Desarrollo de phantoms anatómicos para simulación en entrenamiento de estudiantes y personal de salud

En Medicina, las áreas cirugía e intervencionismo han experimentado un crecimiento exponencial con múltiples subespecialidades que demandan competencias técnicas y académicas específicas. Los aspirantes a especializarse en estas áreas, ya sean estudiantes de pre o posgrado, enfrentan procesos de aprendizaje desafiantes, donde se ponen a prueba tanto los conocimientos teóricos como las habilidades prácticas necesarias para realizar intervenciones exitosas. La literatura ha documentado la existencia de curvas de aprendizaje en los procedimientos clínicos, que están estrechamente relacionadas con la cantidad de procedimientos realizados por los estudiantes, particularmente en cirugía (Miller K. et al, 2022). Se ha encontrado que las habilidades de un cirujano pueden afectar el resultado de la intervención, y se ha establecido una conexión entre las complicaciones comunes y la fase inicial de la curva de aprendizaje. Esto respalda la necesidad de proporcionar a los estudiantes las herramientas, escenarios de aprendizaje, y modelos de evaluación adecuados para minimizar eventuales riesgos para la seguridad de los pacientes (Jain N.P. et al, 2007). Tradicionalmente, en medicina la enseñanza de la práctica diagnóstica, intervencionista, y quirúrgica se realiza en escenarios reales, donde especialistas experimentados llevan a cabo procedimientos y los alumnos pueden observar el proceso para luego aplicarlo en casos futuros. Aunque el enfoque tradicional "ver-hacer" ha prevalecido en la educación médica durante siglos, la educación médica ha evolucionado con la incorporación de nuevas estrategias y herramientas de enseñanza en los planes de estudio de las universidades. Se han introducido departamentos, servicios, o centros de simulación que proveen escenarios de práctica sobre modelos diseñados de acuerdo a objetivos específicos de aprendizaje. La Pontificia Universidad Javeriana cuenta con el Centro de Simulación Clínica (CSC-PUJ), donde los estudiantes se enfrentan a ejercicios en simuladores de baja y media fidelidad anatómica y funcional, modelos anatómicos prefabricados que buscan recrear de manera básica las condiciones y características anatómicas del sistema de interés aislado. La simulación es un ejemplo de tecnología aplicada a la educación y práctica médica, que brinda a los alumnos la oportunidad de desarrollar habilidades necesarias en entornos que no comprometen la seguridad de los pacientes (Michael M. et al, 2014)(Clarke E., 2021). Sin embargo, hay evidencia que indica que estos modelos pueden no ofrecer el nivel de detalle necesario para comprender la lesión o patología, o la complejidad asociada a la interdependencia de los sistemas del cuerpo humano. Adicionalmente, estos modelos son costosos debido a las dificultades asociadas con su producción, la importación de la tecnología, su mantenimiento, o el costo recurrente de piezas consumibles. Basados en las necesidades del CSC-PUJ, se ha planteado, en colaboración con la Facultad de Ingeniería, la modernización de los simuladores del Centro. Con las capacidades y personal de ambas partes se ha planteado la idea de aliviar las limitaciones de precisión y costo que tienen los actuales modelos del CSC-PUJ. En esta propuesta se plantea el desarrollo de phantoms sintéticos basados en propiedades específicas de los tejidos para educación clínica con énfasis en requerimientos de equivalencia háptica, mecánica, y ecográfica. Desde la Facultad de Ingeniería se espera completar una caracterización de tejidos animales, a partir de la cual se realizará un estudio de materiales para el desarrollo de modelos sanos o patológicos basados en anatomías reales. Para producir simuladores con anatomías de interés, se trabajará con la el Departamento de Radiología de la Facultad de Medicina para reconstruir modelos computacionales 3D que serán utilizados para construir los modelos anatómicos a partir de los materiales identificados. Estos modelos, los phantoms de simulación, serán finalmente validados en el CSC-PUJ con estudiantes de la Facultad de Medicina. Además de los phantoms para el CSC-PUJ, los cuales tendrían potencial comercial, este proyecto produciría varios entregables de interés para ambas Facultades incluyendo datos para la construcción de un repositorio de reconstrucciones digitales 3D de tejidos sanos y patológicos, datos para la construcción de un repositorio de materiales con los cuales tendríamos capacidad de trabajar en la PUJ, y publiación académica en revistas indexadas. Este proyecto tiene un potencial impacto directo dentro del área de la Ciencias Médicas y de la Salud, modernizando los actuales métodos de educación clínica práctica que utilizan los programas de la Facultad de Medicina y de Enfermería en pregrados y posgrados. Adicionalmente, aporta en las áreas de Ciencias Naturales, Ingeniería y Tecnología, particularmente Bioingeniería e Ingeniería de Tejidos, toda la caracterización de tejidos, el desarrollo y estudio de materiales equivalentes, la compilación de la biblioteca de materiales y propiedades, y el diseño de materiales y dispositivos innovadores.