Simulátor bronchoskopie

Abstract

Předmětem této bakalářské práce je návrh a výroba simulátoru bronchoskopie pro výuku nových bronchologů. Požadavek na simulátor vzešel od Ústřední vojenské nemocnice, jelikož komerčně dostupné simulátory, kterými disponují, nesplňují požadavky na anatomickou věrnost. V první části práce je uveden stručný anatomický popis dýchacích cest a chrupavky hrtanu společně s používanými bronchoskopickými metodami. Podrobněji je zhodnocen současný stav výuky bronchoskopie společně s jejími nedostatky a popsány výhody bronchoskopického simulátoru. Zároveň je poskytnut přehled komerčních řešení na současném trhu a jsou zhodnoceny jejich parametry. Následuje popis zobrazovacích metod používaných ve zdravotnictví a možnosti využití těchto dat pro účely Rapid prototypingu. Ve druhé části je detailně popsána segmentace obrazu pomocí programu 3D Slicer a následná tvorba virtuálního modelu dýchacích cest s jeho následnou výrobou technologií PolyJet. Pro vyrobený simulátor je provedena geometrická analýza a navrhnut obal pro zamezení před poškozením a snadnou manipulaci.

The aim of presented bachelor thesis is to design and manufacture a bronchoscopy simulator to be used by bronchoscopy novices. This assignment was assigned by the Central military hospital in Prague, as the simulators in their possession are insufficient regarding their anatomical precision. The first part of this thesis consists of a brief description of human airways and the larynx , as well as a summary of currently practised bronchoscopy methods, followed by a thorough review of bronchoscopy training methods, focused primarily on its insufficiencies, concluded by stating the benefits of utilising a bronchoscopy simulator, together with presenting commercial response for such demand, including a parameter overview. A list of medical imaging methods is also included, together with stating the usage of such data for Rapid prototyping. The second part of this thesis follows with a description of picture segmentation using a 3D Slicer software resulting in creation of a virtual human airways model, which is then utilised in manufacturing of the actual prototype using PolyJet technology. The model is then subjected to a geometric analysis, and a protective cover is designed to minimalize the risk of damage.