Construindo Fantasmas de Gel Balístico Acessíveis, Duráveis e de Média Fidelidade para Treinamento de Bloqueio de Nervo Guiado por Ultrassom
February 9th, 2024
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.
Por isso, aproveitamos a tecnologia mais recente, como design auxiliado por computador e impressão 3D, para criar treinadores de bloqueio de nervos personalizados, duráveis e guiados por ultrassom com materiais de custo relativamente baixo. Ao fazer isso, exploramos questões relacionadas à durabilidade e custo-benefício dos treinadores de bloqueio nervoso, maximizando a fidelidade e a acessibilidade desses treinadores. Atualmente, educadores médicos e centros de simulação devem pagar milhares de dólares por treinadores práticos de bloqueio de nervos ou economizar dinheiro usando materiais perecíveis que estragam rapidamente.
Nossos treinadores de bloqueio de nervos usam materiais acessíveis que duram de meses a anos, ao mesmo tempo em que simulam a anatomia com mais precisão do que outros simuladores de baixo custo. Outras tentativas de criar treinadores caseiros de bloqueio de nervos geralmente envolveram materiais perecíveis, como carne animal, que estraga rapidamente, ou gelatina caseira, que cria mofo em semanas, mesmo com refrigeração. Nossos treinadores duram anos com manutenção mínima e custam uma fração do preço dos treinadores comerciais.
Estamos trabalhando para desenvolver esses treinadores de bloqueio nervoso para uma variedade de outros procedimentos dentro da sala de cirurgia em uma sala de emergência. Além disso, estamos usando o rastreamento infravermelho em uma variedade de opções de software para registrar métricas sobre como os médicos realizam esses procedimentos, para que possamos analisar os resultados e tentar correlacioná-los com o desempenho clínico.
Visão Geral
Este estudo apresenta o desenvolvimento de fantasmas de ultrassom de gelatina balística personalizados projetados para treinamento de anestesia regional guiada por ultrassom. Utilizando tecnologias avançadas como design assistido por computador e impressão 3D, os fantasmas oferecem uma alternativa econômica e durável aos treinadores tradicionais de bloqueio nervoso.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Educação Médica
- Treinamento de Simulação
- Tecnologia de Ultrassom
Fundo
- Treinadores tradicionais de bloqueio nervoso são caros e frequentemente feitos de materiais perecíveis.
- Simuladores de baixo custo existentes carecem de durabilidade e fidelidade anatômica.
- Há uma necessidade de ferramentas de treinamento acessíveis e duradouras na educação médica.
- Treinadores caseiros anteriores têm limitações significativas, como deterioração rápida.
Propósito do Estudo
- Criar treinadores de bloqueio nervoso guiados por ultrassom duráveis e econômicos.
- Melhorar a fidelidade e acessibilidade das ferramentas de treinamento para educadores médicos.
- Explorar a longevidade e manutenção desses treinadores personalizados em comparação com opções tradicionais.
Métodos Utilizados
- Utilização de software de design assistido por computador para o design do fantasma.
- Impressão 3D de modelos para criar moldes de silicone.
- Despejamento de gel balístico derretido nos moldes para formar camadas de tecido.
- Avaliação da durabilidade e custo-efetividade dos treinadores.
Principais Resultados
- Os treinadores personalizados são feitos de materiais acessíveis que duram de meses a anos.
- Eles simulam a anatomia com mais precisão do que outros simuladores de baixo custo.
- Esses treinadores requerem manutenção mínima em comparação com alternativas perecíveis.
- Custam significativamente menos do que treinadores de bloqueio nervoso comerciais.
Conclusões
- Os fantasmas desenvolvidos fornecem uma solução viável para treinamento de anestesia guiada por ultrassom.
- Eles abordam as questões de custo e durabilidade em ferramentas de treinamento médico.
- Essa abordagem pode melhorar a experiência de treinamento para profissionais médicos.
Perguntas Frequentes
Executive Industry Relevance
Durable, anatomically accurate ballistic gel phantoms enable scalable, reproducible simulation of ultrasound-guided nerve block procedures, reducing reliance on perishable or costly commercial models. This approach supports standardized skills assessment and training in translational research and device development environments. The method enhances predictive confidence in procedural simulation, supporting enterprise-level R&D and education initiatives.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables controlled simulation of tissue interfaces for device or procedural hypothesis testing.
- Supports mechanistic de-risking by providing reproducible anatomical models for iterative evaluation.
- Facilitates functional validation of imaging and intervention strategies in a standardized environment.
Screening & Assay Development
- Provides validated, reusable phantoms for consistent procedural training and device testing workflows.
- Enables quantitative assessment of imaging fidelity and intervention accuracy across batches.
- Supports assay standardization by minimizing biological variability and spoilage risk.
Translational & Preclinical Research
- Aligns simulated tissue planes and echogenicity with clinically relevant anatomical features.
- Enables continuity from benchtop device evaluation to preclinical procedural validation.
- Reduces translational risk by supporting reproducible, cost-effective model deployment.
Pipeline & Workflow Integration
These phantoms integrate into the discovery-to-preclinical continuum by providing a standardized platform for procedural simulation, device prototyping, and imaging validation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing for device-tissue interaction and procedural feasibility.
- Screening: Enables reproducible, quantitative evaluation of imaging and intervention workflows.
- Analytics: Provides consistent readouts for cross-condition comparison and performance benchmarking.
- Translational Research: Bridges benchtop simulation and preclinical procedural studies with anatomical fidelity.
- Enterprise Reuse: Offers a scalable, low-cost platform adaptable to multiple procedural and device R&D needs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in procedural simulation.
- Operational Value: Delivers durable, reusable models with minimal maintenance and high reproducibility.
- Strategic Value: Enables cost-effective, scalable training and device evaluation, supporting better go/no-go decisions.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of procedural and device development programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in CAD design, 3D printing, and procedural anatomy.
- Needs access to 3D printers, silicone molding materials, and ballistic gel supplies.
- Standardization of phantom design and assembly is critical for reproducibility across teams.
- Adaptation to new anatomical targets may require iterative design and validation.
- Phantom fidelity and durability depend on material quality and assembly precision.
