Weiterentwicklung des Tübinger „Bronchoskopietrainers“- Implementierung multifunktionaler Trainingsmodule

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung eines 3D-Daten-basierten Tracheo-Bronchialtrainers für die Aus- und Weiterbildung von Bronchoskopikern aller Erfahrungsstufen. Die Dissertation wurde auf Grundlage einer vorangegangener Bachelorarbeit (Heisterberg, 2020) aufgebaut. Das Prinzip beruht auf einer 3D-gedruckten Positivform eines Tracheo-Bronchialsystems, welche aus entsprechenden CT-Daten exportiert wurde. Durch eine Silikonbeschichtung, Integration diverser Module für therapeutische und diagnostische Interventionen und Anbindung an ein Intubationsmodell kann ein vollständiger bronchoskopischer Eingriff abgebildet werden. Mit Hilfe von Kunstblut und einer Peristaltikpumpe ist es möglich Blutungen an unterschiedlichen Stellen des Modells einzubringen. Durch 3D-konzeptierte und -gedruckte Wechselmodule werden Pathologien für diverse Biopsieverfahren in das Modell implementiert. Ein neuartiges Rezept für haltbare und auswaschbare Bronchialsekrete wurde, ebenso wie die Entwicklung eines tiermittelfreien Gewebe-Patches, in der vorliegenden Arbeit entworfen. Ein für die Stent-Implantation innovatives, transparentes Stenosemodell kann durch ein darunterliegendes LED-Panel, entsprechend einer Röntgenaufnahme ohne belastende Strahlung durchleuchtet und so Stents korrekt positioniert werden. Das Tracheo-Bronchialmodell wie auch das Stenosemodell, werden durch einen anschraubbaren Adapter an ein Kopfmodell angebunden, wodurch ein vollumfänglicher Simulator entsteht. Das Resultat dieser Arbeit ist ein tiermaterialfreier Tracheo-Bronchialtrainer mit der Möglichkeit unterschiedlicher Interventionen. Dazu zählen die Kryo- und Zangenbiopsie, BAL, Blutstillungsmaßnahmen wie Tamponierung, Fremdkörperbergung, sowie Stent-Implantationen im isoliert vorliegenden Stenosemodell. In einer multizentrischen Evaluation an der insgesamt 25 Probanden teilnahmen wurde das Tracheo-Bronchialmodell mit einer Gesamtnote von 1,2, sowie das Stenosemodell mit 1,3, als sehr gut bis gut bewertet. Die Arbeit konnte zeigen, dass es möglich ist, einen wiederverwendbaren Bronchialtrainer unter dem Gesichtspunkt einer tiermaterialfreien Herstellung und einer Vielzahl an klinischen Interventionen zu entwickeln. Eine Abhebung von bereits existierenden Bronchial-Simulatoren konnte damit erreicht werden. Hinsichtlich der Ethik und Hygiene sind die entstandenen Modelle als unbedenklich zu bewerten.