Three-Dimensional Printing in Minimally Invasive Cardiac Surgery: Optimizing Surgical Planning and Education with Life-Like Models

Abstract Over recent years, the surgical community has demonstrated a growing interest in imaging advancements that enable more detailed and accurate preoperative diagnoses. Alongside with traditional imaging methods, three-dimensional (3-D) printing emerged as an attractive tool to complement pathology assessment and surgical planning. Minimally invasive cardiac surgery, with its wide range of challenging procedures and innovative techniques, represents an ideal territory for testing its precision, efficacy, and clinical impact. This review summarizes the available literature on 3-D printing usefulness in minimally invasive cardiac surgery, illustrated with images from a selected surgical case. As data collected demonstrates, life-like models may be a valuable adjunct tool in surgical learning, preoperative planning, and simulation, potentially adding safety to the procedure and contributing to better outcomes.

História da simulação cirúrgica e sua aplicação em Neurocirurgia / History of surgical simulation and its application in Neurosurgery

OBJETIVOS: Neste artigo, os autores abordam a evolução histórica da simulação cirúrgica, tendo como foco a sua aplicação em Neurocirurgia. MÉTODOS: A revisão da literatura foi feita nas bases de dados PubMed/Medline e Scopus, utilizando os termos "history AND simulation"; e "simulation AND neurosurgery". Não houve limite de data de publicação. RESULTADOS: Foram selecionados 30 artigos cujo conteúdo inclui dados de interesse para o objetivo do estudo. A simulação tem sido usada durante séculos de várias formas, incluindo dissecação de cadáveres pelos primeiros médicos (como Galeno) e treinamento militar (como por exemplo nos jogos de guerra). Modelos anatômicos foram criados no século XVIII e seguiram se aperfeiçoando nos séculos seguintes. Já a simulação por realidade virtual foi primeiramente utilizada em 1987, popularizando-se no início da década de 1990. Posteriormente foram criados modelos anatômicos sintéticos que reproduzem cenários cirúrgicos próximos ao real, com grande aplicabilidade atualmente. CONCLUSÕES: A revisão da literatura destacou aspectos evolutivos da simulação e sua aplicação atual em educação médica. As inovações nesse campo foram muito apreciadas por membros da comunidade neurocirúrgica, que reconheceram o vasto potencial da simulação para revolucionar esta especialidade, onde erros intraoperatórios podem ter consequências desastrosas. Esta revisão histórica poderá contribuir para melhor compreensão do relevante papel da simulação e também para sua implementação no currículo médico, especialmente em especialidades de alta complexidade, como a Neurocirurgia.

OBJECTIVES: In this article, the authors address the historical evolution of surgical simulation, focusing on its application in Neurosurgery. METHODS: Literature search was done in the PubMed/Medline and Scopus databases, using the terms "history AND simulation"; and "simulation AND neurosurgery". There was no limit for the publication date. RESULTS: We selected 30 articles whose contents included data of interest for the objective of the study. Simulation has been used for centuries in a variety of ways, including the dissection of corpses by the early physicians (such as Galeno) and military training (for example in war games). Anatomical models were created in the eighteenth century and continued to improve in the following centuries. Virtual reality simulation was first used in 1987 and became popular in the early 1990s. Subsequently, synthetic anatomical models were created that reproduce surgical scenarios close to the real one, with great applicability today. CONCLUSIONS: This literature review highlighted evolutionary aspects of simulation and its current application in medical education. Innovations in this field were highly appreciated by members of the neurosurgical community who recognized the vast potential of simulation to revolutionize this specialty, where intraoperative errors can have disastrous consequences. This historical review may contribute to a better understanding of the relevant role of simulation and for its implementation in the medical curriculum, especially in high complexity specialties such as Neurosurgery.

O papel da simulação na prática cirúrgica e a criação de uma nova ferramenta para treinamento neurocirúrgico / The role of simulation in surgical practice and the creation of a new tool for neurosurgical training

OBJETIVOS: Testar uma nova ferramenta para educação neurocirúrgica, um "quebra-cabeça" para simular a correção cirúrgica de craniossinostose (especificamente escafocefalia), usando a técnica "H" de Renier. MÉTODOS: O modelo do crânio foi criado por meio da obtenção de imagens de tomografia computadorizada multi slice (camadas de 1mm) no formato Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM). Essas imagens foram então processadas usando um algoritmo computadorizado para gerar um modelo tridimensional em resina. O quebra-cabeça e suas possibilidades de treinamento foram avaliados qualitativamente por uma equipe de neurocirurgiões especialistas. Após, os especialistas avaliaram a aplicação da ferramenta para residentes em neurocirurgia e os residentes também avaliaram a experiência. RESULTADOS: Participaram da avaliação cinco especialistas neurocirurgiões e 10 residentes em neurocirurgia. Todos consideraram a ferramenta positiva para o treinamento proposto. Os especialistas fizeram observações sobre o quanto o modelo pode ser interessante por instigar a compreensão dos porquês das etapas cirúrgicas e como atuar em cada uma delas. Segundo a percepção dos especialistas, após o uso do modelo os residentes apresentaram melhor clareza na visualização tridimensional do passo a passo, indiretamente auxiliando na compreensão da técnica cirúrgica. Além disso, ressaltaram uma notável redução de erros a cada tentativa de montagem do quebra-cabeça. Os residentes consideraram ser um método de ensino que torna a avaliação objetiva e clara. Entre os entrevistados, a nota fornecida ao simulador teve média de 9,9. CONCLUSÕES: O quebra-cabeça em formato de crânio mostrou-se uma ferramenta complementar para o ensino, que permite diferentes graus de imersão e realismo. Fornece uma noção de realidade física, oferecendo informações simbólicas, geométricas e dinâmicas, com rica visualização tridimensional. O uso do simulador pode, potencialmente, abreviar e melhorar a curva de aprendizado dos neurocirurgiões, de uma forma segura.

AIMS: To test a new tool for neurosurgical education, a "puzzle" to simulate the craniosynostosis surgical correction (specifically scaphocephaly) using Renier's "H" technique. METHODS: The cranial model was created by obtaining images through a multi slice (1 mm) CT scan in the Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) format. This information was then processed using a computing algorithm to generate a three-dimensional biomodel in resine (performed on a computer or via computer simulation). The puzzle and its training possibilities were evaluated qualitatively by a team of expert neurosurgeons. Subsequently the experts evaluated the application of the tool for residents in neurosurgery, and the residents also evaluated the experience. RESULTS: Five experts neurosurgeons and 10 neurosurgery residents participated in the evaluation. All considered the tool positive for the proposed training. The experts have commented on how interesting the model may be by instigating the understanding of the reasons for each surgical step and how to act in them. According to the experts perceptions, the residents presented better clarity in the three-dimensional visualization of the step by step, indirectly aiding in the understanding of the surgical technique. In addition, they noted a notable reduction of errors with each attempt to assemble the puzzle. Residents considered it to be a teaching method that makes assessment objective and clear. Among the interviewers, 9,9 was the averaged note given to the simulator. CONCLUSIONS: The puzzle in cranial shape can be a complementary tool, allowing varying degrees of immersion and realism. It provides a notion of physical reality, offering symbolic, geometric and dynamic information, with rich tridimensional visualization. The simulator use may potentially improve and abbreviate the surgeons learning curve, in a safe manner.

The usefulness of neuronavigation in functional hemispherectomy / Aplicabilidade da neuronavegação em hemisferectomia funcional

Catastrophic epileptic encephalopathies in children comprise devastating conditions that features cerebral dysfunction in association with refractory epileptic seizures. The diagnosis is based on the clinical findings, on magnetic resonance imaging (MRI) of the brain and on electroencephalographic findings. For these conditions, surgery remains essential for attaining seizure control. We report two cases of 5-year-old girls. The first one had a diagnosis of Rasmussen’s syndrome. The second one had a large porencephalic cyst secondary to perinatal cerebral ischemia. Despite trials of anticonvulsants, both patients deteriorated, and a functional hemispherectomy guided by neuronavigation was indicated and performed, with low morbidity and excellent seizure control. The neuronavigation proved to be a valuable guidance tool in performing the functional hemispherectomy, making the disconnections more accurate, and thus decreasing the surgical time and blood loss.

Aplicabilidade da neuronavegação em hemisferectomia funcional As encefalopatias epilépticas catastróficas da infância compreendem condições graves que associam disfunção cerebral e crises epilépticas refratárias. Seu diagnóstico é firmado com base nos dados clínicos e nos achados de ressonância magnética e eletrencefalográficos. Para algumas destas condições o tratamento cirúrgico continua sendo essencial para o controle das crises. Relatamos dois casos de pacientes de 5 anos. A primeira teve diagnóstico de síndrome de Rasmussen. A segunda tinha antecedentes de encefalopatia hipóxico-isquêmica perinatal. Ambas apresentaram epilepsia parcial refratária em associação com rápida deterioração neurológica, e foram submetidas à hemisferectomia funcional com auxílio da neuronavegação, com baixa morbidade e excelente controle das crises. A neuronavegação se mostrou como uma valiosa ferramenta na realização da hemisferectomia funcional, possibilitando desconexões mais precisas, menor tempo de cirurgia e menor perda sanguínea.

Análise do ambiente de lazer para portadores de deficiência física com alteração na locomoção na cidade de Salvador BA / Analysis of leisure environment for people with locomotion disabilities in Salvador BA

A acessibilidade é definida pela ABTN - Associação Brasileira de Normas Técnicas, na norma NBR 9050/94 como a possibilidade e condição de alcance para utilização, com segurança e autonomia, de edificações, espaço, mobiliário e equipamento urbano. Os indivíduos portadores de deficiência física encontram-se, ainda hoje, excluídos da participação da construção na sociedade, não porque são discriminados, mas porque suas existências são ignoradas. O objetivo deste estudo foi verificar se a estrutura do ambiente de lazer da cidade de Salvador-Bahia está preparada para receber as pessoas portadoras de deficiência física. Foram avaliados 12 locais de lazer, sendo três cinemas; teatros; praias e parques, por meio de uma ficha de avaliação composta de 14 itens de acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), pela norma NBR 9050/94 de Acessibilidade a Edificação, Mobiliário, Espaços e Equipamentos Urbanos. Nas praias e parques analisados foram constatadas poucas adequações, devido à baixa infra-estrutura voltada para o deficiente físico. Contudo, teatros e cinemas apresentaram melhor acessibilidade, embora não atendessem a todos os itens avaliados. Através da análise dos resultados obtidos, neste estudo, sugere-se que os ambientes de lazer, na cidade de Salvador, apresentam oportunidades de melhoria na maioria dos itens avaliados.

The accessibility is defined by the ABTN - Brazilian Association of Technical Norms, norm NBR 9050/94 as the possibility and condition to use, with security and autonomy, buildings, space, furniture and urban equipment. Nowadays, people with disabilities are still not included in buildings design in our society, not because they are discriminated, but because their lives are ignored. The aim of this study was to verify if the structure of leisure environment of the city of Salvador-Bahia is prepared to receive people with disabilities. Twelve places of leisure were evaluated: three movies, theaters, beaches and parks, by means of evaluation form with 14 items, according to the ABNT, norm NBR 9050/94, of urban architectural accessibility, furniture, spaces and equipment. It was found beaches and parks with few adjustments, due to low infrastructure towards people with disabilities. However, theaters and cinemas had better accessibility, although they were not are in agreement with all items evaluated. The results showed that the evaluated leisure places in the city of Salvador were inadequate.

Teste in vitro com ertapenem dentro de um Hospital público do Rio de Janeiro / In vitro test with ertapenem inside a Rio de Janeiro´s public Hospital

Ertapenem é o mais novo antibiótico da classe dos carbapênicos do grupo dos betalactâmicos, de amplo espectro e liberado para aplicação clínica em 2001 pela Food and Drug Administration (FDA), sendo primariamente utilizado nos dias atuais contra enfermidades provocadas por diversos microrganismos. Neste trabalho apresenta-se o perfil desta nova droga monoterápica frente a 305 amostras isoladas e testadas no laboratório de microbiologia de um hospital da rede estadual de saúde do Rio de Janeiro, comparando-os com os resultados apresentados na pesquisada da sua elaboração.