Тезисы

Актуальность

Умение диагностировать патологию на высоком уровне для врача – один из важнейших навыков и ключевых моментов в медицине. Фантомы различных типов широко используются при калибровке медицинских приборов, тестировании новых алгоритмов визуализации, при обучении студентов работе с медицинским оборудованием, при повышении квалификации врачей, также при планировании операций и в исследовательских целях. Точность диагноза зависит от квалификации и опыта работы врачей, именно поэтому следует уделить внимание подготовке высококвалифицированных специалистов не только в ходе обучения на клинических базах с участием пациентов, но и на специализированных фантомах.
Фантомы, существующие на мировом рынке, отличаются высокой стоимостью, сложностью изготовления и использования, а также рядом логистических проблем. Предлагаемые же фантомы отечественной разработки доступны и недороги, при этом обладают высокой информативностью, присущей дорогостоящим аналогам.

Цель

Цель настоящей работы состоит в развитии и апробировании недорогой, доступной, воспроизводимой технологии создания обучающих фантомов для отработки навыков ультразвуковой диагностики в серошкальном и эластографическом режимах, для взятия биопсийной пробы под ультразвуковым контролем, а также для решения исследовательских задач.

Материалы и методы

Методы изготовления фантомов основаны на 3D печати. Каждый из вариантов готовился с использованием широкодоступного LCD 3D принтера сгенерированных компьютерной программой виртуальных моделей мягких тканей или же при помощи технологии FDM и PLA пластика для печати антропоморфной формы. В одном случае мягкие ткани имитируются пористой структурой, образуемой волокнами из фотополимерной смолы, в других же используется поливинилхлоридный пластизоль, причем для имитации мягких тканей и образований добавлялись примеси графита и металлизированных блесток, а различная эластичность придавалась за счёт использования пластизолей жесткостью от 3 до 17 единиц по шкале Шора.
Используемые материалы и методы являются легкодоступными и воспроизводимыми.

Результаты

Мы разработали ряд фантомов для обучения навыкам ультразвуковой диагностики и манипуляций под ультразвуковым контролем. Расскажем о некоторых из них подробнее.
Так, фантом молочной железы был изготовлен в нескольких версиях, а именно: в базовой, дифференциальной и эластографической. Базовая версия содержит включения различных форм, причём таких, которые знакомы даже не специалисту в области ультразвуковой диагностики. В дифференциальную версию помещены включения, близкие по форме, эхогенности и эластичности, к распространённым образованиям молочных желёз: липома, фиброаденома, злокачественная опухоль, кистозное образование. Эластографическая версия содержит ан- и изоэхогенные сферические включения диаметром 5 и 10 мм, которые обладают различной жесткостью, поэтому их можно дифференцировать при эластографии.
Фантом для проведения транскраниальных ультразвуковых исследований также изготовлен в нескольких вариантах. Один из них содержит метки для ориентации при тренировке проведению транскраниального обследования. После получения и анализа сонограммы, полученным при прикладывании фазированного датчика, можно видеть, что расположение меток на сонограммах соответствует расположению булавок, но размер меток больше диаметра булавок, что связано с ухудшением качества визуализации при прохождении ультразвуковой волны через модель височной кости. При исследовании модели мозга с сосудами можно видеть гиперэхогенные включения, стенки и гипоэхогенный просвет сосудов. Также хорошо просматриваются границы и характерные очертания модели мозга.
Фантом мышечной ткани на основе губчатой структуры имеет форму прямоугольного параллелепипеда, может содержать кистозные образования с отверстиями для ввода иглы, а также сосуды с аневризмами и другими патологиями.
Исследования, проводимые с использованием линейного, конвексного и секторного датчиков, показали пригодность разработанной технологии для создания ультразвуковых обучающих фантомов.

Выводы

Каждый из разработанных фантомов позволяет развивать определенный набор навыков, необходимых врачу ультразвуковой диагностики. Сравнение эхограмм изготовленных фантомов с ультразвуковым изображением человеческих тканей выявило сходство с реальными тканями организма. Фантомы являются проницаемыми для иглы и могут быть использованы не только для тренировки зрительно-моторной координации, но также и для отработки навыков выполнения биопсии под контролем ультразвуковой навигации.

Об авторах:
Анастасия Александровна Насибуллина, студентка ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (НИУ «МЭИ»).
Дарья Викторовна Лейченко, студентка НИУ «МЭИ».
Лидия Александровна Суслина, студентка НИУ «МЭИ».
Денис Владимирович Леонов, к.т.н., с.н.с. ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий ДЗМ» («НПКЦ ДиТ ДЗМ»), НИУ «МЭИ», г. Москва.

Актуальность

Традиционная система подготовки медицинских кадров СССР и России, принятая на протяжении большей части XX века, создала поколения квалифицированных врачей. Тем не менее, масштабные изменения, начавшиеся на рубеже тысячелетий, стали революцией в области медицинского постдипломного образования. Аддитивное производство (3d печать) – это сравнительно новый метод получения изделия путем послойного нанесения материала.

Цель

создание методики использования симуляционных технологий с применением технологий 3D печати в подготовке врачей-нейрохирургов

Материалы и методы

Существует множество различных методов 3d печати
Рассмотрим наиболее распространенные из них.
I. Экструзионный:
• технология послойного наплавления (fused deposition modeling, FDM).
II. Фотополимеризация:
• лазерная стереолитография (laser stereolithography, SLA);
• цифровая светодиодная проекция (digital light processing, DLP).
III. Порошковый:
• электронно-лучевая плавка (electronbeam melting, EBM);
• выборочная лазерная плавка (selective laser melting, SLM);
• выборочное лазерное спекание (selective laser sintering, SLS);
• прямое лазерное спекание металлов (direct laser metal sintering, DLМS).
IV. Ламинирование:
• изготовление объектов методом ламинирования (laminated object manufacturing, LOM).
V. Струйный:
• струйная трехмерная печать (three-dimensional printing, 3DР).
Чтобы после окончания медицинского ВУЗа быть на лидирующих позициях и в конкурентной борьбе за вакантные рабочие места, надо максимально оперативно воплощать новые технологии в образовательный процесс.

Результаты

Применение аддитивных технологий 3d печати в образовательном процессе открывает новые возможности, как для преподавателей, так и для клинических ординаторов.
Использование 3d принтеров в медицинском образовательном процессе позволит:
• вовлечь студентов и ординаторов в научную и исследовательскую работу;
• сделать процесс обучения интересным и понятным;
•стимулировать творческую и техническую деятельность каждого обучающегося;
• развивать пространственное мышление;
•визуализировать анатомические структуру и развить знания топографической анатомии;
•проводить экспериментальные исследования в нейрохирургии;
• развивать мышление в сфере медицинского моделирования, формировать творческие способности, развивать воображение и фантазию;
•приобрести понимание значимости аддитивных технологий в развитии современного науки и медицины;

Обсуждение

В особенности важны данные вопросы в нейрохирургии, где нужно не только непрерывное совершенствование и оттачивание мануальных навыков, но и постоянное закрепления знаний по нормальной и патологический анатомии, топографии и др. Отработка мануальных навыков позволяет придать уверенность врача в условиях высокого стресса, непредвиденных ситуаций и отточить движения. В настоящее время в России введен проект о непрерывном образовании медицинских и фармацевтических работников, что активизирует специалистов к участию в различных конференциях, мастер-классах, школах и семинарах. В рамках данных мероприятий зачастую проводятся курсы по совершенствованию мануальных навыков, где они оттачиваются на муляжах. 3d прототипы позволяет изготавливать прототипы с высокой точностью соответствия анатомическим объектам. Кроме того, они обеспечивают прецизионную симуляцию большинства характеристик костной ткани для достижения максимально реалистичных ощущений хирурга при работе с инструментарием, а также во избежание разрушения и деформации изделия при выполнении пропила. В нейрохирургии симуляционные 3d прототипы также нашли широкое применение. Они используются для отработки доступов к спинному мозгу и телам позвонков, а также других оперативных вмешательств – стабилизации позвоночника, микродискэктомии, вертебропластики. Кроме того, 3d печать позволяет оттачивать навыки в хирургии деформаций позвоночника.
В период с 1988 по 2015 г. среднегодовой темп прироста рынка 3d печати составил 26,2%. Производство индивидуальных медицинских изделий становится все более доступным, простым и дешевым.

Выводы

Таким образом, динамично развивающиеся современные технологии 3d печати все глубже внедряются в нейрохирургию, обеспечивая возможность осуществлять качественное освоение мануальных навыков и улучшать результаты проводимых хирургических вмешательств. Необходимо внедрять 3d технологии в медицинское образование, чтобы наше образование было более конкурентоспособным, чтобы в будущем на рынке труда выпускники Российских медицинских ВУЗов стали востребованными специалистами, готовыми работать по новым мировым стандартам.

Учреждения:
1Приволжский окружной медицинский центр ФМБА, г. Нижний Новгород,
2Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород
3Городская клиническая больница №39, г. Нижний Новгород
4Федеральный Сибирский научно-клинический центр ФМБА, г. Красноярск
5Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
6Тихоокеанский государственный медицинский университет, г. Владивосток

Актуальность

Медицинское образование в современном мире делает акцент на приобретение практических навыков до начала трудовой деятельности врача. Преимущества симуляционного обучения в получении профессиональных знаний известны. При подготовке врачей акушеров-гинекологов имеются определённые ограничения в существующих симуляционных устройствах, и, нередко, занятия основаны на взаимном доверии преподавателя-студента. Следовательно, есть необходимость создания новых технических средств или дополнение к ним недостающих функций с целью улучшения качества обучения. Нами разработано устройство, позволяющее контролировать студентом нахождение анатомических ориентиров узкой части малого таза. Полученный навык необходим для выбора метода оперативного родоразрешения. Аналогичных устройств среди научной, научно-технической и научно-медицинской литературы не найдено.

Цель

Определить эффективность применения авторского устройства для объективного контроля нахождения седалищных остей.

Материалы и методы

Проведён информационный поиск среди баз данных PubMed (найдено 137 результатов по теме), NCBI (2729 результатов), HighWire Press (297 результатов), ФИПС (48 результатов). Похожих устройств по содержанию и названию не найдено. Далее составлена выборка обучающихся (n=174) для определения эффективности разработанного и запатентованного устройства, студентов 4 курса, проходивших практику «Помощник врача акушера» на базе Центра симуляционного обучения РостГМУ. Перед началом цикла тренингов участники были разделены на экспериментальную и контрольную группы рандомным методом. Первым этапом исследования было проведение теоретической части курса обеим группам, с повторением анатомии женского таза, разбором методик оперативного родоразрешения и алгоритма действий врача в экстренных ситуациях. После этого было предложено пройти практическое занятие, в процессе которого необходимо определить на симуляторе анатомические ориентиры узкой части малого таза. В экспериментальной когорте действия обучающегося проверялись разработанным устройством. В контрольной- тренинг проходил стандартным образом. Полученные данные взяты для дальнейшей статистической обработки, где учитывалось время нахождения анатомических ориентиров и количество попыток их определения.
В экспериментальной группе среднее значение попыток 1,78, в контрольной – 2,84. Время нахождения анатомических ориентиров в первой группе 0,49±5 секунд, во второй группе 1,19±5 секунд. Результаты прохождения оценивались по номинальной шкале: «прошёл тренинг»-1, «не прошёл тренинг»-0. С помощью статистических инструментов программы MS Excel найдено экспериментальное значение x2 эмп = 5,149. При сравнении с критическим значением (x2 крит = 3,841) выявлено значительное увеличение первого. Таким образом, нулевая гипотеза отвергается: подготовка студентов в разных группах отличаются друг от друга на уровне значимости (p=0,05).
Разработанное устройство имеет простую конструкцию и универсальность (его можно использовать с любым симуляционным тренажёром, который имеет анатомические ориентиры). Объективность оценки позволяет приобрести навыки правильного воздействия обучаемого на опознавательные точки в процессе родовспоможения. При этом обеспечивается возможность демонстрации и отработки навыков контроля определения опознавательных точек - остей седалищных костей малого таза для выбора хирургической тактики.

Результаты

Авторское устройство для контроля определения седалищных остей малого таза роженицы было использовано в тренингах акушеров-гинекологов в Центре симуляционного обучения РостГМУ. Устройство показало высокую эффективность для обучения и подготовки специалистов по направлению «Акушерство и гинекология»

Выводы

Совершенствование существующего симуляционного оборудования позволяет повысить эффективность обучения и улучшить качество образования.