Creazione di un simulatore di accesso laterale spinale stampato in 3D
La fusione intersomatica lombare laterale minimamente invasiva (LLIF) offre vantaggi rispetto agli approcci tradizionali, fornendo la decompressione indiretta degli elementi neurali e la correzione della deformità, evitando molte sfide e rischi degli approcci anteriori e posteriori. Padroneggiare questa tecnica richiede un team specializzato, attrezzature avanzate e una sufficiente esposizione del caso. La formazione attuale è limitata al modello educativo classico e metodi di formazione alternativi come i laboratori di cadavere possono essere scomodi, inaccessibili, costosi e incompatibili con i sistemi di neuromonitoraggio intraoperatorio (IONM).
Obiettivo
Lo scopo di questo studio era quello di creare un simulatore chirurgico lombare laterale completamente sintetico, proof-of-concept, a basso costo e di aumentare la consapevolezza della mancanza di alternative di allenamento attuali.
Metodi
Per determinare gli elementi chiave per il simulatore, le caratteristiche fisiche dei componenti e la strategia traslazionale sono stati utilizzati il design ingegneristico standard e le interviste di esperti di neurochirurghi, infermieri, ingegneri e rappresentanti dei dispositivi medici (n=20). Sono stati eseguiti test fisici e radiografici su più materiali termoplastici per determinare l’adeguatezza per l’inclusione nel simulatore. Per la valutazione del concetto, una presentazione descrittiva e un questionario sono stati inviati a 15 chirurghi statunitensi e 15 internazionali che eseguono LLIF.
Risultati
Il modello di allenamento ad accesso laterale (LATM) presenta i tre componenti seguenti: involucro del busto, modulo della colonna vertebrale e funzione IONM. Questo modello utilizza vertebre lombari stampate in 3D in ABS (acrilonitrile butadiene stirene), verificate per l’accuratezza anatomica e la compatibilità con la fluoroscopia. Inoltre, è stato sviluppato un nuovo algoritmo di simulazione di neuromonitoraggio per formare i residenti junior sulle complicazioni neurologiche. Per evidenziare ulteriormente la necessità di modelli di allenamento laterale, 30/30 chirurghi intervistati hanno ritenuto che questo simulatore avesse un valore per il campo, 29/30 hanno notato che avrebbero utilizzato il LATM se avessero avuto accesso durante l’allenamento e 30/30 hanno risposto di incoraggerebbe i tirocinanti a esercitarsi sul LATM.
Conclusione
Il LATM è un primo passo per fornire un allenamento di base della colonna lombare laterale affidabile ed economico. Sebbene questo modello manchi di alcune caratteristiche anatomiche, il nostro simulatore offre nuovi elementi di allenamento per gli approcci del transpsoas lombare laterale, che gettano le basi per la costruzione di modelli futuri. La necessità di questa formazione esiste e le attuali lacune nell’approccio all’apprendimento di queste tecniche complesse devono essere colmate a causa dell’inconveniente, del costo e dell’impraticabilità dei modelli cadaverici standard.
introduzione
Modello fisico
Questo simulatore è progettato per replicare un approccio retroperitoneale laterale alla colonna vertebrale, che include un approccio minimamente invasivo diretto alle vertebre lombari, introduzione del dilatatore, viste chirurgiche endoscopiche o dirette, manipolazione del muscolo psoas con conservazione simulata del plesso lombare, discectomie e intercorpo posizionamento dell’impianto.
Discussione
LLIF è uno sviluppo relativamente recente nella chirurgia della colonna vertebrale, che fornisce un accesso minimamente invasivo per la decompressione nervosa indiretta, la fusione intersomatica e la correzione della deformità degenerativa lombare [14-16] . Questa tecnica rappresenta un’alternativa sicura agli approcci spinali posteriori e ha ottenuto l’accettazione tra i chirurghi nell’ultimo decennio grazie agli esiti favorevoli dei pazienti, come evidenziato dai parametri radiografici e dal miglioramento clinico [15,16]. Acquisire competenze chirurgiche utilizzando questo approccio è impegnativo e l’esposizione appropriata dei residenti a questi casi è molto variabile tra i programmi e i paesi. Le alternative disponibili per emulare l’esperienza dal vivo in sala operatoria, come il tessuto da cadavere, possono costituire conflitti economici, religiosi o normativi, esemplificando la necessità di versioni avanzate del LATM proof-of-concept.
Il mercato potenziale per un simulatore chirurgico LIF è considerevole e in crescita. Negli Stati Uniti, Detto questo, è evidente che le alternative a basso costo come il LATM devono essere ulteriormente sviluppate e messe in pratica.
Per determinare i migliori materiali da utilizzare nel modulo della colonna vertebrale, più set di vertebre lombari sono stati stampati in diversi materiali polimerici (ABS, PVC, PLA, ecc.) e successivamente sottoposti a imaging. Il feedback del medico è stato fornito sulla base dei risultati radiografici. L’imaging fluoroscopico ha mostrato che l’ABS aveva la radiopacità più accurata rispetto all’osso organico. La tattilità e le proprietà tattili delle vertebre sono state valutate in modo simile alla conferma del medico. Il lavoro precedente presso la Mayo Clinic su analoghi polimeri simili all’osso ha ulteriormente convalidato la selezione dei materiali del team.
Il programma di feedback di neuromonitoraggio casuale è stato perseguito per due motivi. In primo luogo, l’integrazione di componenti elettronici in un materiale non conduttivo come il silicone non è fattibile. Pertanto, è necessario sviluppare soluzioni creative che possano aggirare questo problema e il nostro laboratorio è attualmente alla ricerca di una risposta fattibile. In secondo luogo, questo modello preliminare ha lo scopo di insegnare le nozioni di base ai residenti junior, come la consapevolezza delle complicanze neurologiche e il riposizionamento del dilatatore. Il LATM non dovrebbe avere un uso pratico per i medici curanti nella sua forma attuale, ma le iterazioni future potrebbero.
Limiti dello studio
Uno degli obiettivi di questa indagine era mettere in luce la mancanza di valide alternative di formazione LLIF. Il modello creato non è inteso o presentato come un dispositivo di allenamento completo ma piuttosto un proof-of-concept; riconosciamo che il LATM manca di alcune caratteristiche chiave. Caratteristiche intraoperatorie rilevanti come la presenza di elementi vascolari cruciali, radici e plesso nervosi, grasso retroperitoneale e legamenti rappresentano un’opportunità per migliorare il realismo e il valore educativo di questo simulatore. Notiamo che la valutazione virtuale di un tale modello è tutt’altro che ideale, sebbene l’obiettivo principale di questo studio fosse quello di proporre un metodo alternativo per addestrare le basi di una procedura complessa e non come un analogo ad alta fedeltà. Le restrizioni poste in essere a causa della pandemia di COVID-19 hanno limitato la nostra capacità di effettuare test di persona.
Conclusioni
Il LATM è un nuovo design proof-of-concept. La possibile utilità di questo prodotto è dimostrata dalla crescente domanda di formazione dei medici nelle procedure di accesso laterale e dalla carenza di risorse per la formazione. Ciò è stato ulteriormente rafforzato dal feedback positivo unanime che abbiamo ricevuto da esperti del settore alla ricerca di modi migliori per sviluppare le abilità chirurgiche nei tirocinanti. Le future iterazioni di questo modello possono avere un impatto sulla medicina individualizzata, specialmente nei paesi finanziariamente limitati, fornendo componenti poco costosi, realistici e personalizzabili. Questa pratica altamente specifica può portare a una maggiore sicurezza del paziente e a migliori risultati. Offre inoltre l’opportunità di sviluppare un flusso di entrate ricorrente utilizzando il modello per fornire componenti personalizzati per l’anatomia del paziente e la sostituzione.
