יצירת מאמן משימות למיקום קו תוך-ממדי בנאמנות גבוהה, בעלות נמוכה ובעלות נמוכה באמצעות הדפסה תלת-ממדית
Summary
אנו מתארים הליך לעיבוד סריקות טומוגרפיה ממוחשבת (CT) למדריכי משימות פרוצדורליים בעלי נאמנות גבוהה, ניתנים להחזרה ובעלות נמוכה. תהליכי זיהוי סריקת ה-CT, הייצוא, הפילוח, המידול וההדפסה התלת-ממדית מתוארים כולם, יחד עם הנושאים והלקחים שנלמדו בתהליך.
Abstract
התיאור של מאמני משימות פרוצדורליות כולל את השימוש בהם ככלי הדרכה לחידוד מיומנויות טכניות באמצעות חזרה וחזרה על נהלים בסביבה בטוחה לפני ביצוע ההליך בסופו של דבר על מטופל. מאמני משימות פרוצדורליים רבים הזמינים עד כה סובלים מכמה חסרונות, כולל אנטומיה לא מציאותית והנטייה לפתח ‘ציוני דרך’ שנוצרו על ידי המשתמש לאחר שרקמת המאמן עוברת מניפולציות חוזרות ונשנות, מה שעלול להוביל לפיתוח מיומנות פסיכו-מוטורית בלתי הולמת. כדי לתקן את החסרונות הללו, נוצר תהליך לייצור מאמן משימות פרוצדורלי בנאמנות גבוהה, שנוצר מאנטומיה המתקבלת מסריקות טומוגרפיה ממוחשבת (CT), המשתמשות בטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית (3D) בכל מקום ובציוד סחורה מהמדף.
שיטה זו כוללת יצירת תבנית רקמה מודפסת בתלת-ממד הלוכדת את מבנה הרקמה המקיף את אלמנט השלד המעניין כדי לעטוף את מבנה השלד הגרמי התלוי בתוך הרקמה, שגם הוא מודפס בתלת-ממד. תערובת בינונית של רקמות, אשר מעריכה רקמה הן בגיאומטריה של נאמנות גבוהה והן בצפיפות רקמות, מוזגת לאחר מכן לתבנית ומאפשרת לקבוע. לאחר שימוש במאמן משימה כדי לתרגל הליך, כגון מיקום קו תוך-רחמי, מדיית הרקמות, התבניות והעצמות ניתנות להחזרה וניתן לעשות בהן שימוש חוזר כדי ליצור מאמן משימה חדש, נקי מאתרי ניקוב ופגמים במניפולציה, לשימוש באימונים הבאים.
Introduction
יכולת הטיפול בחולה של מיומנויות פרוצדורליות היא מרכיב קריטי לפיתוח חניכים בסביבות 1,2 בתחום הבריאות האזרחית והצבאית. פיתוח מיומנויות פרוצדורליות חשוב במיוחד עבור התמחויות עתירות פרוצדורות כגון הרדמה3 וצוותים רפואיים בחזית. ניתן להשתמש במאמני משימות כדי לתרגל נהלים רבים עם רמות מיומנות החל מאלו של סטודנט לרפואה בשנה הראשונה או טכנאי רפואי ועד למתמחה בכיר או עמית. בעוד שהליכים רפואיים רבים דורשים הכשרה משמעותית להשלמתה, המשימה המוצגת כאן – מיקום קו ביניים (IO) – היא פשוטה ודורשת פחות מיומנות טכנית. מיקום מוצלח של קו IO יכול להתבצע לאחר תקופה קצרה יחסית של הכשרה. השימוש בסימולציה במהלך הכשרה רפואית, הכוללת שימוש במאמני משימה, מוכר ככלי לרכישת מיומנויות פרוצדורליות טכניות באמצעות חזרה וחזרה על הליך קליני בסביבה בטוחה ונמוכה, לפני ביצוע ההליך על מטופלים 2,4,5.
מובן שכן, הכשרת סימולציה בסביבות חינוך רפואי הפכה למקובלת ונראה שהיא עמוד התווך, למרות מיעוט הנתונים לגבי כל השפעה על תוצאות המטופלים 6,7. בנוסף, פרסומים אחרונים מראים כי סימולציה משפרת את ביצועי הצוות ואת תוצאות המטופלים כתוצאה משיפור הדינמיקה בצוות וקבלת ההחלטות. עם זאת, אין כמעט נתונים המצביעים על כך שסימולציה משפרת את הזמן או את שיעור ההצלחה לביצוע הליכים קריטיים ומצילי חיים 8,9 המצביעים על כך שהסימולציה מורכבת ורבת פנים בחינוך של ספקי שירותי בריאות. בחולים שבהם גישה תוך ורידית סטנדרטית אינה אפשרית או מצוינת, ניתן להשתמש במיקום קו IO כדי להשיג גישה לכלי הדם במהירות, הדורשת מיומנות מינימלית. ביצוע בזמן ובהצלחה של הליך זה הוא קריטי, במיוחד בסביבה perioperative או תרחיש טראומה10,11,12. מכיוון שמיקום קו IO הוא הליך המבוצע לעתים רחוקות באזור הפריאופרטיבי ויכול להיות הליך מציל חיים, אימון בסביבה לא קלינית הוא קריטי. מאמן משימות מדויק מבחינה אנטומית הספציפי למיקום קו IO הוא כלי אידיאלי להציע תדירות אימון צפויה ופיתוח מיומנויות עבור הליך זה.
למרות השימוש הנרחב, מאמני משימות מסחריים הזמינים כיום סובלים מכמה חסרונות משמעותיים. ראשית, מאמני משימה המאפשרים ניסיונות מרובים של הליך הם יקרים, לא רק לרכישה הראשונית של מאמן המשימה אלא גם לחידוש החלקים הניתנים להחלפה כגון כתמי עור סיליקון. התוצאה מוחלפת לעתים רחוקות בחלקים, ומשאירה ציוני דרך בולטים המספקים למתאמן חווית אימון לא אופטימלית; המטופלים לא יבואו מסומנים מראש היכן שצריך לעשות את ההליך. חיסרון נוסף הוא שהעלות הגבוהה של מאמני משימות מסורתיים יכולה לגרום לגישה מוגבלת של משתמשים כאשר המכשירים ‘נעולים’ במיקומי אחסון מוגנים כדי למנוע אובדן או נזק למכשירים. התוצאה דורשת זמן תרגול מתוזמן קפדני יותר ופחות זמין, הגבלת השימוש בהם בהחלט יכולה להקשות על אימונים לא מתוכננים. לבסוף, רוב המאמנים נחשבים 5,13,14 בנאמנות נמוכה ומשתמשים רק באנטומיה מייצגת, מה שעלול להוביל לפיתוח מיומנויות פסיכומוטוריות לא מתאימות או לצלקות אימון. מאמנים בעלי נאמנות נמוכה גם מקשים מאוד על הערכה יסודית של רכישת מיומנויות, שליטה והשפלה, שכן אימון במכשיר בעל נאמנות נמוכה עשוי שלא לחקות כראוי את ההליך האמיתי האמיתי.
אנטומיה ייצוגית גם מעכבת את ההערכה הנכונה של הרכישה והשליטה במיומנויות פסיכומוטוריות. יתר על כן, הערכת העברת מיומנויות פסיכומוטוריות בין סביבות רפואיות מדומות לטיפול בחולה הופכת לכמעט בלתי אפשרית אם חלק מהכישורים הפסיכו-מוטוריים אינם משתקפים במשימה הקלינית. התוצאה היא מניעת קונצנזוס על היכולת של סימולציה רפואית והכשרה להשפיע על תוצאות המטופלים. כדי להתגבר על אתגרי העלות, הדיוק האנטומי והגישה, פיתחנו מאמן משימות IO בעלות נמוכה ובנאמנות גבוהה. מאמן המשימות מתוכנן מסריקת CT של מטופל בפועל, והתוצאה היא אנטומיה מדויקת (איור 1). החומרים בהם נעשה שימוש נמצאים בכל מקום וקלים להשגה, עם רכיבים שקל יחסית להחזיר. בהשוואה למאמנים רבים אחרים הזמינים מסחרית, העלות הצנועה של עיצוב מאמן המשימה המתואר כאן מפחיתה באופן דרמטי את הרצון לעקוב אחר המאמנים במיקום פחות נגיש ומוגן והופכת חזרות מרובות ללא ציוני דרך מובילים לאפשריים.
Protocol
Representative Results
Discussion
בפרוטוקול זה אנו מפרטים את תהליך הפיתוח של מאמן משימות תלת-ממדי כדי לאמן את ההליך המבוצע לעתים רחוקות ומציל חיים של מיקום קו IO. פרוטוקול מונחה עצמי זה משתמש בהדפסה תלת-ממדית כדי להפיק את עיקר מבני המודל, בעוד ששאר הרכיבים המשמשים להרכבת מאמן המשימה נמצאים בכל מקום, ניתנים להשגה בקלות וחומר?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המימון לפרויקט זה ניתן אך ורק ממשאבים מוסדיים או מחלקתיים.
Materials
| 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 | |
| bleach, household (6% sodium hypochlorite) | Clorox | Animicrobial additive for tissue media | |
| 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, 3mm, 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, ## 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 |
References
- Farrow, D. R. Reducing the risks of military aircrew training through simulation technology. Performance and Instruction. 21 (2), 13-18 (1982).
- Lateef, F. Simulation-based learning: Just like the real thing. Journal of Emergencies, Trauma, Shock. 3 (4), 348-352 (2010).
- Gaba, D. M. Crisis resource management and teamwork training in anaesthesia. British Journal of Anaesthesia. 105 (1), 3-6 (2010).
- Al-Elq, A. H. Simulation-based medical teaching and learning. Journal of Family & Community Medicine. 17 (1), 35-40 (2010).
- Hays, R. T., Singer, M. J. . Simulation fidelity in training system design: Bridging the gap between reality and training. , (2012).
- Green, M., Tariq, R., Green, P. Improving patient safety through simulation training in anesthesiology: Where are we. Anesthesiology Research and Practice. , 4237523 (2016).
- Olympio, M. A. Simulation saves lives. American Society of Anesthesiologists Newsletter. , 15-19 (2001).
- Murphy, M., et al. Simulation-based multidisciplinary team training decreases time to critical operations for trauma patients. Injury. 49 (5), 953-958 (2018).
- Jensen, A. R., et al. Simulation-based training is associated with lower risk-adjusted mortality in ACS pediatric TQIP centers. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 87 (4), 841-848 (2019).
- Gupta, A., Peckler, B., Schoken, D. Introduction of hi-fidelity simulation techniques as an ideal teaching tool for upcoming emergency medicine and trauma residency programs in India. Journal of Emergencies, Trauma, and Shock. 1 (1), 15-18 (2008).
- Risser, D. T., et al. The potential for improved teamwork to reduce medical errors in the emergency department. Annals of Emergency Medicine. 34 (3), 373-383 (1999).
- Shapiro, M. J., et al. Simulation based teamwork training for emergency department staff: Does it improve clinical team performance when added to an existing didactic teamwork curriculum. Quality and Safety in Health Care. 13 (6), 417-421 (2004).
- Schebesta, K., et al. Degrees of reality: Airway anatomy of high-fidelity human patient simulators and airway trainers. Anesthesiology. 116 (6), 1204-1209 (2012).
- Crofts, J. F., et al. Training for shoulder dystocia: A trial of simulation using low-fidelity and high-fidelity mannequins. Obstetrics and Gynecology. 108 (6), 1477-1485 (2006).
- Cox, R. W., et al. A (sort of) new image data format standard: NiFTI-1. 10th Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping. , 22 (2004).
- Bude, R., Adler, R. An easily made, low-cost, tissue-like ultrasound phantom material. Journal of Clinical Ultrasound. 23 (4), 271-273 (1995).
- Fisher, J., et al. Clinical skills temporal degradation assessment in undergraduate medical education. Journal of Advances in Medical Education & Professionalism. 6 (1), 1-5 (2018).
- Buzink, S. N., Goossens, R. H., Schoon, E. J., de Ridder, H., Jakimowicz, J. J. Do basic psychomotor skills transfer between different image-based procedures. World Journal of Surgery. 34 (5), 933-940 (2010).
