Přínos flexibilních 3D modelů kostí při nácviku a plánování operací

Testování modelů v desítkách zemí

Možnosti 3D tisku modelů zlomenin byly až doposud omezené buď na fixní, nebo dynamické modely. Zatímco u fixních modelů jsou všechny struktury pevně spojeny k sobě, dynamické modely umožňují dílčí separaci jednotlivých částí, ovšem bez možnosti manipulace s fragmenty kostí.

3D modely zlomenin s volnými fragmenty sice dovolují práci s částmi kostí, ale chybí u nich reálné spojení fragmentů. S ohledem na nevýhody stávajících modelů vznikly na půdě švýcarské výzkumné organizace zaměřené na úrazovou chirurgii nové flexibilní 3D modely kostí se zlomeninami, u nichž jsou fragmenty spojeny malými pružnými tyčkami nazývanými „chapadla“. Švýcarský tým tyto modely testoval ve spolupráci se 133 úrazovými chirurgy z desítek zemí.

Design dotazníkového hodnocení

Hodnocení flexibilních 3D modelů zlomenin coby edukačního nástroje a pomůcky pro předoperační plánování probíhalo formou dotazníků distribuovaných při odborných kurzech v Německu a ve Švýcarsku. Autoři dotazníku zjišťovali, zda chirurgové považují flexibilní 3D modely za přínos při nácviku zákroků, jaké 3D modely jsou pro ně nejužitečnější a zda by jim nové modely pomáhaly při plánování operací.

Při testování flexibilních 3D modelů se sledovaly vlastnosti a chování fragmentů, odolnost, hmatové vjemy a pružnost. Nedílnou součástí testování bylo také hodnocení odolnosti při vrtání, aplikaci šroubů a životnost při opakované manipulaci s modely. Respondenti měli k dispozici několik modelů zahrnujících různé varianty zlomenin lýtkové, stehenní či pažní kosti.

Velká pomoc při výcviku i v praxi

Prvního dotazníkového šetření se účastnilo 32 německých chirurgů, z nichž 60 % mělo více než 15letou praxi. Tři čtvrtiny respondentů v minulosti již využívaly 3D modely v rámci tréninku a téměř polovina při předoperačním plánování. Většina dotazovaných (91 %) uvedla, že flexibilní 3D modely by jim pomohly při chirurgickém výcviku. V předoperačním plánování by modely považovalo za přínosné celkem 83 % chirurgů.

Při porovnání přínosu fixních a flexibilních 3D modelů v rámci edukace se polovina dotazovaných vyslovila pro flexibilní modely a 41 % respondentů si přínosy nebylo jisto. V předoperačním plánovaní byly preference flexibilních modelů obdobné – dosahovaly 47 %. Nejistotu vyjádřilo 31 % dotazovaných. Více než 80 % chirurgů považovalo flexibilní 3D modely za vhodné pro nácvik redukce zlomenin, u osteosyntézy se jednalo o 75 %. Celkem 60 % chirurgů považovalo hodnocené modely za velmi realistické.

Druhé šetření potvrdilo závěry prvního

Při druhém dotazníkovém šetření bylo osloveno 101 chirurgů z 28 zemí. Téměř polovina z nich (46 %) měla praxi delší než 15 let. Polovina respondentů již měla zkušenost s jinými 3D modely. Flexibilní 3D modely považuje za přínos více než 90 % dotazovaných (92 % v kategorii chirurgický výcvik a 94 % u předoperačního plánování).

Významná část chirurgů (88 %) považuje flexibilní 3D modely za vhodnější edukační nástroj než fixní modely. Obdobné výsledky byly evidovány u předoperačního plánování. Nácvik redukce zlomenin a osteosyntézy pomocí flexibilních 3D modelů je vhodný podle naprosté většiny oslovených chirurgů (98 %, resp. 97 % respondentů). Více než 80 % chirurgů označilo flexibilní modely za velmi realistické.

Kam se bude ubírat další vývoj?

Dotazníkové šetření, kterého se účastnilo více než 100 úrazových chirurgů, prokázalo přínos flexibilních 3D modelů kostí s fragmenty zlomenin pro edukační účely i při plánování různých chirurgických zákroků. Oslovení chirurgové preferují flexibilní modely před fixními, neboť umožňují lepší manipulaci s jednotlivými fragmenty, podporují kvalitní vizualizaci i hmatové vjemy a jsou dostatečně odolné při práci s chirurgickými nástroji.

Další vývoj 3D tisku flexibilních modelů by se podle autorů průzkumu mohl ubírat směrem k dalším typům kostí a neomezovat se pouze na dlouhé kosti.

(pak)

Zdroj: Ghidinelli M., Höntzsch D., Atici B., Crespan S. Evaluating the value of 3D-printed bone models with fracture fragments connected by flexible rods for training and preoperative planning. 3D Print Med 2025 Jan 15; 11 (1): 2, doi: 10.1186/s41205-025-00250-5.