Применение аддитивных технологий 3D печати в обучении нейрохирургов

Автор(ы): Яриков А.В.1,2, Перльмуттер О.А.3, Фраерман А.П.3, Столяров И.И.4, Горбатов Р.О.5, Мухин А.С.6

Город: Нижний Новгород

Учреждение: Приволжский окружной медицинский центр ФМБА

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

Тема: Фирмы, изделия, производство
Антон Яриков

Повышение эффективности освоения профессиональных навыков с помощью дополнительных устройств к симуляционным тренажёрам

Автор(ы): Г.Н. Тарасова, Н.Б Кузнецова, В.П. Григорьева

Город: Ростов-На-Дону

Учреждение: ФГБОУ ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава России

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.

Тема: Фирмы, изделия, производство
Виктория Григорьева