Revisione della letteratura sulla stampa 3D in medicina: insegnamento e formazione (2023)

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Questo articolo fornisce una panoramica di sette studi di ricerca medica pubblicati che analizzano l'impatto della stampa 3D nelle applicazioni mediche. Ci concentriamo sui rapporti di ricerca che si concentrano sull'effetto della stampa 3D nell'educazione e nell'insegnamento medico.

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Un simulatore per l'insegnamento della ricostruzione endovascolare dell'aorta: utilizzo di stampanti tridimensionali

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Dallo studio: passaggi per creare un aneurisma stampato in 3D. Annotazione. TC = tomografia computerizzata; UV = ultravioletto.

(Video) [WEBINAR] [29-04-22] Stampa 3D di modelli anatomici

sfondo: Secondo lo studio, “Con la crescente vicinanza alle procedure, l'apprendimento supervisionato è ora la norma. Tuttavia, l'insegnamento basato sulle simulazioni può accorciare la curva di apprendimento ed evitare di esporre i pazienti a rischi inutili. I tentativi di simulare la ricostruzione endovascolare dell'aorta esistevano già nel 1998 utilizzando modelli in gomma siliconica. Negli ultimi anni ci sono stati sforzi per creare simulazioni basate su computer. Tuttavia, tali simulazioni richiedono apparecchiature costose soggette a guasti tecnici e che richiedono calibrazione e manutenzione regolari».

risultati della ricerca: L'insegnamento specifico per il paziente ha ridotto il tempo di fluoroscopia del 30%, il tempo totale di trattamento del 29% e il volume di contrasto utilizzato del 25%. Secondo gli studenti di medicina, questo tipo di insegnamento era utile, realistico e aumentava la fiducia in se stessi. Le prestazioni migliori in termini di qualitĂ  e costo del simulatore sono state la stampante 3D Form1+ (che utilizza la resina flessibile) e una stampante di terze parti che utilizza un materiale siliconico.

Nota: da quando questo studio è stato completato, Formlabs ha rilasciato i materiali Flexible80AResin ed Elastic50AResin, che offrono miglioramenti significativi rispetto all'originale FlexibleResin.

Secondo il rapporto, "le stampanti 3D Form1+ (con FlexibleResin) [...] hanno mostrato i migliori risultati in termini di qualitĂ  dell'aneurisma (trasparenza, resistenza e navigabilitĂ ) e costo".

Quelle: I.O. Torres, N. De Luccia, Disciplina della Chirurgia Vascolare ed Endovascolare,
Dipartimento di Chirurgia, FacoltĂ  di Medicina dell'UniversitĂ  di San Paolo, San Paolo, Brasile (2017). Un simulatore per l'addestramento alla riparazione di aneurismi endovascolari: l'uso di stampanti tridimensionali.

Valutazione della stampa 3D per la pianificazione, la formazione e l'insegnamento degli interventi sull'arteria endovascolare degli arti inferiori

sfondo: Lo scopo dello studio era quello di "esplorare il ruolo potenziale dei modelli di anatomia fisica e digitale stampati in 3D nella pianificazione preoperatoria, nella formazione e nell'insegnamento degli interventi dell'arteria endovascolare degli arti inferiori".

risultati della ricerca: Secondo il rapporto, “le misurazioni ottenute manualmente dai modelli 3D e le immagini di segmentazione ottenute dal software erano simili (p > 0,05). Entrambi erano più piccoli delle dimensioni effettive dei palloncini utilizzati (p<0,001). La gravità della stenosi era simile per i metodi manuali e software ed entrambi erano significativamente inferiori rispetto alle misurazioni angiografiche quantitative riportate (p<0,001). La preferenza laterale per l'accesso vascolare è stata modificata in cinque pazienti (31,2%) quando modellati su modelli fisici stampati in 3D da una pratica non sterile. La scelta del filo e del catetere differiva in otto pazienti quando praticata sui modelli.

La pianificazione e l'addestramento delle procedure dell'arteria degli arti inferiori con modelli 3D possono ridurre le variabili relative alla persona, evitare procedure non necessarie, ridurre il danno endoteliale e aumentare il tasso di successo della procedura. I modelli stampati in 3D possono essere utilizzati per scopi di formazione per i professionisti medici.

(Video) COME SCRIVERE UNA TESI DI LAUREA: 3 step e un segreto per superare i controlli ANTIPLAGIO

Quelle: Göçer, H., Durukan, A. B., Tunç, O., Naser, E., Gürbüz, H. A., & Ertuğrul, E. (2021). Valutazione della stampa 3D nella pianificazione, pratica e formazione per interventi arteriosi endovascolari degli arti inferiori. Rivista turca di chirurgia cardiovascolare toracica, 29(1), 20–26. https://doi.org/10.5606/tgkdc.dergisi.2021.20478

L'uso di stampanti 3D nell'educazione medica con particolare attenzione alla patologia ossea

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sfondo: Secondo il rapporto, lo scopo dello studio era “determinare l'idoneità e l'efficacia dell'utilizzo di modelli stampati tridimensionali (3D) nei corsi di patologia. Gli studenti di medicina del primo anno senza precedente formazione sui tumori ossei sono stati divisi in due gruppi: un gruppo di controllo con immagini 2D e un gruppo sperimentale con modelli 3D.

risultati della ricerca: Secondo il rapporto, “I dati mostrano che mentre entrambi i gruppi hanno sperimentato un aumento delle prestazioni e della fiducia dopo la formazione, il gruppo che lavorava sui modelli 3D ha avuto un'esperienza più vantaggiosa rispetto al gruppo che lavorava sulle illustrazioni 2D. Lo studio dimostra che i modelli stampati in 3D possono essere integrati nell'insegnamento della patologia e influenzare positivamente i risultati dell'apprendimento.

Quelle: Youman, S., Dang, E., Jones, M. et al. L'uso di stampanti 3D nell'educazione medica con particolare attenzione alla patologia ossea. Med.Sci.Educaz. 31, 581–588 (2021). https://doi.org/10.1007/s40670-021-01222-0

Ossa temporali stampate in 3D economiche, utilizzabili, ad alta risoluzione e specifiche per il paziente per la simulazione e la valutazione chirurgica

sfondo: Lo scopo di questo studio era determinare se le stampanti 3D di classe consumer o desktop sono adatte per l'addestramento alla mastoidectomia e per determinare il livello di esperienza della mastoidectomia. Le stampanti 3D professionali di solito comportano un investimento iniziale significativo, spesso superiore a $ 100.000.

Secondo questo rapporto, “gli attuali modelli nella letteratura sulla mastoidectomia soffrono di limitazioni di costo o operatività. Lo scopo dello studio era, in primo luogo, indagare l'utilità di un modello a basso costo nella mastoidectomia e, in secondo luogo, valutare l'idoneità del modello come strumento di valutazione per determinare il livello di esperienza del chirurgo che esegue la mastoidectomia.

Per fare ciò, il team di ricerca ha eseguito una scansione TC di un paziente di sette anni e ha creato modelli 3D che costano solo $ 10 ciascuno. Come affermato nel rapporto, “La mastoidectomia utilizzando l'approccio del risparmio facciale è stata eseguita sui modelli da quattro stagisti nel loro secondo anno post-laurea, quattro stagisti nel loro quinto anno post-laurea e quattro chirurghi curanti, che hanno poi completato una valutazione. I modelli perforati sono stati raccolti e valutati in cieco da sei otorinolaringoiatri presenti”.

risultati della ricerca: Secondo il rapporto, “Sia i residenti che i medici curanti hanno trovato il modello utile ai fini della formazione (valutazione media 4,7 su 5, variabilità 4-5) e per la preparazione del caso (valutazione media 4,3, varianza 3-5). La valutazione dei modelli perforati ha mostrato differenze significative tra i risultati dei residenti in diversi anni di formazione e i chirurghi curanti (P ​​= 0,012) con un accordo interoperatore da medio a eccellente (ICC = 0,882).”

Quelle: Freiser ME, Ghodadra A, McCall AA, Shaffer AD, Magnetta M, Jabbour N. Ossa temporali stampate in 3D utilizzabili, a basso costo, ad alta risoluzione, specifiche per il paziente per la simulazione e la valutazione chirurgica. Annali di otologia, rinologia e laringologia. 2021;130(9):1044-1051. doi:10.1177/0003489421993733

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Ruolo della stampa e della modellazione 3D nell'educazione neuroradiologica degli studenti di medicina

sfondo: Come definito da radiology.ca, la neuroradiologia è una sottodisciplina della radiologia che può essere utilizzata per diagnosticare e trattare le condizioni del cervello, della colonna vertebrale, della testa e del collo. A sostegno della formazione in neuroradiologia, questo studio riporta: “La neuroradiologia è una complessa sottodisciplina della radiologia che richiede una formazione aggiuntiva oltre la residenza in radiologia. In questo rapporto, esploriamo il valore clinico della stampa 3D e della modellazione 3D specificamente per far progredire l'educazione in neuroradiologia per i residenti e gli stagisti di radiologia.

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Dalla relazione: “A, laterale; e B, vista posteriore della colonna lombare. I corpi vertebrali (freccia rossa), i processi spinosi (freccia verde) ei processi trasversi (freccia blu) ei dischi intervertebrali (freccia gialla) sono tutti chiaramente rappresentati. 7-9"

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risultati della ricerca: “Per l'illustrazione e la prova del concetto, i modelli stampati in 3D dell'osso sfenoidale, del cervelletto, della base del cranio, dell'apparato vestibolare e degli ossicini, della mandibola, dell'arteria cerebrale, dell'aneurisma carotideo e della colonna lombare sono stati stampati utilizzando una combinazione di chiaro, bianco e resiliente resine. Sulla base di questa esperienza in un'unica struttura, la stampa 3D di strutture neuroanatomiche appare come una soluzione praticabile che può aiutare a migliorare l'educazione dei residenti e la sicurezza dei pazienti. Gli stessi passaggi e principi possono essere applicati ad altre sotto-discipline della radiologia. L'intelligenza artificiale ha anche il potenziale per sviluppare ulteriormente il processo di stampa 3D.

annotazione: Da quando è stato pubblicato il rapporto, Formlabs ha incluso la famiglia di materiali in resina BioMed intorno ai materialiBioMedBlackResin e BioMedWhiteResinallargato.

Quelle: pratica federale. giugno 2021; 38(6):256-260 | 10.12788/fp.0134, et al. "Ruolo della stampa 3D e della modellazione per aiutare nell'educazione in neuroradiologia per tirocinanti medici". Medico federale, 15 giugno 2021, https://www.mdedge.com/fedprac/article/241308/neurology/role-3d-printing-and-modeling-aid-neuroradiology-education-medical.

Valutazione della simulazione in vitro di una procedura neurovascolare modulare per l'embolizzazione di aneurismi intracranici

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sfondo: L'ulteriore sviluppo del trattamento degli aneurismi endovascolari porta a una costante necessità di opzioni adeguate per la formazione neurointerventistica. Poiché la stampa 3D di ambienti per tale formazione potrebbe fornire una soluzione economica e rapida, questo rapporto esplora il valore aggiunto di questo metodo di creazione dell'ambiente.

Secondo il rapporto, “è stato prodotto un ampio portafoglio di 30 modelli di aneurisma specifici del paziente derivati ​​da diversi scenari di trattamento (ad es. avvolgimento, reindirizzamento del flusso, interruzione del flusso) utilizzando la produzione additiva. I modelli sono stati integrati in un simulatore neurointerventistico personalizzabile, con segmenti di vasi intracranici e cervicali intercambiabili e configurazioni di circuiti fisiologici ("HANNES"; Hamburg ANatomic Neurointerventional Endovascular Simulator). Sono stati condotti diversi corsi di formazione e sono stati raccolti feedback tramite questionari.”

risultati della ricerca: Secondo il rapporto, l'ambiente di formazione stampato in 3D ha ricevuto valutazioni elevate. Afferma che “Grazie alle connessioni standardizzate, i modelli potrebbero essere facilmente scambiati durante l'addestramento per passare a uno scenario di trattamento diverso o per tornare da uno stato 'trattato' a uno stato 'non trattato'. Un totale di 23 partecipanti ha valutato la formazione pratica utilizzando una scala che va da 1 (molto d'accordo) a 5 (molto in disaccordo). HANNES è stato prevalentemente valutato come "molto adatto per l'addestramento all'embolizzazione di aneurismi con bobine" (1,78 ± 0,79). HANNES offre una notevole versatilità e flessibilità nell'addestramento pratico specifico per caso di trattamenti di aneurisma intracranico, fornendo condizioni di addestramento equivalenti per ogni situazione. Può anche ridurre la necessità di test sugli animali”.

Fonti: Nawka MT, Spallek J, Kuhl J, et al. Valutazione di una simulazione di procedura neurovascolare in vitro modulare per l'embolizzazione dell'aneurisma intracranico Journal of NeuroInterventional Surgery 2020;12:214-219.

(Video) Il Punto Live: CQC novitĂ  - Dott.ssa Giuseppina Ferrannini

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1. Sessione di Tesi di Laurea in Medicina e Chirurgia 14/10/2020 (II sessione del mattino)
(Scienze Mediche - Trieste)
2. Pandemia: cosa la stampa ha scelto di raccontare e di non raccontare
(Parole O_Stili)
3. Laurea e poi...
(Comune di Bareggio)
4. Le frontiere della letteratura italiana - Accademia dei Lincei e Scuola Normale - 16 aprile 2015
(Scuola Normale Superiore)
5. 22 febbraio, Conferenza nazionale sulla nutrizione
(MinisteroSalute)
6. Convegno "Dal Libro Bianco alla pratica clinica: la nuova Linea Guida per i DSA"
(Associazione Italiana Dislessia)

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Author: Clemencia Bogisich Ret

Last Updated: 27/10/2023

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