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医療教育における3Dプリント

2020.10.08 更新

ヴァンダービルト大学の脳神経外科部門が実施した調査によると、3Dプリントされた脊椎モデルを利用することで、スタッフはシミュレーターでトレーニングを行い、脊椎器具の配置を60%以上改善できました。

より多くの指導が仮想教室に移り、CT / MRデータからの患者固有の3Dプリントのシミュレーションモデルのコストが部品あたり数ドルに減少するにつれて、急速に増加する研修プログラムが詳細な患者固有のモデルを作成しています。
自宅と教室の両方で研修生の教育を強化します。社内の3Dプリンタは、実績のある次世代テクノロジーを使用して次世代の外科医をトレーニングするという目標の達成をプログラムが支援しています。

この投稿では、3Dプリントを使用して外科研修医の教育を改善する方法について説明します。 

 

研修医のトレーニング

医師の教育は歴史的に見習いでした。講義と教室ベースの教育のカリキュラムが完了すると、学生は研修医になります。「居住者」という用語は、平均的な人に何が必要かについての考えを与えます。多くの場合、医師は病気の患者の世話に夢中になり、本質的に病院内に住んでいました。この伝統的な医学見習いの方法では、多くの場合、研修生は週にほぼ100時間、3〜7年間医学教育に専念する必要がありましたが、多くの場合、セルフケアと医学以外の生活を送る能力が犠牲になりました。これはすべて1984年に変わり、2人の過労の医学研修医が過労を犯し、大学生の事故死に至ったという非常に公表された事件でした。

研修医の勤務時間制限–少ない労力でより多くのことを行う

研修医の勤務時間制限の目的は模範的ですが、医師の疲労を軽減し、シフト間の十分な休息を確保するために、これらの制限により、医療および外科研修医が病院で手術とケアの方法を学ぶために費やす合計時間が大幅に短縮されました患者の。トレーニングの全体的な量のこの減少に伴い、研修プログラムは、アメリカの将来の外科医を教育するためのより効率的な方法を採用することを余儀なくされています。今日、居住者は単に無駄にする時間がありません。前任者と同じように熟練した外科医になるための時間がないため、病院で過ごす時間は効率的である必要があります。 

外科研修医教育を改善するための3Dプリンティング

居住者の全体的な教育を改善するのを助けるために、全国の外科研修プログラムは解決策を探してきました。講義を追加したプログラムもあれば、バーチャルリアリティシミュレーションを追加したプログラムもあります。多くのプログラムでは、住民の教育を改善するために実践的なツールの使用を増やすことを選択しています。手術は本質的に「実践的な」専門分野であり、外科医は症状または画像所見に基づいて患者の問題を診断し、患者を手術室に連れて行って問題に対処します。この「実践的な」つながりのために、3D印刷は、外科研修医の教育を改善するために、いくつかの外科研修プログラムによって適用されてきました。

多種多様な患者固有のモデル。

外科研修医教育のための患者固有の3Dプリントモデル

当然のことながら、脳外科手術は複雑な作業になる可能性があります。頭蓋底の手術は、脳に生命を与える血管や繊細な神経など、頭の中で最も重要な構造の多くがそこにあるため、さらに複雑になる可能性があります。この領域で腫瘍が発生すると、血管や神経を包んだり、正常な解剖学的構造を歪めたりする可能性があります。スタンフォード大学、ピッツバーグ大学、ジョンズホプキンスなど、いくつかの機関の神経外科医は、3Dプリントを利用して頭蓋底手術の安全性を向上させようとしています1。。このグループが発表した最近の調査研究では、3D印刷を使用して、4つの異なる操作を計画した経験が報告されており、操作あたりのコストは原材料の3〜41ドルの範囲であることがわかりました。著者らは、彼らの経験に基づいて、腫瘍が切除されているときの解剖学的構造をよりよく理解するために、3Dプリントされた患者固有のモデルが外科的計画だけでなく術中の使用にも役立つと結論付けました。彼らはまた、「患者固有の3D印刷モデルを使用して、特定のアプローチおよび遭遇した関連する解剖学的ランドマークの理解を深めることができる」と述べました1

3D印刷された部品は、医学教育をさらに強化するために染色および塗装することができます。

脳神経外科の切除に加えて、医師は医学生に教えるときに概念を説明するのに役立つ3D印刷の使用にも成功しています。3D印刷された教育ツールの追加は、医学部から始めることができます。医学部では、学生が補助的な教材からよく学ぶという明確な証拠があります。たとえば、口唇裂や口蓋裂は先天性の異常であり、医学生が視覚化するのは難しい場合があります。ある研究者グループは、モデルを使用するコホートと使用しないコホートを1つのコホートに教え、同じテストを行ってグループがどれだけ学習したかを評価することにより、医学生の教育において3Dプリントモデルがどれほど効果的かをテストしました2。。医師は、研究に含まれた67人の学生について、講義に3D印刷モデルを追加すると、テストスコアが30%以上上昇したことを発見しました(p = 0.038)。 

居住者シミュレーション+術前計画のための3Dプリント

おそらく、医学教育における3D印刷の最もエキサイティングな使用法は、実際に患者に手術を行う前に、手術をリハーサルするためのシミュレーターまたは患者固有のモデルを作成することです。ヴァンダービルト大学の脳神経外科部門が実施した調査によると、3D印刷された脊椎モデルを利用することで、居住者はシミュレーターでトレーニングを行い、脊椎器具の配置を60%以上改善することができました3。著者は、最初に住民に計装の配置を練習させ、次に適切な配置技術の簡単な指導レビューを実施し、次に住民に同じタスクを再試行させました。著者らは、3D印刷されたシミュレーターは費用効果が高く、各シミュレーターを印刷するための関連資料の費用は5〜12ドルであると述べています。 

ブラジルの血管内外科医の1つのグループは、実際の手順を実行する前に、3Dプリントされた患者固有のシミュレーターで血管内大動脈瘤修復術を実施することの影響を評価しました4。。彼らは2つのグループを作成しました。1つは3D印刷されたシミュレーターを利用し、もう1つは通常どおり手順を実行するだけのグループです。練習したグループは、練習によって手術への自信が主観的に高まるだけでなく、3D印刷モデルを使用して練習することで、総手術時間と使用するX線照射量が約30%削減されたと報告しました。 、および使用される造影剤の削減。外科教育における3D印刷のこの実際のアプリケーションは、訓練生の自信の主観的な改善だけでなく、X線や造影剤の使用や総処置時間などの患者の安全に関連する結果の実際の客観的な改善を示しました。

A 3D printed pancreas model c/o Drs. Decker and Ford, USF Health

締めくくりと参考文献

有能で技術的に才能のある外科医のトレーニングは、質の高い医療が米国および世界中で提供され続けることを保証するために最も重要です。過去には、医師や外科医は、24時間入院することでスキルを習得していました。常に存在する学習者として、彼らはメンターから患者を安全に操作し治療する方法を学ぶことができました。 

今日、教育パラダイムは変化し、研修医の労働時間の制限により、病院での学習に費やすことができる合計時間が制限されています。直接的な患者ケアに費やされる合計時間のこの削減に伴い、外科研修医は、居住者の実践を補完することを目的として、外科シミュレーターや患者固有のモデルの生成など、3D印刷を利用する他の学習方法を模索しています。トレーニング。これらの方法の最初の適用は熱意をもって満たされ、居住者の学習の意味のある、測定可能な影響を示しました。仮想教室が新しい標準になるにつれて、低コストのシミュレーションモデルは、自宅での学生と研修生の教育もサポートできます。



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