Technologia ratująca życie

Centrum Symulacji Medycznej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu (UMW) wzbogaci się o nową pomoc dydaktyczną – fantom, na którym kadry medyczne będą mogły uczyć się oraz ćwiczyć procedurę ratującą życie: podłączanie pacjentów do ECMO. Narzędzie powstaje dzięki współpracy uczelni z Dolnośląskim Parkiem Innowacji i Nauki S.A.

ECMO (ang. Extracorporeal Membrane Oxygenation) to metoda pozaustrojowego natleniania krwi wykorzystywana u osób, których płuca i/lub serce nie są w stanie samodzielnie pracować. Urządzenie pobiera z organizmu krew, nasyca ją tlenem i usuwa dwutlenek węgla, a następnie z powrotem tłoczy do krwiobiegu. Tym samym czasowo zastępuje funkcje narządów, dając im czas na regenerację.

Sprawne i skuteczne wszczepienie ECMO wymaga m.in. umiejętności szybkiej identyfikacji żyły i tętnicy udowej, nakłucia igłą, a następnie precyzyjnego wprowadzenia (pod kontrolą USG) grubych kaniul, poszerzenia światła naczynia i podłączenia systemu.

Umiejętność na wagę życia

– Podłączanie do ECMO nie jest łatwą procedurą, a w przypadku braku doświadczenia wiąże się z poważnym ryzykiem, w tym uszkodzeniem mechanicznym, infekcją w miejscu cewnikowania czy niedokrwieniem kończyny – wyjaśnia dr hab. Wiktor Kuliczkowski, prof. UMW, kierownik Pracowni Hemodynamiki Instytutu Chorób Serca. – Z ECMO korzystamy w sytuacjach, w których czas ma ogromne znaczenie dla zdrowia i życia pacjenta. Jedną z nich jest nagłe zatrzymanie krążenia w warunkach pozaszpitalnych, gdy czynności resuscytacyjne nie przynoszą efektów. Możliwość trenowania tej umiejętności na profesjonalnym fantomie jest więc dla nas niezwykle cenna.

Problem w tym, że rynek sprzętu szkoleniowego nie oferuje zbyt wielu symulatorów do nauki wszczepiania ECMO.

– Przede wszystkim brakuje fantomów ze średniej półki cenowej, które pozwalałyby kompleksowo szkolić całe zespoły i optymalizować ich pracę. Nie chodzi jedynie o ćwiczenie wkłucia, ale o rozwiązanie, które umożliwia jednoczesne prowadzenie pełnej resuscytacji w standardzie ALS (Advanced Life Support – zaawansowane zabiegi resuscytacyjne) z obiektywnym feedbackiem dotyczącym jakości ucisków i wentylacji – mówi Mariusz Koral, kierownik Centrum Symulacji Medycznej (CSM) Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu.

Dotąd uczelnia korzystała z fantomu samodzielnie przygotowanego przez pracowników CSM, którzy w górnej części jego "nogi" wykonali otwór i umieścili w nim silikonową wkładkę. Wtopili w nią sztuczne naczynia, przez które przepływała sztuczna krew. Pozwalało to trenować nakłucia pod kontrolą USG i samo cewnikowanie, jednak położenie tętnicy i żyły udowej nie odzwierciedlało realnej anatomii pachwiny.

Dodatkowym wyzwaniem było odtworzenie pracy układu krążenia. – Używaliśmy zewnętrznego zbiornika wypełnionego sztuczną cieczą, co utrudniało ćwiczenie uwzględniające zamknięty obieg oraz naturalny przepływ i ciśnienie krwi. Cierpiała na tym również organizacja działań załogi medycznej – zauważa Mariusz Koral. 

Technologia w służbie zdrowiu

Teraz, dzięki umowie między uczelnią a Dolnośląskim Parkiem Innowacji i Nauki S.A. (DPIN), powstaną dwa kluczowe elementy – moduł pachwinowy montowany do miednicy fantomu oraz elastyczny, wewnętrzny zbiornik na "krew", który będzie można umieścić w jamie brzusznej symulatora. Oba zostaną stworzone w technologii druku 3D i pozwolą trenować wkłucia w rzeczywistym miejscu, a także ćwiczyć dostęp po lewej i prawej stronie pachwiny. Z kolei zbiornik zapewni odpowiednią objętość i ciśnienie w obiegu, ułatwi uzupełnianie płynu oraz uporządkuje stanowisko ćwiczeń.

– Mamy za sobą etap skanowania i pomiarów fantomu. Obecnie czeka nas prototypowanie, a następnie testy wydrukowanych modeli – tłumaczy Tomasz Ilnicki, starszy specjalista ds. druku 3D z Dolnośląskiego Centrum Druku 3D, które jest częścią DPIN. – Dzięki modułowej konstrukcji zużywalne elementy będzie można wymieniać, co pozwoli na ich wielokrotne wykorzystanie.

W projekcie ważna jest jednak nie tylko technologia druku 3D, ale przede wszystkim praca koncepcyjna i projektowa zespołu centrum, który współtworzy rozwiązanie od podstaw. To właśnie na tym etapie potrzeby zgłaszane przez pracowników uczelni były przekładane na konkretne rozwiązania techniczne, w tym konstrukcję modułu, dobór materiałów i funkcjonalność całego modelu. Jak podkreślają uczestnicy projektu, Tomasz Ilnicki potrafi skutecznie połączyć język medycyny z językiem inżynierii, co umożliwiło stworzenie nowego, praktycznego narzędzia dydaktycznego.

– Tego typu rozwiązania są niezwykle potrzebne, ponieważ pozwalają uczyć i doskonalić trudne procedury w bezpiecznych, kontrolowanych warunkach, bez ryzyka dla pacjenta – uważa dr hab. Robert Zymliński, prof. UMW, dziekan Wydziału Lekarskiego i przewodniczący Rady Nadzorującej Centrum Transferu Technologii UMW. – Z perspektywy naszego wydziału ważne jest to, że innowacje powstające we współpracy z partnerami zewnętrznymi możemy wykorzystywać w dydaktyce, a następnie wspólnie rozwijać i upowszechniać. Fundamentalne znaczenie dla rozwoju i wdrażania tego rodzaju projektów są wyjątkowe kompetencje i doświadczenie pracowników uczelni oraz Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego.

Partnerstwo dla lekarzy i pacjentów

Jeśli ćwiczenia potwierdzą trwałość i przydatność dydaktyczną modelu, uczelnia i spółka rozważą wprowadzenie rozwiązania na rynek komercyjny. Dzięki temu z narzędzia mogłyby korzystać inne ośrodki, co zwiększyłoby dostęp do szkoleń obejmujących procedury ratujące życie.

– Projekt pokazuje, że nasza uczelnia coraz skuteczniej rozwija trwałe, partnerskie relacje z biznesem, których efektem jest wprowadzanie realnych rozwiązań – podsumowuje dr inż. Agnieszka Kowalska, koordynator usług badawczych Centrum Transferu Technologii UMW. – Warto również podkreślić, że realizują go dwa podmioty działające w sektorze publicznym, a wynik pracy będzie służył zarówno kadrom medycznym, jak i pacjentom.

Fot. Krzysztof Ćwik