Biomed CuE » Medicina » Simulatori iperrealistici: come vengono usati per la formazione dei medici

Simulatori iperrealistici: come vengono usati per la formazione dei medici

Come l’Ingegneria Biomedica aiuta studenti e specializzandi in Medicina grazie all’utilizzo di simulatori avanzati fedeli per ridurre l’errore umano su interventi e manovre delicate sui pazienti.

Categorie Innovazione · Medicina

Quando si parla di manichini utilizzati per la formazione in ambito medico si pensa subito ai “mezzi busti” utilizzati per la lezioni dei corsi di primo soccorso (BLS, Basic Life Support), dispositivi utilizzati per provare sul campo le pratiche teoriche relative alla respirazione cardiopolmonare. Ma la realtà è che ora esistono migliaia di prodotti afferenti a specifiche branche della medicina. Dalle teste per praticare l’intubazione ai phantom, veri e propri blocchi di silicone che replicano le proprietà della pelle umana utilizzabili con ecografi reali per simulare l’esecuzione di esami diagnostici. Questi dispositivi, utili per allenare una specifica pratica, vengono molto spesso chiamati trainer. Ma sicuramente le principali novità e migliorie in ambito di simulazione in medicina sono legate al mondo dei cosiddetti Simulatori Avanzati, o simulatori iperrealistici, repliche di pazienti riprodotti in un manichino sempre più fedele alla realtà, qui di seguito illustrati.

Gaumard Scientific: l’azienda di Miami che sta facendo la storia della simulazione in medicina

Simulazione in Medicina Simulatori iperrealistici
Simulatore ecografico Polmonare CAE. Credits: Augmentsimulation.com

I simulatori più avanzati vengono prodotti dall’azienda statunitense Gaumard Scientific. Il prodotto di punta è il manichino HAL© (il suo nome rende omaggio ad HAL 9000, il celebre computer a bordo della nave spaziale Discovery nel film 2001: Odissea nello spazio di Stanley Kubrick), un modello di paziente realizzato in plastica siliconica con all’interno circuiti elettronici, pneumatici e meccanici che permette la simulazione di tutte le pratiche dall’Advanced Trauma Life Support (ATLS, la pratica per l’immediata stabilizzazione dei pazienti che hanno subito un trauma) al monitoraggio dei parametri vitali.

L’infrastruttura per il controllo di un sistema Gaumard è pressoché la stessa per tutte le tipologie di simulatore presenti sul mercato dell’azienda statunitense ed è composta da: simulatore, il tablet istruttore con software preinstallato tramite il quale chi comanda lo scenario può modificare i parametri vitali in tempo reale sul manichino e un PC All-In-One opzionale utilizzato come monitor dei parametri vitali del paziente, su cui gli studenti possono vedere alcuni parametri scelti dall’istruttore.

Il collegamento fra simulatore e tablet avviene in maniera wireless tramite Bluetooth oppure utilizzando le onde radio (RF, radiofrequenza). La connessione con il monitor dei parametri vitali invece avviene tramite la tecnologia Wi-Fi, sfruttando il fatto che PC e tablet siano collegati alla stessa rete. Ne risulta, un sistema totalmente wireless per rendere la simulazione dello scenario ancora più realistica.

Simulazione in Medicina Simulatori iperrealistici
Simulatore Avanzato HAL con tablet istruttore. Credits: Medicalexpo.it

Sul simulatore è possibile utilizzare una vasta gamma di strumenti medici reali, tra questi, strumentazione per l’intubazione, fonendoscopio per l’auscultazione, Elettrocardiografo e Defibrillatore. In particolare, questi ultimi due strumenti sono utilizzabili su punti particolari presenti sul torso del manichino in cui applicare gli elettrodi per ECG (fino a 12 derivazioni) e le patch del Defibrillatore per la scarica elettrica. Il ritmo cardiaco viene scelto dall’istruttore attraverso il tablet e sarà cura del discente, un altro modo per chiamare gli studenti che eseguono gli scenari sul simulatore, decidere se utilizzare o meno il defibrillatore.

Una Simulazione ultra-realistica del parto con NOELLE©

Altri prodotti commercializzati dall’azienda di Miami sono i simulatori iperrealistici di parto che, oltre ad avere tutte le proprietà del manichino HAL, hanno diversi scenari per replicare la nascita di un neonato. Il più famoso è chiamato Noelle e da una specifica sezione del software sul tablet è possibile controllare tutto il processo del parto.

All’interno del torso del simulatore Noelle è presente un motore con pistone a cui viene collegato il manichino del feto. La rotazione del feto all’interno avviene in automatico in base ai parametri forniti sull’interfaccia istruttore e questi vengono rappresentati nel software in forma grafica. Una volta terminato il processo, il feto viene rilasciato in automatico.

Simulazione in Medicina Simulatori iperrealistici
Torso di Noelle con feto. Credit: Medicalexpo.it

Questi sono i simulatori avanzati attualmente presenti sul mercato, ma recentemente Gaumard ha presentato una novità che rivoluzionerà il mondo della simulazione e cambierà radicalmente il modo di fare formazione, permettendo agli studenti di immedesimarsi ancora di più nello scenario.

HAL S5301 e la nuova generazione di simulatori iperrealistici

La svolta nel mondo della simulazione è rappresentata dall’utilizzo di un nuovo algoritmo di Intelligenza Artificiale, che permette al nuovo arrivato in casa Gaumard, HAL S5301, di parlare e rispondere a medici ed infermieri, proprio come se fosse un paziente reale. L’algoritmo utilizzato, il Gaumard Neural Speech Model, permette ad HAL di parlare in maniera naturale e imparare dalle precedenti conversazioni (e quindi diventare sempre più intelligente). Questo, unito a movimenti robotizzati avanzatissimi regalano un’esperienza straordinariamente concreta agli studenti che si apprestano a svolgere uno scenario utilizzando questo simulatore.

Questo manichino è stato presentato da Gaumard all’evento IMSH (il convegno annuale della Società per la Simulazione in Medicina) di Gennaio 2022 a Los Angeles, non è ancora presente sul mercato ma verrà presto commercializzato e la rivoluzione potrà così effettivamente cominciare.

Simulazione in Medicina Simulatori iperrealistici
Il nuovo HAL S5301 risponde e si muove come un paziente reale! Credits: Gaumard Scientific

In aggiunta, rispetto alla passata generazione, è stata nettamente migliorata l’anatomia e fisiologia del simulatore con modifiche e migliorie nelle componenti del circuito elettrico e pneumatico. Inoltre, HAL S5301 riesce ad emulare i sintomi dell’infarto e del trauma cranico, cosa mai vista prima nei precedenti simulatori avanzati.

Manichini Simbodies: simulatori iperrealistici portati all’estremo

Simbodies è un’azienda inglese che produce simulatori iperrealistici da 15 anni. A differenza dei prodotti citati sopra, non sono presenti circuiti elettronici, pneumatici, tecnologia wireless per controllare i parametri vitali o manichini che parlano con gli studenti, ma la caratteristica chiave di questi simulatori è il realismo: guardando il simulatore, a prima vista, è molto facile scambiarlo per un essere umano in carne ed ossa! Le sensazioni al tatto sono quelle di toccare le parti del corpo e la pelle reale. Il peso del manichino arriva a 65-70kg per la versione adulta.

Simulazione in Medicina
Simulatore Avanzato Simbodies. Credits: Simbodies

Su questi simulatori, gli studenti possono praticare le più comuni pratiche della medicina d’urgenza, tra queste: le manovre per l’intubazione, grazie alle vie aeree estremamente realistiche, accesso intraosseo, accesso venoso e cateterizzazione. Inoltre, è possibile far sanguinare il manichino e a questo possono essere applicate delle parti di pelle (i cosiddetti sleeves, in italiano “manicotti”), in cui sono rappresentate diversi tipi di ferite. È possibile, in aggiunta, effettuare il moulage sul manichino, ovvero “truccarlo” con appositi prodotti forniti dall’azienda per creare escoriazioni, ferite ed ustioni direttamente sulla pelle.

Il modello più avanzato per questo simulatore presenta un’anatomia dettagliata al suo interno ed è possibile effettuare incisioni sulla sua pelle. Infatti, il manichino è facilmente riparabile innumerevoli volte con una speciale combinazione di colle siliconiche che vanno a creare una vera e propria sutura sulla pelle.

Con i suoi simulatori ultra-realistici Simbodies si candida per giocare un ruolo chiave, insieme a Gaumard, nella nuova industria della simulazione in campo medico. Ma la domanda sorge spontanea: è possibile avere le caratteristiche di un simulatore iperrealistico come quello di Simbodies con la tecnologia wireless di Gaumard? Tenendo conto dei passi da gigante che si sono visti in questo settore, l’ultimo in ordine cronologico con la presentazione di HAL S5301, sicuramente nel prossimo futuro potremo vedere simulatori avanzati di questo tipo.

A cura di Lorenzo Zattini