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I simulatori medici

I simulatori medici

Dai manichini alla sala operatoria: oggi per gli studenti e i giovani medici รจ possibile ripetere un intervento chirurgico o una procedura in un ambiente sicuro.

Data di pubblicazione: 01 agosto 2018

Leggi tutto sui dispositivi tecnologici a disposizione.

โ€œVal piรน la pratica che la grammaticaโ€, afferma un vecchio detto popolare. E se parliamo della professione del medico e del chirurgo, sicuramente studiare la teoria รจ importante, ma lโ€™allenamento e laย traduzione in pratica delle conoscenzeย sono ancor piรน fondamentali.

In effetti, il problema del comeย far fare pratica ai nuovi mediciย non รจ recente: esiste fin da quando รจ nata la medicina. Attraverso i secoli, le opzioni disponibili sono sempre rimaste limitate alla pratica su cadaveri e su animali vivi, oppure in situazioni particolari, per esempio in caso di guerra i chirurghi alle prime armi facevano esperienza โ€œsul campoโ€ negli ospedali delle retrovie.

Ma negli ultimi 50 anni, anche queste opzioni hanno iniziato a ridursi. Da un lato รจ cresciuta lโ€™attenzione etica sull’uso di animali vivi, dall’altro la pratica su cadaveri รจ sempre meno disponibile. La maggior parte dei chirurghi di fatto si forma con ilย metodo โ€œguarda, opera, insegnaโ€ย – ovvero guardando il professore che opera, per poi ricoprire un ruolo crescente nell’operazione fino a saperla eseguire completamente, per insegnarla poi a un nuovo allievo e cosรฌ via.

In un mondo che vuole la massima efficienza in sala operatoria, con tempi chirurgici ridotti e nessuno spazio per errori, un aiuto concreto alla formazione dei nuovi chirurghi sta arrivando dalla tecnologia.

I simulatori

Li chiamano manichini, in inglese โ€manikinโ€, ma non pensate a un semplice pupazzo di plastica: sonoย robot digitali capaci di simulare vari comportamenti dei pazienti umaniย sottoposti a trattamenti medici. Non per nulla sono prodotti da poche aziende specializzate, con elevato know-how nel digitale, nella scienza dei materiali, nel sensoring, nella robotica, che a loro volta collaborano con ospedali e medici per creare la base di dati che permette al manichino di comportarsi, agli occhi del medico, come una persona in carne e ossa.

Ovviamente, non siamo ancora in grado di creare un manichino โ€œuniversaleโ€, e cosรฌ ne esistono tanti tipi, ciascuno specializzato per consentire allo studente di simulare determinati trattamenti. In genere, sono in grado sia diย interagire direttamente, simulando le reazioni del corpo umano, sia diย comunicare a un computer una serie di parametri, che permettono di valutare il lavoro svolto in tempo reale.

Un esempio semplice sono i manichini usati per insegnare leย tecniche di rianimazione cardiopolmonare.

Al loro interno, appositi sensori misurano la forza esercitata dal rianimatore al lavoro, visualizzando costantemente pressione e ritmo sullo schermo di un computer. In questo modo, lo studente ha un riferimento oggettivo e impara subito aย dosare la forza di compressione e la velocitร , e ad alternare correttamente pressioni sul torace e il supporto alla respirazione mediante ventilazione (ad esempio con pallone ambu). Lโ€™istruttore, a questo punto, potrร  concentrarsi su aspetti piรน specifici della questione, come la posizione corretta da assumere, le condizioni operative da osservare, lโ€™uso del defibrillatore.

Esistono, ovviamente, simulatori ben piรน complessi. Per esempio, lโ€™Universitร  dellโ€™Oklahoma usa da anniย un simulatore per addestrare gli anestesisti. Questo simulatore รจ composto non solo dalย manichinoย che rappresenta il paziente, ma anche da unaย sala operatoriaย vera e propria, con tutta la strumentazione per anestesia, collegata a una โ€œcentrale di controlloโ€ esterna dalla quale chi gestisce la simulazione puรฒ attivare ogni tipo di problema. Una metodica molto simile ai simulatori di volo con i quali i piloti si addestrano a reagire alle emergenze.

Nel caso del simulatore di anestesia, il manichino reagisce all’anesteticoย chiudendo gli occhi, le sue pupille possono variare di dimensioni, la lingua puรฒ spostarsi (rendendo difficile lโ€™intubazione), i suoi polmoni si espandono e contraggono, e si puรฒ sentire il suo respiro โ€“ tra lโ€™altro espira anidride carbonica, visto che anche questo parametro viene monitorato. Ma il gestore della simulazione puรฒ anche togliere lโ€™elettricitร  alla sala operatoria, o simulare un incendio per vedere come gli studenti gestiscono lโ€™emergenza. Se state pensando che la cosa sia tutto sommato poco utile, sappiate che nei soli USA si registrano oltreย 100 casi lโ€™anno di incidenti in sala operatoriaย dovuti a guasti agli apparecchi, corto circuiti o incendi.

Oltre al simulatore di anestesia, lโ€™Universitร  dellโ€™Oklahoma ne usa altri 8:ย simulatori di problemi cardiopolmonari, simulatori per la rianimazione neonatale, persino una piattaforma pelvica per simulare variย interventi ginecologici, dall’uso basico degli strumenti alย prelievo di embrioni.

Esiste poi un manichino che impersona unaย partoriente.

Il manichino simula un gran numero diย eventi ostetrici, dalle prime complicazioni della gravidanza ai parti a rischio, dalle emergenze post partum a scenari generici non legati alla gravidanza, per un totale di 45 scenari. รˆ dotata diย occhi interattivi, capaci di seguire oggetti e con pupille che reagiscono alla luce. Tutti i suoi parametri di circolazione e respiro sono programmabili, e reagisce a oltre 50 diversi โ€œfarmaciโ€ virtuali. รˆย monitorabile con gli strumenti comunemente usati (EKP, pulsossimetri e via discorrendo) e permette di eseguire anche parti cesarei.

Chi gestisce la simulazione puรฒ anche parlare attraverso di lei, tramite streaming audio. Il neonato che viene alla luce รจ anch’esso programmabile nei suoi segni vitali. Il manichino รจ completamente wireless, ha una batteria con 10 ore di autonomia e contiene diversi sensori che consentono di tenere sotto controllo, in tempo reale, il comportamento di tutta lโ€™equipe medica, in modo da poterne valutare lโ€™operato.

Esistono anche simulatori di pazienti pediatrici e altri generici su cui รจ possibile esercitarsi in svariate operazioni โ€“ dal semplice prelievo di sangue alla tracheotomia, dall’intubazione al pneumotorace, dalla cateterizzazione alla defibrillazione.

Il prossimo passo

Se i manichini diventano sempre piรน realistici, cโ€™รจ giร  chi guarda oltre. Le tecniche operatorie piรน sofisticate ormai prevedono lโ€™uso del robot, apparecchio che di fatto โ€œseparaโ€ il chirurgo dal paziente โ€“ tanto da permettere le operazioni da remoto. Questo rende possibile far esercitare lo studente utilizzando non piรน un manichino, ma unย paziente โ€œvirtualeโ€, di fatto una rappresentazione del paziente creata dal computer, completamente smaterializzata.

In questo modo รจ possibileย simulare un numero enorme di parametri e di operazioni, sfruttando per esempio dati reali di pazienti precedentemente memorizzati. I primi esempi di questa nuova tendenza sono giร  operativi: sistemi come ilย Bronch Mentorย di 3D System, per esempio, sono usati per allenare i futuri medici nelle tecniche di esecuzione delle broncoscopie, e relative diagnosi. Bronch Mentor consiste in una sonda che consente agli studenti di impratichirsi della manualitร  necessaria allโ€™operazione, e di un sistema computerizzato che in pratica ricostruisce virtualmente lโ€™apparato respiratorio, presentando a video in tempo reale immagini prese da casi pre-memorizzati, dando allo studente le stesse sensazioni e gli stessi feedback che avrebbe durante un esame reale.

Lโ€™uso diย simulazioni totalmente virtualiย porterร  diversi vantaggi rispetto alle tecnologie fisiche oggi in uso, non ultima la riduzione dei costi (i manichini piรน sofisticati arrivano a superare i 300.000 dollari), ma soprattutto consentirร  lโ€™ampliamento delle operazioni simulabili, che arriveranno a comprendere anche la parte operatoria vera e propria su organi e tessuti interni, non facilmente realizzabile su manichini โ€œfisiciโ€.

L’autore

Gianluigi Bonanomi

Giornalista professionsita, con expertise in ambito technology e digital.

Bibliografia

  • Ladny JR, Smereka J, Rodrรญguez-Nรบรฑez A, Leung S, Ruetzler K, Szarpak L. Is there any alternative to standard chest compression techniques in infants? A randomized manikin trial of the new “2-thumb-fist” option. Medicine (Baltimore). 2018 Feb;97(5):e9386.
  • Baldi E, Contri E, Burkart R, Borrelli P, Ferraro OE, Tonani M, Cutuli A, Bertaia D, Iozzo P, Tinguely C, Lopez D, Boldarin S, Deiuri C, Dรฉnรฉrรฉaz S, Dรฉnรฉrรฉaz Y, Terrapon M, Tami C, Cereda C, Somaschini A, Cornara S, Cortegiani A. Protocol of a Multicenter International Randomized Controlled Manikin Study on Different Protocols of Cardiopulmonary Resuscitation for laypeople (MANI-CPR). BMJ Open. 2018 Apr 19;8(4):e019723.
  • Tresca A.J. The Mother of All Birth Simulators?ย http://www.obgyn.net/obgyn-technology/mother-all-birth-simulators. (Data ultimo accesso 02.05.2018)
  • University of Oklahomaย https://csetc.ouhsc.edu/About/Simulationย (Data ultimo accesso 02.05.2018)
  • Manichini-robot per formare i medici, centro ‘hi tech’ alla Sapienza di Roma.ย http://www.adnkronos.comย (Data ultimo accesso 02.05.2018)

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