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Cataratta e segmento anteriore

Sviluppo di una struttura avanzata per l'addestramento in chirurgia microscopica digitale

1. Cos’è una struttura avanzata di formazione in microchirurgia digitale?

Sezione intitolata “1. Cos’è una struttura avanzata di formazione in microchirurgia digitale?”

La formazione in microchirurgia è una componente fondamentale dell’educazione dei residenti in oftalmologia, insegnata gradualmente attraverso un curriculum strutturato di tre anni. Data la complessità chirurgica, le preoccupazioni logistiche ed etiche relative alla sicurezza del paziente e il numero relativamente limitato di casi, l’introduzione di una solida formazione basata sulla simulazione è diventata essenziale.

La formazione basata sulla simulazione consente ai discenti di esercitarsi nelle procedure microchirurgiche, sviluppare la coordinazione e apprendere le sfumature degli strumenti e delle apparecchiature. È stato dimostrato che ciò migliora la competenza tecnica e porta a una riduzione delle complicanze chirurgiche.

Il «Iowa Eye Wet Lab Curriculum» pubblicato nel 2007 e le linee guida passo-passo per l’installazione di un wet lab pubblicate da Henderson et al. nel 2009 costituiscono la base del curriculum di molti programmi. Questo articolo è una guida pratica basata sull’esperienza di sviluppo del laboratorio di simulazione di microchirurgia Ronald M. Burde del Montefiore Hospital.

Divisione dei ruoli tra laboratorio umido e laboratorio asciutto

Sezione intitolata “Divisione dei ruoli tra laboratorio umido e laboratorio asciutto”

Le principali simulazioni di chirurgia intraoculare che richiedono più piani focali, come la facoemulsificazione, l’inserimento di dispositivi di drenaggio per glaucoma, la vitrectomia e la chirurgia dell’angolo, necessitano di un microscopio operatorio (ad esempio, Leica M620).

Il microscopio stereoscopico (ad esempio, Zeiss Stemi305) è adatto per compiti su un unico piano che richiedono solo ingrandimento e una profondità di campo limitata (suture corneali, caricamento IOL, capsulorressi circolare continua, esercizi di incisione e dissezione, ecc.).

Wet lab

Utilizzo: Simulazione di chirurgia intraoculare che richiede più piani focali (cataratta, vitrectomia, glaucoma, ecc.)

Microscopio: Microscopio chirurgico (Leica M620, ecc.)

Esercizi principali: Facoemulsificazione della cataratta, impianto di IOL, vitrectomia

Caratteristiche: Utilizzo di tessuti biologici (occhi animali). Necessita di apparecchio per facoemulsificazione.

Laboratorio a secco

Utilizzo: Esercitazione di abilità di base su compiti su un unico piano

Microscopio: Microscopio stereoscopico (Zeiss Stemi305, ecc.)

Esercizi principali: Sutura corneale, capsulotomia circolare continua, caricamento IOL, incisione e dissezione

Caratteristiche: Nessun tessuto biologico necessario. Efficiente in termini di costi. Creazione di un’aula digitale integrata con iPad.

3. Specifiche delle attrezzature del laboratorio umido

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Configurazione della stazione chirurgica (specifiche standard)

Sezione intitolata “Configurazione della stazione chirurgica (specifiche standard)”
  • Microscopio : Leica M6220 da tavolo (con pedale)
  • Telecamera : Sony 3CCD Exwave HAD integrata (ricondizionata) o telecamera HD (uscita HDMI)
  • Adattatore per telecamera : Leica Full HD OptiChrome f=55mm
  • Monitor : Acer 17 pollici da tavolo (ingresso VGA)
  • Apparecchio per facoemulsificazione : Alcon Infiniti (5 unità), AMO Whitestar Signature (1 unità)

Il lavello integrato consente di trattare i liquidi direttamente dalla stazione operatoria. La combinazione di un lavello da bar poco profondo modificato (Kegco Drip Tray) e un semplice vassoio per vernice in latta riutilizzabile offre una gestione dei liquidi di scarto economicamente vantaggiosa e semplifica la pulizia.

Il piano di lavoro è realizzato in materiale Corian, che offre un eccellente equilibrio tra costo, durata, manutenzione e personalizzazione. L’altezza del piano di lavoro, lo spazio per le ginocchia e la larghezza della scrivania sono progettati per adattarsi all’altezza regolabile dello sgabello per un’integrazione ottimale del pedale.

Postazione del professore (stazione per il professore)

Sezione intitolata “Postazione del professore (stazione per il professore)”

Stazione progettata per consentire ai docenti di tenere lezioni, dimostrazioni dal vivo e didattica a distanza in modo integrato.

Attrezzatura principale:

  • Schermo tattile Promethean ActivPanel da 75 pollici (montato su supporto idraulico regolabile in altezza)
  • Due TV a schermo piatto Samsung da 75 pollici (UN75NU8000F serie 8) e un TV Sharp Aquos da 80 pollici (per visualizzazione satellite)
  • Apple iPad Pro 12,9 pollici (uscita diretta su Promethean tramite adattatore USB-C a HDMI)
  • Microfono lavalier wireless (Shure Lavalier WL93) + altoparlanti da soffitto (Yamaha VXC3FW)

Il Promethean ActivPanel dispone di un computer Android integrato con funzione di sovrapposizione di testo (disegno) su diagrammi, illustrazioni e video chirurgici. Grazie alla configurazione a circuito chiuso, può inviare l’uscita dal Promethean a un televisore satellite senza utilizzare uno splitter HDMI. Ciò consente all’istruttore di muoversi liberamente nella stanza amplificando la voce senza usare le mani.

Microscopio per la stazione del professore: Microscopio stereoscopico Greenough Leica S9i (montato su tavolo con braccio multiarticolato). È dotato di fotocamera Bluetooth integrata con connessione wireless all’iPad, sincronizzata tramite l’app Leica Imaging. Non richiede lenti di riduzione e grazie alla tecnologia Fusion Optics offre un’eccellente profondità di campo e un’ampia gamma di ingrandimenti. L’illuminazione ad anello LED (disposizione coassiale) garantisce un’osservazione uniforme e senza ombre.

Q Qual è il principale vantaggio dell'uso di un iPad presso la stazione del professore nel laboratorio umido?
A

L’iPad può rispecchiare l’immagine del microscopio sul Promethean e sui monitor satellitari tramite un adattatore USB-C/HDMI, consentendo a tutti nella stanza di vederla senza ostacoli da qualsiasi angolazione. Funziona anche come una telecamera per documenti, permettendo dimostrazioni dal vivo di attività non microscopiche come il caricamento di IOL senza hardware aggiuntivo.

4. Specifiche dell’attrezzatura del laboratorio a secco

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Microscopio : Zeiss Stemi305 (montato su braccio articolato Stand-U)

  • Videocamera Bluetooth wireless integrata (collegata a iPad Pro da 12,9 pollici)
  • Miglioramento del campo visivo con lente di riduzione 0,75x (poiché l’ingrandimento nativo potrebbe essere eccessivo)
  • Illuminazione a LED: sorgente luminosa fredda a LED Zeiss CL6000 (8 unità)

Design a isole : 4 stazioni × 4 isole. Ogni isola ha 2 lavelli con rubinetti estraibili e getto integrato. Un pannello posteriore in acrilico è installato per la pulizia degli strumenti e la protezione dei microscopi. Per la gestione dell’alimentazione, inclusa la ricarica continua degli iPad, vengono utilizzate ciabatte a 8 prese × 2 cavi con protezione da sovratensione (Tripp-Lite).

Poiché gli sgabelli per sala operatoria sono molto costosi, per motivi di rapporto costo-efficacia si sceglie una sedia girevole clinica con schienale e ampia gamma di regolazione in altezza (Brewer New-Matic ST0OT1020BBLFG). Un’adeguata regolazione all’altezza della scrivania consente di realizzare un ambiente ergonomico adatto a utenti di diverse stature, dai più bassi ai più alti.

5. Strutture per riunioni digitali e attrezzature multimediali

Sezione intitolata “5. Strutture per riunioni digitali e attrezzature multimediali”

Verrà installata una sala riunioni dotata di 10 postazioni informatiche (terminali MiniDell), pannello attivo Promethean (schermo touch da 70 pollici), hardware per conferenze, integrazione ClickShare, stampante 3D, podio, desktop Alienware con sistema Oculus Rift VR e microscopio per vetrini con integrazione video.

Ciò consente lezioni in rete e attività di apprendimento di gruppo tra i residenti.

RepartoAttrezzaturaUtilizzo principale
Laboratorio umidoMicroscopio chirurgico e facoemulsificatoreSimulazione di chirurgia intraoculare
Laboratorio asciuttoMicroscopio stereoscopico e iPadSutura di base, capsulotomia circolare continua, caricamento IOL
Sala riunioniPromethean, VR, stampante 3DLezione e apprendimento di gruppo

L’intera struttura è aperta 24 ore su 24, 365 giorni all’anno, progettata per consentire a specializzandi e studenti di apprendere in modo autonomo o di gruppo in qualsiasi momento.

6. Fisiopatologia e meccanismo dettagliato della malattia

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Grazie a una progettazione curricolare ponderata, gli studenti possono comprendere i dettagli tecnici e gli standard in un ambiente rilassato, e gli educatori possono valutare la competenza prima di operare insieme in sala operatoria. Nonostante anni di requisiti ACGME, esiste ancora una grande variabilità tra i programmi, e la validazione e l’universalizzazione delle migliori pratiche sono in corso.

Sono stati riportati i seguenti effetti educativi della formazione simulativa.

  • Miglioramento della competenza tecnica
  • Riduzione delle complicanze chirurgiche
  • Acquisizione di coordinazione e manipolazione degli strumenti
  • Costruzione di un rapporto di fiducia con l’istruttore prima della sala operatoria

I moderni sistemi educativi digitali consentono quanto segue.

  • Condivisione in tempo reale : Il video dalla stazione del professore viene trasmesso sui monitor satellitari in tutta la sala, permettendo a tutti di visualizzare lo stesso campo operatorio.
  • Registrazione e apprendimento retrospettivo : La registrazione e il montaggio dei video chirurgici consentono un apprendimento retrospettivo successivo.
  • Funzione di insegnamento a distanza : La combinazione di Promethean e iPad offre funzioni di insegnamento a distanza senza complessa integrazione di sistemi AV.
  • Funzione di videocamera per documenti : L’iPad consente dimostrazioni macro come il caricamento di IOL senza hardware aggiuntivo.

7. Ricerche recenti e prospettive future (rapporti in fase di ricerca)

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Integrazione dei simulatori di realtà virtuale (VR)

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L’integrazione di simulazioni VR con display montati sulla testa come Oculus Rift nelle strutture di formazione sta progredendo. Sono in corso studi continui per determinare se i simulatori VR abbiano un effetto educativo equivalente o superiore rispetto alle simulazioni di tessuti biologici reali.

Tecnologie educative digitali di nuova generazione

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L’evoluzione delle tecnologie video 4K e 8K e l’integrazione dell’OCT intraoperatorio (Zeiss-RESCAN 700, Leica-EnFocus, ecc.) e della chirurgia a testa alta (sistemi visivi 3D come Alcon-NGENUITY) nelle strutture di formazione stanno progredendo. Ciò dovrebbe consentire la visualizzazione di strutture fini, invisibili con i microscopi binoculari tradizionali, anche in ambito educativo.


  1. ACGME. Requirements for Graduate Medical Education in Ophthalmology. 2005.
  2. Henderson BA, Grimes KJ, Fintelmann RE, Oetting TA. Stepwise approach to establishing an ophthalmology wet laboratory. J Cataract Refract Surg. 2009;35(6):1121-1128. doi:10.1016/j.jcrs.2009.01.027. PMID:19465299.
  3. Lee AG, Greenlee E, Oetting TA, Beaver HA, Johnson AT, Boldt HC. The Iowa ophthalmology wet laboratory curriculum for teaching and assessing cataract surgical competency. Ophthalmology. 2007;114(7):e21-e26. doi:10.1016/j.ophtha.2006.07.051. PMID:17475332.

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