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Entwicklung und Evaluation eines elastischen und wirklichkeitsnahen Harnblasenmodells zur endoskopischen Ausbildung und technischen Prüfung
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Published: | May 10, 2019 |
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Einleitung: In chirurgischen Disziplinen sollen praktische Fertigkeiten vor einem Patienteneinsatz idealerweise ex-vivo trainiert und gefestigt werden. Zur Steigerung der Trainingseffizienz sind wirklichkeitsgetreue Organmodelle notwendig. Bislang gibt es kein Modell, welches der Form, dem Aussehen sowie der Elastizität einer menschlichen Harnblase gerecht wird. Aus dem Grund war es Ziel des Projektes ein wirklichkeitsnahes Harnblasenmodell zu entwickeln, welches das Erlernen endourologischer Fähigkeiten vor dem Patienteneinsatz ermöglicht. Des Weiteren soll das Model zum Testen neuer technischer Innovationen im Bereich der Endourologie dienen.
Material & Methoden: Hochaufgelöste CT-Datensätze menschlicher Harnblasen wurden als 3D STL-Datei extrahiert und als Negativ gedruckt. Anschließend wurde ein detailliertes Gefäßnetz sowie das Trigonum mit den Ostien modelliert und die Strukturen in einem Silikongemisch eingebettet.
Die Evaluierung des Modells erfolgte zunächst über die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften wie Füllungsvolumen und Compliance. Zusätzlich führten urologische Assistenzärzte Zystoskopien am Harnblasenmodel durch. Das Model wurde im Anschluss nach standardisierten Kriterien für Augenschein- und Inhaltsvalidität anhand eines, auf einer 5-Punkte-Lickert-Skala basierenden Fragenkataloges (sehr unrealistisch/starker Wiederspruch (1) bis sehr realistisch/starke Zustimmung (5)) bewertet.
Ergebnisse: Die Compliance des Harnblasenphantoms konnte mit ~30 ml/cmH2O der einer natürlichen Blase nachempfunden werden. Das Füllungsvolumen kann stufenlos von ca. 250 ml bis auf über 450 ml variiert werden. Die Testpersonen (n=5) haben im Mittel 176 ± 50 zystoskopische Eingriffe durchgeführt und arbeiten seit 2.66 ± 1.04 Jahren als urologische Assistenzärzte. Die Anatomie sowie die Größe des Modells wurden als realistisch bewertet (4.4/5.0). Das Gefäßnetz sowie die Struktur der Schleimhaut wurden als sehr realistisch angesehen (4.6/5.0). Ebenso wurden das haptische Feedback sowie die Harnblasencompliance als realistisch eingeschätzt (4.0/5.0 bzw. 4.4/5.0). Die Darstellung der weiblichen Harnröhre sowie des Trigonums wurden mit 3.6/5.0 und 3.8/5.0 gewertet. Der zeitliche Ablauf einer Harnblasenspiegelung wurde als sehr realistisch (4.6/5.0) eingestuft. Letztlich bestand starke Zustimmung darüber, dass das Modell endoskopische Fähigkeiten verbessern kann (4.8/5.0), die Orientierung in einer Harnblase erleichtert (4.8/5.0) sowie einfach zu bedienen ist (4.0/5.0). Ebenso wird das Modell für Jungassistenten oder Studenten empfohlen (4.8/5.0).
Schlussfolgerung: Durch Kombination von 3D Rekonstruktion, 3D Druck sowie Polymer-Modellierung konnten wir kosteneffektiv ein anatomisch korrektes, flexibles, robustes sowie reproduzierbares CT-basiertes Harnblasenmodell entwickeln, welches unterschiedliche endoskopische Trainingssituationen simulieren kann. Weitere Schritte sind die Auswertung der Konstruktvalidität sowie der Evaluierung durch eine größere Kohorte.