Исследователи из Университета Малайи в Малайзии в сотрудничестве с исследователями из Университета Портсмута и Оксфордского университета в Соединенном Королевстве объявляют о создании экономичной модели черепа, состоящей из двух частей. в практике нейрохирургической техники. Модель, созданная с использованием многокомпонентных 3D-принтеров последнего поколения, состоит из различных материалов, которые имитируют различные консистенции и плотности тканей человека, с которыми сталкиваются во время нейрохирургии.
Подробная информация о модели представлена в разделе «Полезность мультиматериальных 3D-принтеров при создании моделей с патологическими образованиями для улучшения обучения нейрохирургов. Техническое примечание». Викнес Варан, FRCS (нейрохирургия), Вайраван Нараянан, FRCS (нейрохирургия), магистр хирургии, Равиндран Каруппия, магистр хирургии, Сара Л. Ф. Оуэн, доктор философии, и Типу Азиз, доктор медицинских наук, опубликовано в Интернете до печати в Journal of Neurosurgery.
Нейрохирургия - сложная дисциплина для освоения. Стажеры могут потратить до 10 лет после окончания медицинского вуза на развитие и оттачивание своих хирургических навыков, прежде чем они могут быть признаны специалистами по своей специальности. Чем больше количество и разнообразие нейрохирургических учебных занятий, тем лучше опыт обучения. Тем не менее, авторы отмечают, что трудно найти подходящие симуляционные модели, которые обеспечивают точность и реалистичность нейрохирургического обучения при одновременном снижении затрат на обучение.
Трехмерные принтеры уже некоторое время используются для создания моделей нормальных и патологических тканей и органов человека для обучения врачей и обучения пациентов. Однако до недавнего времени при создании моделей можно было использовать только один материал. Хотя модели из одного материала полезны для демонстрационных целей, они не имеют большого значения для практического обучения. С появлением многокомпонентных 3D-принтеров сложность и универсальность новых моделей, которые можно было создать, существенно возросли, но также выросла и их цена..
Варан и его коллеги говорят нам, что сейчас эта ситуация меняется. Они заявляют, что новейшее поколение многокомпонентных 3D-принтеров может помочь нейрохирургическому обучению, создавая модели, имитирующие различные заболевания в различных тканях тела, и они могут сделать это экономически эффективным способом.
С помощью многокомпонентного 3D-принтера Objet500 Connex™ (Stratasys, Ltd.) исследователи из Университета Малайи создали модель, состоящую из двух частей, которая может имитировать патологические состояния у реальных пациентов. Базовая часть модели ("голова") состоит из одного материала. Он имеет человеческие черты («лицо») и естественные очертания человеческого черепа. Эта часть используется для обучения новичков методам нейронавигации и может использоваться снова и снова. Вторая часть модели определяет область, в которой выполняется симулируемая операция. Эта часть содержит несколько различных материалов, которые по отдельности имитируют кожу, кость, твердую мозговую оболочку, опухоль и нормальную мозговую ткань. Вторая часть входит в прорезь в базовой части; этот многотекстурный предмет можно использовать только один раз, после тренировки он выбрасывается. К счастью, легко воспроизвести постоянный поток новых произведений.
Чтобы сделать тренинг полезным, стажер должен уметь видеть, чувствовать и даже слышать различные «тканевые» реакции на хирургические инструменты и методы во время симуляционной хирургии. Исследователи говорят нам, что «кожа» спроектирована так, чтобы быть достаточно гибкой, чтобы ее можно было разрезать скальпелем и накладывать швы, но при этом достаточно прочной, чтобы ее можно было удерживать ретрактором; «кость» должна быть достаточно твердой, чтобы стажер мог получить опыт использования костных перфораторов и фрез; «твердая мозговая оболочка» должна быть тонкой и податливой - как настоящая. Консистенция и цвет «опухоли» отличаются от «мозга» для имитации реальных тканей. Исследователи сделали «опухоль» мягче «мозга» и окрасили ее в оранжевый цвет, а мозг - в светло-желтый.
Чтобы проверить качество модели, изготовленной принтером, и внести небольшие коррективы, исследователям из Малайзии помогали другие исследователи из Великобритании. Три нейрохирурга и один специалист по хирургическому моделированию провели симулированную операцию и оценили «тканевые» компоненты модели. Все части получили оценки «удовлетворительно» или «хорошо», большинство из них получили оценку «хорошо».
Также оценивалась полезность модели для обучения методам нейронавигации. Поскольку модель, состоящая из двух частей, была основана на данных реального пациента, неудивительно, что «нейровизуализация» была оценена экспертами на «отлично». Были использованы две навигационные системы, и в обоих случаях «регистрация была точной, а планирование - возможным."
Варан и его коллеги заявляют, что изготовление многоразовой базовой части модели стоит примерно 2000 долларов США, а одноразовая вставка стоит 600 долларов США. Это делает эти модели обучения доступными. Кроме того, дизайн моделей основан на реальных данных пациентов, что обеспечивает безграничное разнообразие.
Авторы отмечают, что «по мере совершенствования технологии 3D-принтеров эти машины предоставят возможность создавать новые, более сложные модели, что позволит повысить качество обучения». По словам доктора Викнеса Варана, первого автора статьи, «3D-модели будущего могут позволить выполнять целые операции от начала до конца, создавая реалистичный симулятор», который будет использоваться в нейрохирургическом обучении.