Создание высокоточного, недорогого, внутрикостного тренажера для размещения линий с помощью 3D-печати

Резюме

Мы описываем процедуру обработки компьютерной томографии (КТ) в высокоточные, восстанавливаемые и недорогие процедурные тренажеры. Описаны процессы идентификации, экспорта, сегментации, моделирования и 3D-печати, а также проблемы и уроки, извлеченные в этом процессе.

Аннотация

Описание процедурных задач тренеров включает их использование в качестве учебного инструмента для оттачивания технических навыков путем повторения и репетиции процедур в безопасной среде, прежде чем в конечном итоге выполнить процедуру на пациенте. Многие тренеры по процедурным задачам, доступные на сегодняшний день, страдают от нескольких недостатков, включая нереалистичную анатомию и тенденцию к разработке созданных пользователем «ориентиров» после того, как ткань тренера подвергается повторным манипуляциям, что потенциально приводит к неадекватному развитию психомоторных навыков. Чтобы исправить эти недостатки, был создан процесс для создания высокоточного процедурного тренажера, созданного из анатомии, полученной из компьютерной томографии (КТ), которая использует вездесущую технологию трехмерной (3D) печати и готовые товарные поставки.

Этот метод включает в себя создание 3D-печатной тканевой формы, захватывающей структуру ткани, окружающую интересующий скелетный элемент, чтобы заключить костную скелетную структуру, взвешенную внутри ткани, которая также напечатана на 3D-принтере. Смесь тканевой среды, которая приближается к ткани как в высокоточной геометрии, так и в плотности ткани, затем выливается в форму и дается сдаться. После того, как тренер был использован для отработки процедуры, такой как размещение внутрикостной линии, тканевые среды, плесень и кости восстанавливаются и могут быть повторно использованы для создания свежего тренажера, свободного от мест проколов и дефектов манипуляции, для использования в последующих тренировочных сессиях.

Введение

Компетентность процедурных навыков ухода за пациентами является критически важным компонентом для развития стажеров в гражданском и военном здравоохранении ^1,2 среды. Развитие процедурных навыков особенно важно для процедурно-интенсивных специальностей, таких как анестезиология³ и медицинский персонал на переднем крае. Целевые тренеры могут использоваться для репетиции многочисленных процедур с уровнями квалификации, варьирующимися от студента-медика первого курса или медицинского техника до старшего резидента или стипендиата. В то время как многие медицинские процедуры требуют значител....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Институциональный наблюдательный совет Медицинского центра Университета Небраски определил, что наше исследование не является исследованием на людях. Местный IRB получил этическое одобрение и отказ от информированного согласия. Полная анонимизация данных визуализации была выполнена перед анализом в соответствии с протоколом деидентификации больницы.

1. Данные

1. Получите компьютерную томографию, отражающую анатомию, представляющую интерес для запланированного тренера. Будьте осторожны, чтобы принять во внимание ограничения рабочего объема используемого 3D-принтера и необходимые ориентиры для процедурных шагов.
2. Е....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Следуя протоколу, моделирование рабочего тренера использовало компьютерную томографию обезличенного пациента. Сегментация изображений КТ использовала программное обеспечение 3D Slicer и Auto Meshmixer для 3D-моделирования. Для 3D-печати использовались как 3D Simplify, так и Prusa i3 MK3 (рисуно?.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

В этом протоколе мы подробно описываем процесс разработки 3D-тренера задач для обучения редко выполняемой и спасительной процедуре размещения линии ввода-вывода. Этот самоуправляемый протокол использует 3D-печать для создания основной части структур модели, в то время как остальные ко?.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D printer filament, poly-lactic acid (PLA), 1.75 mm	N/A / Hatchbox		Base for 3D printing molds, bone structures, and bone / mold hardware
3D printer, Original Prusa i3 MK3	Prusa		To print molds, bone structures, and bone / mold hardware
bolts, 1/4”, flat / countersunk or round head, various lengths	N/A		Hardware used to hold mold casing halves together during casting
Bucket, 5 gallon, plastic	N/A		To hold tissue media during media preparation
chlorhexidine, 4% solution w/v			Animicrobial additive for tissue media
drill, household 3/8’ chuck	N/A		To stir tissue media during media preparation
food coloring, red (optional)	N/A		Coloring additive for simulated bone marrow
gelatin, unflavored	Knox		Base for tissue media
hex nuts, 1/4”	N/A		Hardware used to hold mold casing halves together during casting
Non-stick cooking spray	N/A		Mold releasing agent
plastic bags, ziplock	Ziplock		To store tissue media
psyllium husk fiber, finely ground, orange flavored, sugar free (optional)	Procter & Gamble	Metamucil	Opacity / Echogenicity additive for tissue media
screwdriver, flat / Phillips (matching bolt hardware)	N/A		To tighten mold casing hardware
silicone gasket cord stock, 3 mm, round, various lengths	N/A		Gasket media for mold casings
spray adhesive, Super 77 (optional)	3M		Agent used to improve bed adhesion during 3D printing
stirring paddle / rod			To stir tissue media during media preparation
turkey baster, household, 60 mL	N/A		To inject simulated bone marrow into bone marrow cavity
ultrasound gel			Base for simulated bone marrow
water, tap			Used in both tissue media and simulated bone marrow