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Revista Chilena de Urología

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REVISTA CHILENA DE UROLOGÍA | Volumen 83 | Número 3 año 2018

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VIDEO

Creación de un modelo de simulación inanimado para nefrolitotomía percutánea utilizando tecnología de impresión 3D

Creation of an inanimate simulation model for percutaneous nephrolithotomy using 3D printing technology

Alexander Andrusco¹, Jonathan Stone², Ahmed Ghazi², Jennifer Park², Braden Candela², Doran Mix², Michael Richards², Erdal Erturk²
1. Complejo Asistencial Dr. Sótero del Río-Hospital DIPRECA 2. University of Rochester Medical Center-Strong Memorial Hospital, Rochester, NYC.

Resumen

INTRODUCCIÓN: Las restricciones en el tiempo de instrucción y limitado acceso a procedimientos durante la residencia urológica, originado entre otros factores, por la heterogeneidad de los centros formadores y búsqueda de mejores capacidades asistenciales, calidad y acreditación hospitalarias, han derivado en un entrenamiento a veces insuficiente, sobre todo en técnicas complejas y de prolongada curva de aprendizaje, como la Nefrolitotomía percutánea (PCNL). Esto puede derivar en una formación dispar entre residentes, y en un ambiente de inseguridad para el paciente. En este video demostramos un modelo físico inanimado, de alta fidelidad y bajo costo para el entrenamiento en PCNL, que permite una experiencia realista y reproducible de todos los aspectos del procedimiento.

MATERIAL Y MÉTODOS: Se construyeron modelos renales anatómicamente correctos incluyendo parénquima, vasos hiliares, sistema pielocaliciliar, litiasis coraliforme y estructuras pararrenales relevantes. Los tejidos fueron creados usando hidrogel de poli-vinyl alcohol en distintas concentraciones, ciclos de congelación/descongelación y coloración, a partir de moldes rígidos creados con impresora 3D. Estos fueron diseñados previamente por computador, utilizando reconstrucciones de tomografías axiales de pacientes reales. El diseño incluye la instilación de “orina” y “sangre” artificialmente fabricadas, para obtener dichos fluidos al interactuar con los modelos, los que fueron ensamblados para ser sometidos a simulación en pabellón.

RESULTADOS: Utilizando el modelo, residentes y expertos realizaron simulaciones quirúrgicas de todos los pasos de la PCNL en posición prono, incluyendo acceso bajo fluoroscopía y ecografía, dilatación, nefroscopía y litotripsia intrarrenal, logrando extracción de fragmentos, salida de “orina” durante la punción y “sangramiento” parenquimatoso. Se utilizó instrumental quirúrgico acorde con lo empleado en un procedimiento real.

CONCLUSIONES: Demostramos la metodología y factibilidad para crear un modelo de entrenamiento realista y de bajo costo para PCNL. Este permite la realización de todos los pasos críticos de la cirugía, con excelente realismo y precisión, sin necesidad de instalaciones especiales ni modelos animales. A pesar de que la cirugía en pacientes reales bajo supervisión sigue siendo vital en la formación urológica, esta experiencia física podría se una excelente herramienta para la preparación integral de residentes y especialistas, previa a la exposición a pacientes durante una técnica de alta complejidad.

Palabras clave: Simulación, Nefrolitectomía percutánea, modelo inanimado, impresión 3d

Abstract

INTRODUCTION: The restrictions on instructional time and limited access to procedures during urological residency -originated among other factors by the heterogeneity of the training centers and the search for better care capacities, hospital quality and accreditation- have sometimes resulted in insufficient training, especially in complex techniques and long learning curve, as is percutaneous nephrolithotomy (PCNL). This can lead to a dissimilar formation among residents, and in an environment of insecurity for the patient. In this video, we demonstrate a high fidelity, low-cost, inanimate physical model for PCNL training, which enables a realistic and reproducible experience in all aspects of the procedure.

MATERIALS AND METHODS: Anatomically correct renal models were constructed, including parenchyma, hilar vessels, pyelocaliceal system, staghorn lithiasis and relevant pararenal structures. The tissues were created using polyvinyl alcohol hydrogel in different concentrations, freezing / thawing cycles and coloring, from rigid molds created with 3D printer. These were previously designed by a computer, using reconstructions of axial tomographies of real patients. The design includes the instillation of “urine” and “blood” artificially manufactured, to obtain the mentioned fluids when interacting with the models. They were assembled to be submitted to a simulation in the operating room.

RESULTS: Using the model, residents and experts performed surgical simulations of all the steps of the PCNL in prone position, including access under fluoroscopy and ultrasound, dilatation, nephroscopy and intrarenal lithotripsy, achieving fragment extraction, exiting of “urine” during the puncture and parenchymal ” bleeding ” . Surgical instruments were used according to what was used in a real procedure.

CONCLUSIONS: We demonstrate the methodology and feasibility to create a realistic and low cost training model for PCNL. This allows the participants to carry out all the critical steps of surgery, with excellent realism and precision, without the need for special facilities or animal models. Although surgery -in real patients and under supervision- is still vital in urological training, this physical experience could be an excellent tool for the comprehensive preparation of residents and specialists, prior to exposure to patients when approaching a highly complex technique.

Keywords: Simulation, Percutaneous nephrolitectomy, inanimate model, 3d printing