios de tecido e medula óssea simulada</td></tr></tbody></table>

criação de um treinador de tarefas de colocação de linha de alta fidelidade, de baixo custo e intraosseous via impressão 3d

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

A descrição dos treinadores de tarefas processuais inclui seu uso como ferramenta de treinamento para aprimorar habilidades técnicas através da repetição e ensaio de procedimentos em um ambiente seguro antes de finalmente realizar o procedimento em um paciente. Muitos treinadores de tarefas processuais disponíveis até o momento sofrem de várias desvantagens, incluindo anatomia irrealista e a tendência de desenvolver "marcos" criados pelo usuário depois que o tecido do treinador sofre repetidas manipulações, potencialmente levando ao desenvolvimento inadequado de habilidades psicomotoras. Para amenizar essas desvantagens, foi criado um processo para produzir um treinador de tarefas processuais de alta fidelidade, criado a partir da anatomia obtida a partir de tomografia computadorizada (TC), que utilizam tecnologia de impressão tridimensional onipresente (3D) e suprimentos de commodities fora da prateleira.
Este método inclui a criação de um molde de tecido impresso em 3D capturando a estrutura tecidual em torno do elemento esquelético de interesse para encar a estrutura esquelética óssea suspensa dentro do tecido, que também é impressa em 3D. Uma mistura de tecido médio, que aproxima o tecido tanto na geometria de alta fidelidade quanto na densidade tecidual, é então derramada em um molde e permitida a definir. Depois que um treinador de tarefas tem sido usado para praticar um procedimento, como a colocação de linha intraosseosa, os meios de tecido, moldes e ossos são recuperáveis e podem ser reutilizados para criar um novo treinador de tarefas, livre de locais de punção e defeitos de manipulação, para uso em sessões de treinamento subsequentes.

Seguindo o protocolo, a modelagem do treinador utilizou uma tomografia computadorizada de um paciente desidentificado. A segmentação das imagens CT utilizava o software 3D Slicer e o Auto Meshmixer para modelagem 3D. Para impressão 3D, foram utilizados tanto o 3D Simplify quanto o Prusa i3 MK3 (Figura 1). Posteriormente, concluímos a montagem das peças impressas em 3D, preparamos a mistura de mídia tecidual e despejamos a mistura de mídia no molde montado do treinador de tarefas. Após um per...

Descrevemos um procedimento para processar tomografia computadorizada (TC) em treinadores de tarefas processuais de alta fidelidade, recuperáveis e de baixo custo. Os processos de identificação da tomografia computadorizada, exportação, segmentação, modelagem e impressão 3D são descritos, juntamente com as questões e lições aprendidas no processo.

Criação de um treinador de tarefas de colocação de linha de alta fidelidade, de baixo custo e intraosseous via impressão 3D

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

Aqui criamos um treinador de tarefas impressos em 3D de alta fidelidade derivado de tomografias computadorizadas de anatomia humana normal Os treinadores de tarefas criados usando este protocolo, ajudam na realização de todos os aspectos críticos de uma tarefa ou procedimento escolhido, vários modelos anatomicamente corretos podem ser criados com este protocolo. É importante encontrar uma tomografia computadorizada contendo a seção anatômica desejada para o modelo que estamos criando, como parte do processo utilizado para transformar os escaneamentos anatômicos em modelos 3D é importante fechar as aberturas naturais no osso para criar um produto final que permita a adição de características para segurar o osso na orientação correta e ter um espaço para a medula simulada. Para começar, confirme a orientação normal do triângulo correto dos arquivos SDL importados, se a orientação do triângulo estiver incorreta, vire o triângulo normal clicando em selecionar, modificar e selecionar todos.Em seguida, clique em selecionar, em seguida, editar e virar modelos para eliminar as estruturas indesejadas e refinar os modelos, para criar o treinador de tarefas, clique em selecionar e selecionar os triângulos nas estruturas indesejadas e clicar em editar e descartar. Selecione a ferramenta de placa de edição e plano para cortar o modelo para caber dentro dos limites do volume de compilação da impressora 3D. Reduza a sobrecarga computacional clicando em selecionar e clicar duas vezes em qualquer lugar da malha para selecionar toda a malha e, em seguida, selecione editar e reduzir.Para meta reduzida, reduza o orçamento do triângulo em aproximadamente 10.000 faces. Uma vez que os triângulos da malha ao redor do defeito são selecionados clique em selecionar, selecione editar e apagar e preencher, para melhorar os orifícios e irregularidades da superfície. Exporte e salve os modelos acabados usando o tipo de arquivo SDL, abra o software Autodesk Fusion 360 selecione inserir e, em seguida, insira comando de malha para importar os arquivos SDL de modelos ósseos e tecidos no espaço de trabalho como uma malha.Para converter as malhas importadas em Sólidos B-rep desativado o cronograma fusion 360, reduzir o número de triângulos na malha alvo para menos de 10.000, selecionar o corpo de malha importado e, em seguida, clicar com o botão direito do mouse para abrir o menu e selecionar a opção de envoltório de malha para B. Depois que as malhas foram convertidas em sólidos de envoltório B retomam a linha do tempo da fusão 360 e modificam o sólido para criar o molde de treinadores de tarefa, dividindo o sólido retangular ao longo do longo eixo do envoltório do tecido B. Selecione dois a três locais para pinos de suporte e coloque os componentes do grupo de montagem pré-projetados, para fixar os ossos do treinador de tarefas, importar e posicionar um plugue ósseo no espaço de medula aberta do representante b ósseo para evitar que a mídia de tecido entre no espaço da medula e drene a medula óssea simulada.Gerar uma abertura de quatro a seis centímetros através dos moldes no espaço representado pelo tecido B rep solid para despejar a mídia de tecido líquido no molde, realizar o espelho dos objetos para fazer o treinador de tarefas para o lado isolado. Uma vez que os componentes dos grupos de montagem pré-projetados estejam posicionados para fixar os ossos no bion espacial clique combinado para adicionar ou cortar os vários grupos de montagem nos modelos. Selecione o corpo desejado dentro do espaço de trabalho e clique com o botão direito do mouse e selecione Salvar como STL para exportar os componentes finais para impressão, posicione o arquivo STL na cama da impressora 3D e oriente o osso verticalmente.Para impressão do material de suporte completo da balsa do usuário, uma altura de camada de bocal de 0,4 milímetros a 0,2 milímetros com quatro camadas superiores e inferiores, três conchas perimetral preenchidas a 20% e temperatura final quente de 210 graus Celsius. Oriente os componentes do molde com a superfície do tecido voltada para cima e imprima sem uma jangada, coloque a altura da camada em 0,3 milímetros de enchimento a 15% e use material de suporte completo. Organize os pinos de suporte e outros componentes para minimizar o material de suporte, imprima todas as peças de suporte de pinos com uma jangada e ajuste a altura da camada em 0,2 milímetros e enchimento em 20% Imprima os componentes roscados sem material de suporte a uma velocidade reduzida, uma vez que os parâmetros de cada componente sejam selecionados, prepare e exporte o arquivo de código G gerado pelo software para o cartão SD.Abra o software de impressora 3D selecione o arquivo de código G salvo do cartão SD e o filamento de mídia de impressora 3D de ácido policlático de 1,75 milímetros para impressão. Meça a solução de cloroxidina de fibra de casca de gelatina e hipoclorito de sódio, para preparar a mídia tecidual e deixar de lado o calor de um litro de água a 85 graus Celsius. Adicione a água aquecida em um recipiente de mistura várias vezes maior que o volume dos ingredientes enquanto agita vigorosamente a solução média do tecido, adicione os ingredientes medidos um a um.Aqueça a mistura em um banho de água a 71 graus Celsius por um mínimo de quatro horas para dissipar as bolhas, prepare a solução simulada de medula óssea medindo 100 gramas de água fria, 100 gramas de gel de ultrassom e cinco mililitros de cor vermelha, depois misture bem os ingredientes. Pulverize as superfícies internas do molde com um agente de liberação não à base de silicone, proteja o osso usando pinos de apoio para manter a posição correta dentro do espaço do tecido. Em seguida, fixe o osso na parte inferior do molde e monte o molde, verifique a posição do plugue ósseo para evitar que o meio de tecido entre no espaço da medula durante o derramamento.Posicione o molde com a abertura voltada para cima e despeje 46 graus Celsius de tecido quente médio na cavidade do molde. Fixar qualquer vazamento do meio de tecido do molde pulverizando-o com um recipiente de espanador de ar invertido, transfira o molde preenchido para quatro graus Celsius por um mínimo de seis horas ou até que o meio de tecido tenha sido definido. Desmonte o molde e remova o treinador de tarefas e os pinos de suporte removam o plugue ósseo, encham a solução simulada de medula óssea no espaço da medula e substitua o plugue ósseo.Armazene o treinador de tarefas em um saco plástico a quatro graus Celsius ou menos 20 graus Celsius até o uso. Uma vez que o treinador de tarefas atinja a temperatura ambiente instrua os estagiários a colocar a agulha IO e aspirar a solução simulada de medula óssea. Em seguida, desmonte os treinadores de tarefas para recuperar o meio tecido e os ossos, desmontar o treinador de tarefas e colocar a gelatina em um recipiente para ser remelmado para uso adicional, o modelo pode ser reformado e o gel uma vez derretido pode ser reutilizado para criar outro modelo.Este protocolo foi utilizado para modelar e imprimir o molde de tecido tridimensional e as estruturas teciduais ao redor do elemento esquelético, utilizando a tomografia computadorizada da articulação do joelho esquerdo do paciente, a tíbia projetada resultou em uma réplica muito próxima após a impressão. Uma abertura feita para expor a cavidade tecidual facilitou o derramamento do meio tecidual, o molde foi projetado com dois grupos de montagem de pinos de apoio para apoiar e suspender as estruturas ósseas dentro da cavidade tecidual. O treinador de tarefas foi personalizado para o humorístico e tíbia usando um meio de tecido opaco e transparente que permite diferentes níveis de visualização de estruturas esqueléticas ou marcos.A semelhança anatômica foi alcançada entre os dados da tomografia computadorizada utilizados para criar o treinador de tarefas e os treinadores de tarefas humorísticos totalmente montados no que diz respeito à espessura óssea, profundidade da pele e sulco tendinoso o tempo e o custo necessários para imprimir a parte superior do molde foram mais elevados seguidos pela parte inferior do molde, dos ossos e do hardware. Quando imprimimos 3D os moldes, descobrimos que é importante usar um adesivo forte para evitar deformações na base. Outro aspecto crítico é o uso de um spray de liberação aplicado ao serviço interno do molde antes de adicionar o gel.Isso evita que o gel grude no material impresso em 3D. Esses treinadores permitem a transferência de habilidades do ambiente de treinamento para o ambiente clínico devido à sua semelhança anatômica com os pacientes, a repetição ajuda um aluno a realizar as etapas críticas de um procedimento.

creation-high-fidelity-low-cost-intraosseous-line-placement-task

Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

Usando extrusão de plástico moderno e tecnologias de impressão, agora é possível de forma rápida e barata de produzir modelos físicos de dados de raios-X CT tomadas em um laboratório. A impressão tridimensional de tomografia de dados é uma visualização poderosa, pesquisa e ferramenta educacional que pode agora ser acessado pela comunidade de imagem pré-clínica.

Impressão 3D de pré-clínica de raios-X tomografia computadorizada de Conjuntos de Dados

Este protocolo descreve o uso de planejamento e impressão 3D para reconstrução de defeitos ósseos. Utilizamos ferramentas de segmentação para criar modelos 3D seguidos de software de design 3D para criar implantes específicos do paciente para fins de reconstrução concomitantes à cirurgia ablativa ou como segundo estágio.

Planejamento e impressão 3D de implantes específicos do paciente para reconstrução de defeitos ósseos

À medida que a tecnologia se desenvolve e se torna mais fácil de usar, o planejamento das operações e guias cirúrgicos específicos do paciente e placas de fixação devem ser realizados pelo cirurgião. Apresentamos um protocolo para o planejamento 3D dos movimentos esqueléticos ortolináticos e o planejamento e impressão 3D de placas de fixação específicas do paciente e guias cirúrgicos.

Tratamento de deformidades faciais utilizando planejamento 3D e impressão de implantes específicos para pacientes

Aqui apresentamos o desenvolvimento de uma configuração de circulação simulada para avaliação de terapia multimodal, planejamento pré-intervencional e treinamento médico em anatomias cardiovasculares. Com a aplicação de exames tomográficos específicos do paciente, essa configuração é ideal para abordagens terapêuticas, treinamento e educação em medicina individualizada.

Desenvolvimento e Avaliação de Fantasmas Cardiovasculares Impressos em 3D para Planejamento e Treinamento Intervencionista

Modelos específicos do paciente melhoram a confiança do cirurgião e dos companheiros ao desenvolver ou aprender planos cirúrgicos. Impressoras tridimensionais (3D) geram detalhes adequados para a preparação cirúrgica, mas não replicam a fidelidade háptica tecidual. Um protocolo é apresentado detalhando a criação de modelos cardíacos de silicone específicos do paciente, combinando precisão de impressão 3D com tecido de silicone simulado.

Criação de modelos cardíacos de silicone específicos do paciente com aplicações em planos pré-cirúrgicos e treinamento prático

Uma artroplastia de quadril de revisão complexa foi realizada usando um implante personalizado e tecnologia de realidade mista. De acordo com o conhecimento dos autores, este é o primeiro relato de tal procedimento descrito na literatura.<br...

O Uso da Realidade Mista na Artroplastia de Quadril de Revisão Personalizada: Um Primeiro Relato de Caso

Este estudo visa criar um modelo impresso em 3D de uma vértebra lombar específica do paciente, que contém os modelos de vértebra e nervo espinhal fundidos a partir de dados de tomografia computadorizada de alta resolução (TCAR) e RM-Dixon.

Modelo de impressão 3D da vértebra lombar específica de um paciente

Aqui, demonstramos o design e a criação de quatro simuladores de ultrassom de gelatina balística personalizados para treinamento de anestesia regional guiada por ultrassom. Projetamos os fantasmas usando software de design auxiliado por computador, usamos modelos impressos em 3D para criar moldes de silicone e, em seguida, despejamos gel balístico derretido nos moldes para criar camadas de tecido personalizadas.

Construindo Fantasmas de Gel Balístico Acessíveis, Duráveis e de Média Fidelidade para Treinamento de Bloqueio de Nervo Guiado por Ultrassom

Este estudo descreve como os modelos impressos em 3D aceleram efetivamente a taxa na qual as habilidades avançadas de cirurgia laparoscópica usadas na fundoplicatura de Nissen são dominadas pelos residentes cirúrgicos durante o treinamento de residência, aumentando assim a preparação futura.

Utilizando um modelo de fundoplicatura de Nissen laparoscópico impresso em 3D para encurtar a curva de aprendizado de um residente

Colestase é uma condição clínica comumente encontradas pelos dois cirurgiões e gastroenterologistas. Criação de um modelo reversível colestática rato pode ser um desafio, em vista do pequeno tamanho e anatomia hepatopancreatobiliary única em ratos. Este artigo vídeo demonstra a criação de um modelo colestática reversível.

Criação de modelo Rat reversível colestática

Aprenda a criar treinadores de procedimentos de alta fidelidade usando dados de TC, impressão 3D e meios teciduais reutilizáveis. Este método permite anatomia realista e prática repetitiva para colocação de linha intraóssea.

Criação de um treinador de tarefas de colocação de linha de alta fidelidade, de baixo custo e intraosseous via impressão 3D

Explorar mais vídeos