Bau erschwinglicher, langlebiger ballistischer Gelphantome mit mittlerer Wiedergabetreue für das ultraschallgesteuerte Training von Nervenblockaden

Zusammenfassung

Hier demonstrieren wir das Design und die Herstellung von vier kundenspezifischen ballistischen Gelatine-Ultraschallphantomen für das ultraschallgesteuerte Regionalanästhesietraining. Wir entwarfen die Phantome mit computergestützter Designsoftware, verwendeten 3D-gedruckte Modelle, um Silikonformen zu erstellen, und gossen dann geschmolzenes ballistisches Gel in die Formen, um benutzerdefinierte Gewebeschichten zu erstellen.

Zusammenfassung

Ultraschallphantome - Alternativen zu lebendem menschlichem Gewebe - geben den Lernenden die Möglichkeit, eine ultraschallgesteuerte Regionalanästhesie zu üben, ohne den Patienten ein unangemessenes Risiko auszusetzen. Phantome auf Gelatinebasis bieten Pädagogen langlebige und wiederverwendbare Aufgabentrainer. Im Handel erhältliche Phantome auf Gelbasis sind jedoch teuer. In dieser Arbeit untersuchen wir die Herstellung von langlebigen, kostengünstigen, ballistischen Gel-basierten Ultraschallphantomen für mediane, femorale, suprainguinale Faszien iliaca plane und Serratus anterior plane Nervenblockaden sowie eine Methodik zur Herstellung eines Phantoms für jedes ultraschallgesteuerte Nervenblockadeverfahren.

Computer-Aided Design (CAD)-Software wurde verwendet, um vier Phantome zu entwerfen, die die Anatomie der Nervenblöcke der Median-, Femur-, suprainguinalen Faszien-Ilia-Ebene und des Serratus anterior plane nachbilden, einschließlich relevanter Orientierungspunkte und Gewebeebenen. Kunststoffmodelle der gewünschten Gewebeebenen wurden 3D-gedruckt und zur Herstellung von Silikonformen verwendet. Ballistisches Gel wurde geschmolzen und mit Mehl und Farbstoff zu einem flüssigen, echogenen ballistischen Gel vermischt, das in die Silikonformen gegossen wurde. Die Gefäße wurden simuliert, indem mit Hilfe von Metallstäben ein negativer Raum im ballistischen Gel erzeugt wurde. Die Nerven wurden mit Garn simuliert, das in Ultraschallgel getaucht wurde. Simulierte Knochen wurden mittels CAD entworfen und 3D-gedruckt.

Ballistisches Gel ist ein vielseitiges, langlebiges Medium, das zur Simulation einer Vielzahl von Geweben verwendet werden kann und in jede beliebige Form geschmolzen und geformt werden kann. Im Ultraschall liefern diese Phantome realistische Gewebeebenen, die die Grenzen zwischen verschiedenen Haut-, Muskel- und Faszienschichten darstellen. Die Echogenität der Muskelgewebeschichten, Nerven, Gefäße und Knochen ist realistisch, und die Knochen weisen eine signifikante hintere Verschattung auf, wie sie bei einem menschlichen Subjekt beobachtet werden würde. Diese Phantome kosten jeweils 200 $ für das erste Phantom und 60 $ für jedes weitere Phantom. Diese Phantome erfordern einiges an technischem Geschick, um sie zu entwickeln, aber sie können für nur 4 % der Kosten ihrer kommerziellen Gegenstücke gebaut werden.

Einleitung

Ultraschallphantome - Alternativen zu lebendem menschlichem Gewebe - geben den Lernenden die Möglichkeit, medizinische Eingriffe, einschließlich ultraschallgesteuerter Regionalanästhesie (UGRA), zu üben, ohne den Patienten ein unangemessenes Risiko auszusetzen¹. Während sie am häufigsten im Spritzgussverfahren von Flüssigsilikonkautschuk hergestellt werden, können kundenspezifische Phantome aus vielseitigen Materialien zu geringeren Kosten hergestellt werden. Organische Gewebe wie Tofu, Schweine- und Rindfleisch sind preiswert, verderben aber schnell und sind schwierig herzustellen². Menschliches Leichengewebe ist ideal ....

Protokoll

Für dieses Projekt stellten sich die Autoren JR und PS freiwillig als Ultraschall-Probanden zur Verfügung, und von beiden wurde die mündliche Zustimmung eingeholt. Diejenigen, die dieses Protokoll befolgen, sollten die Genehmigung einer Ethikkommission oder eines institutionellen Prüfungsausschusses (IRB) einholen, bevor sie Patienten oder menschliche Freiwillige als Studienteilnehmer verwenden.

1. Phantomdesign und Erstellung von Silikonformen

1. Erstellung eines Referenz-Ultraschallbildes
   1. Lassen Sie für jedes Ultraschallphantom von einem Arzt mit Ultraschall-Subspezialisierung und Vertrautheit mit dem Nerven....

Diskussion

Diese kundenspezifischen ballistischen Gel-basierten Phantome bieten den Auszubildenden ein Training von Nervenblockaden in der Median-, Femur-, suprainguinalen Faszien-, Ilia-Ebene und Serratus in der anterioren Ebene zu einem Bruchteil der Kosten kommerziell erhältlicher Nervenblockphantome (Tabelle 1). Unsere ersten Trainer für Blockaden des Nervus medianus und des Nervus femoralis wurden im eigenen Haus für 12 % bzw. 9 % des Preises der billigsten im Handel erhältlichen Trainer für Blockaden des.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
ABS Filament - 1.75 m+B+A2:A14	Hatchbox (Pomona, CA)		https://www.hatchbox3d.com/collections/abs-1-75mm
Adobe Photoshop	Adobe (San Jose, CA)		https://www.adobe.com/products/photoshop.html
Amber Tone Dye	Humimic Medical (Greenville, SC)	852844007925	Ballistic gel dye; https://humimic.com/product/amber-tone-dye/
Fusion 360	Autodesk (San Franciso, CA)		Computer-assisted design (CAD) software; https://www.autodesk.com/products/fusion-360/overview?term=1-YEAR&tab=subscription&plc=F360
Gelatin #1 - Medical Gel by the Pound	Humimic Medical (Greenville, SC)	852844007406	Ballistic gel; https://humimic.com/product/gelatin-1-medical-gelatin-by-the-pound/
Gluten-Free All-Purpose Flour	Arrowhead Mills (Hereford, TX)		Flour for echogenicity; https://arrowheadmills.com/products/gluten-free/organic-gluten-free-all-purpose-flour/
Microsoft PowerPoint	Microsoft (Redmond, WA)		https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/powerpoint
Mold Star 16 FAST Pourable Silicone Rubber	Smooth-On (Macungie, PA)		Pourable silicone rubber; https://www.smooth-on.com/products/mold-star-16-fast/
Peach Tone Dye	Humimic Medical (Greenville, SC)	852844007895	Ballistic gel dye; https://humimic.com/product/peach-tone-dye/
PLA Filament - 1.75 mm	Hatchbox (Pomona, CA)		https://www.hatchbox3d.com/collections/pla-1-75mm
Prusa Original i3 MK3S+ printer	Prusa Research (Prague, Czech Republic)		3D printer; https://www.prusa3d.com/category/original-prusa-i3-mk3s/
Prusa Slicer 2.6.1	Prusa Research (Prague, Czech Republic)		3D printer slicer software; https://www.prusa3d.com/page/prusaslicer_424/
Wool-Ease Thick & Quick Yarn	Lion Brand Yarn (Lyndhurst, NJ)	640-610B	Yarn for simulated nerves; https://www.lionbrand.com/products/wool-ease-thick-and-quick-yarn?variant=32420963516509