Daniel Cabrera 1 , Gabriel Massano 1 , Santiago Fernández 1 , Silvio Chaile 1 , Adriana Alday 1 , Celeste Patiño 1 , Pablo Ravetta 1 , Víctor Defagó 1
ORCIDRecibido: 21-06-2018
Aceptado: 17-09-2018
©2018 El(los) Autor(es) – Esta publicación es Órgano oficial de la Sociedad de Anestesiología de Chile
Revista Chilena de Anestesia Vol. 47 Núm. 4 pp. 259-262|https://10.25237/revchilanestv47n04.08
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Low cost laringoscope video developed using 3D printing technology
Abstract
Video laryngoscopes appear as a very useful new tool in the management of the airway, but costs of these devices are the main problem in institutions having limited budgets. An alternative is the construction of low cost video laryngoscopes modeled using free software and materialized with 3D printers in plastic material (ABS). Low cost video laryngoscopes can display and store good quality images, can work in confined spaces, are easily portable and allow to interact with the instructor, who will have the opportunity to repeat images recorded in previous maneuvers. In addition, it is easy to use and has optimum performance for educational purposes on airway-simulation models. This first stage would allow us to access to a line of work for the development of devices applicable to daily clinical practice.
Resumen
Los video-laringoscopios aparecen como una nueva herramienta muy útil en el manejo de la vía aérea, pero los costos de estos dispositivos son la principal limitante en Instituciones con recursos limitados. Una alternativa es la construcción de video-laringoscopios de bajo costo modelados utilizando software gratuito y materializados con impresoras 3D en material plástico (ABS). El video-laringoscopio de bajo costo muestra y almacena imágenes de buena calidad, es apto para espacios reducidos, de fácil portabilidad y permite interactuar con el instructor quien tendrá la oportunidad de repetir la visualización de imágenes grabadas en maniobras previas.Además, esfácil de reproducir y tiene un desempeño óptimo a los fines educativos en modelos de simulación de vía aérea. Esta primera etapa, permitiría acceder a una línea de trabajo para la elaboración de dispositivos aplicables a la práctica clínica diaria.
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Introducción
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Los avances tecnológicos están cada día más involucrados en las Ciencias Médicas. Específicamente, los video-laringoscopios aparecen como una herramienta de primera línea en el manejo de la vía aérea, y han sido incorporados por entidades especializadas de reconocimiento mundial en sus algoritmos de trabajo[1],[2]. Otras aplicaciones incluyen los aspectos educativos para la adquisición de competencias en el manejo de la vía aérea supervisadas por un instructor[3], pero los costos de estos dispositivos continúan siendo la principal limitante para su incorporación en Instituciones de recursos limitados[4]. Una alternativa para enfrentar estos desafíos es la creación de unidades de impresión 3D dentro de los hospitales de alta complejidad que permiten generar simuladores de variada fidelidad a muy bajo costo5.
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Objetivo
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Desarrollar un video-laringoscopio de bajo costo y fidelidad variable destinado a la simulación con pacientes pediátricos de diferentes pesos y edades.
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Material y Método
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Los modelos obtenidos fueron seleccionados de acuerdo a la tasa de uso en pediatría. A partir de imágenes obtenidas con fotografías, y de información brindada por anestesiólogos y especialistas en vía aérea, se construyeron modelos virtuales de diferentes tipos y tamaños de laringoscopios y valvas en una sola pieza, desarrollados en un entorno paramétrico que permite ajustar la morfología de las piezas a los requerimientos fijados por los profesionales. Con la utilización de impresoras 3D, se obtuvieron modelos físicos de los mencionados instrumentos construidos en material plástico (Acrilo Nitrilo Butadieno Estireno -ABS-), utilizando software gratuito y/o de código abierto. A esos implementos, se les incorporó una cámara boroscópica de 7 mm de diámetro compatible con varios sistemas operativos (Android, Microsoft) para ser utilizados en tabletas digitales, ordenadores portátiles o smartphones. En estos últimos, se aplicó un sistema de soporte removible y de ángulos variables para utilizarlo como visor incorporado y que pueden, eventualmente, grabar y transmitir el procedimiento en vivo a una pantalla de televisor inteligente (Smart TV) o vía WEB. Los diferentes modelos y tamaños de video-laringoscopios (Figuras 1 y 2) fueron utilizados en muñecos destinados al entrenamiento de residentes de Clínica Pediátrica, Cirugía y anestesiología. Simultáneamente, y a partir de imágenes de tomografía axial computada, se extrajo información de pacientes reales y se imprimieron laringes de diferentes tamaños para completar los ejercicios de reconocimiento anatómico en laringe y tráquea.
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Resultados
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La disponibilidad de video-laringoscopios de bajo costo (Figura 1) ha permitido iniciar un plan de entrenamiento con todos los profesionales en formación en los Servicios de Clínica Pediátrica, Anestesiología y Cirugía Pediátrica. Estos dispositivos son muy simples y durables ya que se conforman de una matriz sintética resistente y una cámara que puede ser recambiada sin alterar la estructura de sostén.
Los video-laringoscopios fueron testeados en muñecos de simulación pediátrica (Figura 2) y en biomodelos 3D de laringes y tráqueas de pacientes reales impresas en poliuretano en nuestra propia Unidad (Figuras 3 y 4), logrando una rápida comprensión y destreza manual en las maniobras de intubación orotraqueal.
Figura 1.
Figura 2.
Figura 3.
Figura 4.
Estas herramientas requirieron ajustes relacionados con selección de materiales, dimensiones y distancia focal, pero luego de las modificaciones por parte de un equipo multidisciplinario, se logró la adecuación para la primera etapa de este proyecto. Fue posible materializar una gama completa de tamaños, para diferentes edades y contexturas físicas.
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Discusión
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Los avances tecnológicos y la simulación permiten inferir un cambio paradigmático en los procesos de “Enseñanza-Aprendizaje”. Los video-laringoscopios ya son una realidad, sobre todo en las Instituciones de alta complejidad y los simuladores de alta fidelidad también tienen un rol indiscutido en el proceso de aprendizaje; pero el inconveniente de estos dispositivos es el alto costo y, por ende, su escasa disponibilidad.
Una forma de acceder a esta tecnología, al menos en forma inicial, es producir todos estos implementos a través de la impresión 3D y destinarlos a la simulación[6],[7],[8]. La creación de la Unidad de Biomodelos 3D a partir del año 2015, permitió por un lado replicar órganos normales y patológicos destinados al entrenamiento y, por otro lado, generar dispositivos tecnológicos de bajo costo que complementan la formación profesional de una manera muy accesible y de acuerdo a las necesidades de cada Institución.
El video-laringoscopio de bajo costo permite disponer y almacenar imágenes de buena calidad, trabajar en espacios reducidos sin necesidad de personal adicional, fácil portabilidad y con la posibilidad de interactuar con el instructor quien tendrá la oportunidad de repetir la visualización de imágenes grabadas en maniobras previas. La disponibilidad de laringes de diferentes tamaños también es de suma utilidad en el proceso inicial de reconocimiento anatómico.
La generación de simuladores para entrenamiento en el manejo de la vía aérea ha brindado excelentes resultados en términos de reproducibilidad y adquisición de destrezas en maniobras esenciales para el manejo del paciente complejo[9].
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Conclusiones
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El video-laringoscopio de bajo costo es fácil de reproducir y tiene un desempeño óptimo a los fines educativos en modelos de simulación de vía aérea. Esta primera etapa, abre una línea de trabajo para la elaboración de dispositivos aplicables a la práctica clínica diaria.
Referencias
1. American Society of Anesthesiologists Task Force on Management of the Difficult Airway. Practice guidelines for management of the difficult airway: an updated report by the American Society of Anesthesiologists Task Force on Management of the Difficult Airway. Anesthesiology. 2003 May;98(5):1269–77. https://doi.org/10.1097/00000542-200305000-00032 PMID:12717151
2. Zaouter C, Calderon J, Hemmerling TM. Videolaryngoscopy as a new standard of care. Br J Anaesth. 2015 Feb;114(2):181–3. https://doi.org/10.1093/bja/aeu266 PMID:25150988
3. Frerk C, Mitchell VS, McNarry AF, et al. Difficult Airway Society intubation guidelines working group, guidelines for management of unanticipated difficult intubation in adults. Br J Anaesth. 2015;115(6):827–48. https://doi.org/10.1093/bja/aev371 PMID:26556848
4. Kaplan MB, Ward DS, Berci G. A new video laryngoscope-an aid to intubation and teaching. J Clin Anesth. 2002 Dec;14(8):620–6. https://doi.org/10.1016/S0952-8180(02)00457-9 PMID:12565125
5. Defagó V, Fernandez Alvarez S, Chaile S, Robledo HH, Massano G, Roldan O, et al. Prototipo rápido para docencia y estrategias quirúrgicas en Pediatría. Rev Fac Cien Med Univ Nac Cordoba. 2017 Oct;74(3):176–9. https://doi.org/10.31053/1853.0605.v74.n3.18176 PMID:29890091
6. Cohen Y, Rubinstein RM, Berkenstadt H. Do-It-Yourself Videolaryngoscope for Under 25$ – A Solution for Lower Income Countries? Anesthesia & Analgesia: 2016; 123(3) Suppl,248–249. https://journals.lww.com/anesthesia-analgesia/pages/articleviewer.aspx?year=2016&issue=09002&article=00512&type=Fulltext
7. Cohen T. Nishioka H. Comparison of a Low-cost 3D Printed Video Laryngo-Borescope Blade versus Direct Laryngoscope for Simulated Endotracheal Intubations. En Society for Technology in Anesthesia. www.stahq.org. Publicación on-line
8. Christiansen J. Swank S. Hsiung R. 3D printing the affordable video laringoscope. En Society for technology in Anesthesia. www.stahq.org. Publicación on-line
9.Russo SG, Dierdorf SF. Teaching Airway management Outside the Operating Room. En Airway Management. Editores: Hagberg and Benumoff, Capitulo 52, 4th Edition, pp, 1073-1082. Elsevier, 2013. New York.
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