Realistyczne tkanki 3D: zmiana w edukacji lekarzy

Szkolenia medyczne z AI – przygotowanie do sytuacji krytycznych

Jeszcze niedawno młodzi lekarze mogli jedynie wyobrażać sobie, jak reagować w krytycznych sytuacjach, gdy zawodzi standardowa procedura. Dziś to się zmienia. Dzięki szkoleniom opartym na sztucznej inteligencji mogą ćwiczyć realistyczne scenariusze, podejmować decyzje pod presją i uczyć się działać wtedy, gdy liczą się sekundy. To zupełnie nowy poziom przygotowania do prawdziwych zagrożeń.

Niestandardowa intubacja? To rzadkość – w szpitalach zdarza się w zaledwie 0,2–0,3% przypadków, więc większość lekarzy nie ma okazji przećwiczyć jej przez całą karierę. Tymczasem, przykładowo, w warunkach bojowych do takich sytuacji dochodzi średnio 50 razy częściej. Wtedy liczy się każda sekunda – decyzję trzeba podjąć natychmiast, a miejsca na błąd po prostu nie ma.

Jak powstają realistyczne tkanki 3D

Dotychczasowe materiały szkoleniowe często nie oddawały prawdziwego zachowania ludzkiego ciała. Dlatego zespół naukowców z Uniwersytetu Minnesoty postanowił podejść do tematu inaczej. Wykorzystali druk 3D znany już w medycynie i połączyli go z techniką ekstruzji, czyli „wyciskania” materiału.

Model serca 3D

Model serca drukowany w 3D

Zobacz, jak naukowcy tworzą realistyczne modele serca, które pomagają w edukacji medycznej i planowaniu operacji.

Realistyczna anatomia w Twoich rękach

Druk 3D pozwala naukowcom i lekarzom stworzyć model serca, który dokładnie odwzorowuje anatomię ludzkiego organu. Modele te są używane do nauki, planowania skomplikowanych operacji i symulacji procedur medycznych.

Precyzyjne odwzorowanie struktur serca – komory, zastawki, naczynia krwionośne.
Możliwość wielokrotnego ćwiczenia procedur chirurgicznych bez ryzyka dla pacjenta.
Wsparcie w edukacji studentów medycyny i specjalistów.
Integracja z symulacjami AI do realistycznego treningu w sytuacjach krytycznych.

Czym dokładnie jest ekstruzja? Pozwala ona kontrolować kierunek drukowania, dzięki czemu naukowcy mogli układać warstwy w różnych kierunkach, tworząc strukturę z maleńkich „cegiełek”. Manipulując ich rozmiarem i ułożeniem, precyzyjnie sterowali naciskiem i reakcją materiału. W efekcie powstał model, który dzięki wsparciu AI zachowuje się niemal jak prawdziwa ludzka tkanka – reaguje na ucisk, rozciąganie i dotyk w sposób zadziwiająco naturalny.

Zespół przetestował stworzoną tkankę, porównując ją z prawdziwą skórą i mięśniami. Wyniki były imponujące: materiał nie tylko odwzorowywał wygląd, ale też wytrzymałość i elastyczność prawdziwych tkanek. To krok milowy w przygotowaniu przyszłych lekarzy do realnych sytuacji medycznych.

Realistyczne krwawienie dzięki drukowi 3D

Naukowcy poszli o krok dalej – tym razem w kierunku maksymalnego realizmu symulowanego krwawienia. Stworzyli specjalne kapsułki z podwójną emulsją woda-olej-woda, wypełnione czerwonym roztworem gliceryny. To właśnie on naśladuje gęstość, kolor i konsystencję prawdziwej krwi.

Jak to działa? Kapsułki mają około 680 mikrometrów średnicy i umieszcza się je w żelowej matrycy podczas druku. Gdy silikonowa tkanka twardnieje, żel rozpuszcza się, a kapsułki rozkładają równomiernie po całej „skórze”. Kiedy skalpel przecina model, kapsułki pękają, wypuszczając sztuczną krew – dokładnie tak, jak podczas prawdziwej operacji.

Badacze przetestowali modele w praktyce. Trzynaście osób – ratowników medycznych – sprawdziło nowe wydruki i porównało je z tradycyjnymi materiałami szkoleniowymi. Wynik był jednoznaczny: modele 3D okazały się znacznie bardziej realistyczne, zwłaszcza podczas cięcia warstw, badania dotykiem oraz obserwacji krwawienia. Szkolenie z nimi daje teraz zupełnie nowy poziom praktycznej wiedzy, którego nie dały dotychczasowe manekiny.

Nowa era nauki pracy z organami dzięki drukowi 3D i AI

Przyszli lekarze zyskują nową, bardziej realistyczną metodę nauki pracy z ludzkimi organami. To ogromna szansa dla placówek, które z różnych powodów nie mogą korzystać z prawdziwych zwłok ani tkanek zwierzęcych. Dzięki temu medycy szybciej i skuteczniej uczą się udrażniania dróg oddechowych, a przyszli chirurdzy mogą bezpiecznie ćwiczyć swoje umiejętności na wiernie odwzorowanych modelach.

Szkolenia z wykorzystaniem sztucznej inteligencji pozwalają tworzyć drukowane w 3D modele, które przygotowują lekarzy do skrajnie rzadkich i trudnych sytuacji. Nie tylko w warunkach polowych, ale także przy profesjonalnym stole operacyjnym. Taki trening może przyspieszyć rozwój umiejętności, zwiększyć pewność siebie i – co najważniejsze – obniżyć ryzyko błędów oraz śmiertelność pacjentów.

Warto przeczytać: Przełom w medycynie? AI zdiagnozuje choroby serca w 15 sekund

Chcesz poznać więcej ciekawostek na temat AI? Znajdziesz je na naszym kanale na YouTubie.