ここでは、超音波ガイド下局所麻酔トレーニング用の4つのカスタム弾道ゼラチン超音波ファントムの設計と作成を示します。コンピューター支援設計ソフトウェアを使用してファントムを設計し、3Dプリントモデルを使用してシリコン型を作成し、溶融した弾道ゲルを型に流し込んでカスタム組織層を作成しました。
超音波ファントム(生体組織の代替品)は、患者に過度のリスクをもたらすことなく、学習者に超音波ガイド下局所麻酔を練習する機会を提供します。ゼラチンベースのファントムは、教育者に耐久性があり再利用可能なタスクトレーナーを提供します。しかし、市販されているゲルベースのファントムは高価です。ここでは、正中、大腿骨、顎上筋膜腸骨面、および鋸筋前面神経ブロック用の耐久性があり、低コストの弾道ゲルベースの超音波ファントムの製造と、超音波ガイド下神経ブロック手順用のファントムの作成方法を調査します。
コンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して、正中、大腿、顎上筋膜腸骨面、および鋸筋前面神経ブロックの解剖学的構造を再現する4つのファントムを設計しました。目的の組織面のプラスチックモデルを3Dプリントし、シリコーン型の作成に使用しました。弾道ゲルを溶かし、小麦粉と染料と混合して液体のエコー源性弾道ゲルを作成し、それをシリコーン型に流し込みました。血管は、金属棒を使用して弾道ゲル内に負の空間を作成することによってシミュレートされました。神経は、超音波ゲルに沈められた糸を使用してシミュレートされました。シミュレートされた骨は、CADを使用して設計され、3Dプリントされました。
バリスティックゲルは、さまざまな組織をシミュレートするために使用でき、溶融して任意の形状に成形できる、汎用性と耐久性に優れた媒体です。超音波下では、これらのファントムは、皮膚、筋肉、筋膜の異なる層間の境界を表すリアルな組織面を提供します。筋肉組織層、神経、血管、骨のエコー源性は現実的であり、骨には人間の被験者に見られるように顕著な後方の影があります。これらのファントムは、最初のファントムごとに200ドル、後続のファントムごとに60ドルの費用がかかります。これらのファントムの設計にはある程度の技術的スキルが必要ですが、商用のファントムのわずか4%のコストで製造できます。
超音波ファントム(生体組織の代替品)は、患者に過度のリスクをもたらすことなく、超音波ガイド下局所麻酔(UGRA)などの医療処置を実践する機会を学習者に提供します1。最も一般的には液体シリコーンゴムの射出成形によって製造されますが、カスタムファントムは、用途の広い材料を使用して低コストで自家製にすることができます。豆腐、豚肉、牛肉などの有機組織は安価ですが、すぐに腐り、作るのが困難です2。ヒトの死体組織は解剖学的精度には理想的ですが、1 を入手して保存することは困難で費用がかかります。最近では、バーチャルリアリティを使用してUGRAトレーニングを提供しています。しかし、触覚フィードバックは手続き型学習の重要な要素であり、実装されることはほとんどありません。ハードウェアとソフトウェアのハイブリッドモデルが高い視覚的忠実度と触覚フィードバックを提供する場合でも、そのようなトレーニングを実行するために必要なハードウェアとソフトウェアは、多くの場合、法外なコストがかかります3。ゼラチンベースのファントムは、コスト、寿命、忠実度のバランスをとっています2.
弾道ゼラチンモデルは市販されていますが、医療シミュレーションセンターで高度に利用されている生鮮資源としては高価です。均質な実質と2つまたは3つの模擬血管を備えた小型でシンプルなゲルベースの超音波ファントムは、数百ドルで販売されています。たとえば、CAE Blue Phantom の基本的な超音波トレーニング ブロックの費用は 800 ドル以上です4.個々の神経ブロック手術に特化した高忠実度のファントムは、数千ドルの費用がかかります。CAE Blue Phantom 大腿骨局所麻酔超音波トレーニング モデルの費用は 5,000 ドルです (表 1)5。コストを下げるために、教育者はゼラチンまたはその他の低コストまたは再利用可能な材料を使用してカスタムメイドのファントムを実験してきました6,7,8。小麦粉、コーンスターチ、グラファイトパウダー、メタムシルなどの添加物を使用して、ゼラチンを不透明にし、ファントムのエコー源性をカスタマイズすることで、その忠実度を高めることができます8,9,10,11,12,13,14。
自家製ゼラチンベースの神経ブロックトレーナーでの以前の試みは、超音波下での神経の外観を適切に再現できなかったか、または生鮮食品を利用したため、貯蔵寿命が制限されていました15,16。これらの欠点がなくても、以前のイテレーションには、研修生が特定の神経ブロック手順を練習できるようにする関連する解剖学的ランドマークと筋膜面が含まれていませんでした。ここでは、正中、大腿骨、顎上筋膜腸骨面、および鋸筋前面神経ブロック用の耐久性があり低コストの弾道ゲル超音波ファントムの製造と、超音波ガイド下神経ブロック手順用のファントムの作成方法を調査します。
これらのカスタム弾道ゲルベースのファントムは、市販の神経ブロックファントムの数分の一のコストで、中忠実度の中央値、大腿骨、顎鼠上筋膜腸骨面、および鋸筋前面神経ブロックトレーニングを研修生に提供します(表1)。私たちの最初の正中神経と大腿神経ブロックのトレーナーは、最も安価な市販の中央値と大腿神経ブロックのトレーナーの価格のそれぞれ12%と9%で社内…
The authors have nothing to disclose.
このプロジェクトは、カリフォルニア州ラホーヤにあるカリフォルニア大学サンディエゴ医科大学のシミュレーショントレーニングセンター(STC)から資金提供を受けました。 図 5 に貢献してくださった Blake Freechtle 氏に感謝します。
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 |