Punktionsübungen sind wichtig - Radiomegahertz testet ballische Gelatine
Dringend wird eine wiederholgenaue Serienproduktion von Punktionsphantomen zur Ausbildung benötigt. Rein aus finanzieller Sicht scheiden kommerzielle Punktionsphantome aus.
Ballistische Gelatine wird in unzähligen Publikationen als geeignetes Punktionsphantom zum Trainieren ultraschallgestützter Interventionen empfohlen, doch Radiomegahertz hat eine andere Meinung dazu.
Video: Trainingsphantom aus ballistischer Gelatine
Vom Schuss zur ultraschallgestützten Punktion
Transkript zum Video Shooting with Sound
Der folgende Text und die Abbildungen entstammen dem Video. Kannst du gerade Ton keinen anstellen, gibt es die Möglichkeit die Transkription im Video anzuschalten. Dann kannst du lesen während des Videoguckens.
Rationale, ballistische Gelatine zu testen. Bedeutung von Punktionsübungen
Moin, liebe Radiomegherztlerin, lieber Radiomegherztler, heute schießen wir mit Schall. Wir starten mit einer E-Mail- und Beitragsserie über Punktionsphantome, zum Beispiel für das USPVP-Programm, die ultraschallgestützte Anlage von peripheren Venenverwallkanülen. Dafür werden natürlich Top-Phantome für die praktische Ausbildung benötigt. Nimm teil an unserer Entscheidungsfindung, probiere selbst einige Modelle aus. Hauptsache ist, du beschäftigst dich mit den Punktionstechniken, trainierst abseits deiner Patient*innen für eine herausragende Kanülenführung.
Punktionsphantome sind Dummies, technische Hilfsmittel, um die ultraschallgestützte Punktion zu trainieren, dich mit den Eigenschaften von Ultraschall vertraut zu machen, mit in deiner Klinik benutzten Kanülen sonografisch per Du zu sprechen. Idealerweise vor dem Patientenkontakt. Ein Beispiel, wo solche Übungen am Phantom extrem hilfreich sind, ist das Trainieren der Kanülenführung und Sondenführung für die Out-of-Plane-Punktion des Plexus brachialis auf axillärer Ebene. Dort müssen nämlich mehrere Nerven mit minimalen Bewegungen selektiv blockiert werden. Über den Sinn und Nutzen von Punktionsphantomen brauchen wir nicht zu sprechen.
Publikationszahl über Punktionsphantome ist erschlagend
Die Datenlage über die positive Wirkung ist bereits untersucht. Phantome sind extrem hilfreich. Es kommen regelmäßig weitere Anwendungsbeispiele mit neuen Modellen hinzu. Es gibt zig Publikationen über die Herstellung und Benutzung von und mit Phantomen. Diese technischen Hilfsmittel sind neben den Punktionsübungen auch für wissenschaftliche Fragen hervorragend geeignet. Beispiel: auf Radiomegahertz ist bereits ein Video zu den In-Plane-Punktionsübungen vorhanden. Eines über die Out-of-Plane-Übungen kommt in Kürze. Aber auch technische Erklärungen, zum Beispiel der Schichtdicken-Artefakt. Den kannst du nämlich auf Radiomegahertz nachlesen und diesen Artefakt kann man an einem Modell, an einem Punktionsphantom perfekt in Ruhe demonstrieren und beliebig häufig wiederholen.
Dieses Video ergänzt die Inhalte zu dem Radiomegahertz-Newsletter. Wenn du neu auf Radio bist, dann den Newsletter nicht kennst, freue ich mich, wenn du ihn abonnierst. Und wenn du bereits von uns regelmäßig Ultraschall-E-Mails bekommst und das gut findest, erzähle doch anderen davon. Werbe ein bisschen für uns. Mit deiner Hilfe erhalten wir eine Rückmeldung, ob unsere Inhalte gelesen werden, ob sich Zeit und Mühen lohnen.
Verschiedene Punktionsphantome
Unterschiedliche Stoffe und Gewebe werden und wurden für Punktionsphantome verwendet. In Ultraschallkursen findest du häufig Gelatine und Fleischphantome, wobei vermutlich das Fleisch, zum Beispiel Schweinenacken, am häufigsten benutzt wird. Aus gutem Grund, doch die Erklärung und die Beispiele davon kommen in einer anderen E-Mail. Über die wertvollen Erfahrungen von Latex-Injektionen an Körperspendern, die Kombination von Injektionstechnik und anatomischer Präparation hat Radiomegahertz im Rahmen des Ultraschall-Dreiländertreffens berichtet.
Der Aufwand solcher Lehr- und Lerntechniken ist aber immens und aus unserer Sicht für den Start von ultraschallgestützten Interventionen eine nicht gerechtfertigte Ressourcenverschwendung. Hier sind preiswerte DIY-Phantome besser geeignet, obwohl sie nicht annähernd der menschlichen Anatomie nachkommen. Den Polyvinyl-Alkohol in verschiedenen Herstellungsprozessen schauen wir uns gerade genauer an und werden darüber berichten. Dazu erhältst du eine entsprechende E-Mail über den Newsletter.
Diesmal geht es um ballistische Gelatine
Heute spreche ich aber nur über einen Stoff, nämlich die Gelatine. Und zwar die ballistische Gelatine. Die Inspiration kommt von diesem Artikel mit dem Klassetitel „Shooting with Sound“. Herrlich. Dr. Jens Kessler, ein Anästhesist und Schmerztherapeut in Heidelberg, ein Kollege, der wie ich von den Pionieren über Ultraschall in der Anästhesie gelernt hat, hat diesen Artikel auf einem Symposium 2015 vorgestellt. In dem Paper geht es um die Konservierung von Punktionsphantomen aus ballistischer Gelatine, damit die Phantome haltbarer werden, nicht anfangen zu schimmeln. Warum? Na, um die Gelatineblöcke länger und ausgiebiger im Ultraschall-Ausbildungsprogramm verwenden zu können.
Die Gelita AG, ein deutscher Hersteller, wirbt hier mit Gelatine zu ballistischer Verwendung. Mehr noch, die Firma wirbt mit einer perfekten Gewebesimulation. Schauen wir mal, ob das auch für ultraschallgestützte Punktionen in ballistischer Gelatine wirklich so stimmt.
Es geht in dem Video also um die Herstellung eines Gelatine-Phantoms, um die gallertartige Festigkeit der Gelatine, um das Konzentrationsverhältnis, den Anteil an destilliertem Wasser, bei welcher Temperatur angerührt werden muss und ob es Alterungsprozesse gibt. Siehe Artikel Shooting with Sound. Du als interessierte Ultraschallerin, als Ultraschaller, möchtest natürlich wissen, wie so ein Gelatineblock zur sonografischen Punktionsübung selber hergestellt werden kann. Das interessiert uns auch, aber einige Fragen können wir ad hoc nicht beantworten. Bisherige Publikationen über die Herstellung von Punktionsphantomen mit ballistischer Gelatine bieten leider wenig Daten über die Schallleitungsgeschwindigkeit in diesem kollagenhaltigen Stoff. Auch nicht über die Veränderung des Graustufenspektrums oder den Reflexionsgrad oder den Absorptionskoeffizienten. Das könnte man zwar messen, aber die Geräte besitzt Radiomegahertz nicht. Also haben wir erstmal was ganz anderes gemacht. Wir haben geballert.
In der Zeitlupenaufnahme ist klar die immense Erschütterung des Projektileinschlages zu erkennen. Den Block, den wir beschossen haben, war aus einem 20%igen Anteil aus ballistischer Gelatine hergestellt. Zum Werfen super, zum Punktieren nicht. Nicht größere Kanülen reißen regelrecht die Gelatine auf. Aber bevor es zu anderen Konzentrationen, zu anderen Mischungsverhältnissen geht, etwas mehr Details zu diesem Schussversuch. Du siehst hier, wie ich das Kleinkaliber-Magazin mit 1A-Plastikpatronen fülle. Erfahrung mit Pistolen habe ich nicht und irgendwie erscheint die Browning-Replika auch nicht wirklich sicher.
Hülsenauswurf und Schussabgabe zugleich, das ist kein Spielzeug, obwohl der Hersteller etwas ganz anderes verspricht. Produzent der Waffe ist Zero-G Roadstar aus Shenzhen, China. Die Artikelbeschreibung wurde anscheinend mit Google Translate übersetzt. Lernspielzeug für Kinder ist gut, um die Beobachtung und Geduld von Kindern auszuüben und beinhalten auch Aufmerksamkeitstraining, Zielübung. In der Zwischenzeit können Kinder über das Wissen über die Verwendung von Pistole und Sicherheitsbewusstsein lernen. Okay. Okay, hier ist eine Drei-Schuss-Abfolge, bei der das Nachladen ausnahmsweise mal funktioniert hat.
Wechsel von Klein- auf Großkaliber
Jetzt wollten wir es aber mal wissen. Wir haben die Original Nerve Dart Blaster des US-amerikanischen Hersteller Hasbros bestellt. Die erreichte uns im letzten Sommer. Ein Handelsembargo war nicht vorhanden. Unproblematisch war auch der Nachweis von Alter und Verwendungszweck. Toll, wenn sowas ohne Einfuhrbeschränkung geht. Du siehst hier das 6-Kammer-Modell Elite 2.0 Commander RD-6. Das Wunderwerk präziser Schusswaffentechnik ist bereits für erstaunliche 13,99 Euro zu kaufen, doch dazu später mehr im Video.
NERF ist nicht gleich NERD - oder doch?
Der Begriff NERF steht für Non-Expanding Recreational Foam. In das Deutsche übersetzt so viel wie nicht ausdehnender Schaumstoff für Erholung und Spiel. Naja, so etwas. Aber was versteckt sich eigentlich hinter dem Wort ballistischer Gelatine? Uns interessiert doch nicht, mit wie viel Pascal ein 0,5 Zoll großer Stempel hineingedrückt werden kann. Oder was die elastischen Eigenschaften nach 17 Stunden Konservierung bei 10 Grad Celsius sind. Oder wie weit ein Projektil mit bestimmter Bauform und einer Geschwindigkeit von 420 m pro Sekunde in den Block eindringt. Wie wird es hergestellt? Aus Rindern. Kollagen und Bindegewebe werden aufbereitet und als Pulver verkauft. Neben der handwerklichen und medizinischen Nutzung wird das Pulver auch bei der Zubereitung koscherer Mahlzeiten verwendet. Es ist halal.
Herstellung: Anrühren, Erhitzen, Gießen
Nach der Erfahrung mit der Browning Replika und dem Beschuss auf betonähnliche Gelklötze habe ich das Mischungsverhältnis verändert. 150 Gramm Rindergelatine kommen auf genau ein Liter Wasser. Zum Pulver wird Wasser zugegeben, gibt der Pampe genügend Zeit, mit mindestens 30 Minuten, damit die Gelatine Zeit hat, sich mit Wasser vollzuziehen, gebe nach und nach drei Viertel der Menge des Wassers hinzu. Nun musst du das Gemisch erhitzen. Ballistische Profis verwenden dazu eine Zieltemperatur um circa 60 Grad, die mit einem Thermometer kontrolliert wird. Wir nicht. Ich finde, dass es beim Erwärmen wirklich nicht gut riecht. Andere würden den Geruch mit deutlich schärferen Worten und Kraftausdrücken beschreiben.
Alternativen in der Herstellung
Stetes Rühren löst kleinere Klumpen auf. Es fängt leider auch an zu schäumen. Gieße die flüssige Gelatine in eine Form, zum Beispiel 750 ml, für Schütte nichts. Der Mehraufwand in der Reinigung ist mit der gut haftenden Gelatine ansonsten deutlich höher. Den Schaum kannst du einfach abschöpfen. Erfahrungsgemäß kleckert es bei diesem Schritt am meisten. Durch den Zusatz von Glycerol oder Alkohol erhöhst du die Haltbarkeit der Gelatine. Erfahrung haben wir damit jedoch nicht. Profitipp von uns, verwende Silikonspray oder ähnliches für die Gießform, damit du den ausgehärteten Gelatineblock heile aus der Form bekommst. Soll die Gelatine nicht durchsichtig sein, kannst du etwas Lebensmittelfarbe hinzugeben. Das ist zum Beispiel hilfreich, wenn du während der Punktion dein Ziel nicht sehen sollst. Kommen wir zurück zum Original Nerf Dart Blaster Elite Commander 2.0 Version RD-6.
20% Gelatine Anteil - Dartblaster Elite Commander 2.0
In einem älteren Versuch mit 20%iger Gelatine wusste ich nicht wohin mit dem Überstand und habe diesen in eine Form für Eiswürfel gegossen. Dummerweise stand diese Form einige Tage im Kühlschrank, die Feuchtigkeit war verflüchtigt, die Gelatine wurde härter. Das bestätigt auch Dr. Jorma Yusila in einer Publikation von 2004 im Journal of Forensic Science International. Mach das also besser als ich und verwende ein Trennmittel, um das Zeug viel leichter aus der Form zu bekommen und benutze das Phantom sofort. Wahrscheinlich kannst du dir jetzt außerdem denken, welches Video als nächstes kommt. Ein schicker Haufen kleiner Gelatineblöcke zum Abschießen. Der Versuchsaufbau war einfach. Ich habe zusätzlich zur Kamera nur ein gutes Mikrofon aufgestellt, damit, naja, du weißt ja, guter Ton ist mindestens die halbe Miete beim Film. Ich starte einfach das Video und spreche einmal nicht.
Fazit Ultraschallphantome mit 20% Gelatine-Anteil
Unsere Kater bringen Mäuse, Ratten, Frösche, Vögel und vermutlich auch Rinder an, denn das scheint sehr attraktiv zu sein. Mein Fazit zur 20%igen Mischung, verwende diese Konzentration in der Ballistik oder für medizinische Fragestellungen, so wie ein Kollege von mir das hier gemacht hat, aber nicht für die Punktionsübung.
15% Gelantine Anteil
So, Schluss mit dem Rumschießen, jetzt geht es endlich um den Ultraschall. Hier sind die Aufnahmen mit einer 15%igen Mischung. Kommen wir zum Einstich mit einer 27G-Kanüle, 37mm, Hockeystick-Sonde, 18MHz, Fokuszone bei einem halben Zentimeter. Der Einstich ist super, Sonde und Kanüle haben kaum Bewegung, es sieht klasse aus und es sieht so aus, als wenn es perfekt getroffen ist. Also nochmals, der Einstich war super, wir wollen aber wissen, wie groß der Reflexionsgrad ist und machen ein Slide-Manöver zur Seite, um zu gucken, wie gut die Kanüle noch zu sehen ist. Und jetzt siehst du, wenn man zurückleitet, kommt ein noch stärkeres Signal, was die Mitte des Schallvolumens symbolisiert.
Und die Echogenität ist also brutal in so einem Gelblock, die ist ausgeprägt. Der Nachteil ist jetzt, wenn man sie zurückzieht, bleibt ein hässlicher Stichkanal zurück und wenn man die Sonde rotiert in Short Axis View, also wenn man Out of Plane punktieren würde, dann siehst du den verbleibenden Stichkanal nachträglich auch noch in diesem Gelatineblock. Also ist die Frage, müssen wir mit der Konzentration zum Punktieren, wenn wir nicht mit 20% werfen wollen, 15% Stichkanäle machen, vielleicht runtergehen auf 10%, haben wir nochmal gemacht, 75g auf 750ml Wasser, weil wir wissen, diese 750ml passen genau in unsere super Gelblog-Form. Also wieder rühren, Pampe, vermischen, Wasser hinzugeben, schneller rühren, weiter rühren, nochmal rühren und dann endlich eingießen. Den Schaum kannst du dir abgießen, abschöpfen und jetzt kommt die eigentliche Variation, die wir herausgebracht haben.
Wir wollten ein Punktionsziel haben, etwas, was vielleicht auch die Haptik untersuchen könnte, wie eine Venenwand, sprich Pasta-Wand, durchdringt werden kann. Und was wir hier im Haus hatten, das waren die Tortiglioni Nummer 83. Ist das neu? Nee, über Pasta zum Punktieren wurde schon publiziert.
Der tolle Titel The Italian Job von Rose and Reynolds. Ich glaube nicht, dass die Autoren des Italian Jobs Rose & Reynolds aus dem Children’s Hospital in Birmingham, UK, Italiener sind. Sonst hätten sie doch niemals Jelly, Götterspeise oder Wackelpudding mit verschiedenen Pasta-Sorten vermischt. Oder gerade deswegen, diese Kombination klingt schon very britisch. Der Pasta-Typ, also Größe, Form und Garzeit, soll mit dieser Methode unterschiedliche Gefäßgrößen darstellen. Vielleicht kochst du das Rezept ja mal nach und schickst es an Radio Megahertz. Publikation auf der Webseite ist garantiert. Ich liebe aber das Zitieren von älteren Publikationen mit aktueller Bedeutung. In diesem Fall vor 15 Jahren waren die Autoren sich bereits einig und haben die Notwendigkeit des Trainings von Ultraschall geschützten Gefäßfunktionen gesehen. Ich kann mich übrigens noch gut an die Zeit erinnern.
Rose & Reynolds haben die Pasta vor Zugabe des Jelly al dente gekocht. Das war vermutlich nicht notwendig, ich habe die Tortellini einfach in die heiße Gelatine hineingeworfen. Die Garzeit mit einkalkuliert. Dummerweise fallen die auf den Boden und nach dem Umdrehen des Phantoms legen sie also auf der Oberfläche. Geht also gar nicht. Wir mussten uns also etwas überlegen und haben hier mit Zwirn und Essstäbchen versucht, das irgendwie so zu lösen, dass das klappt. Das Nivellieren war nicht so ganz einfach. Mit etwas Tesafilm, viel Schweinerei und Kleckerei hat es dann irgendwann geklappt. Wir glaubten, sie seien waagerecht.
Pasta-Ballistik
So sieht das Produkt dann fertig aus. Man sieht sogar noch den Bindfaden. Man sieht die aufgequollenen Tortiglioni Nummer 83. In der Short-Axis-View der Tortiglioni kann man die Anschnitte perfekt sehen. Wir hatten ein Punktionsziel. Auch wenn man sie längst verfolgt für die Slide-Down-Technik, ergibt sich diese schöne Muster. Wir fanden das so klasse, mussten erstmal zehn Minuten lang irgendwelche rollenden Strukturen im Ultraschallbild untersuchen.
Punktionsübungen in ballistischer Gelatine
Kommen wir zur Punktion. Wieder 27 G, 37 mm, in-plane-Einstich, das leuchtet wie ein Laserschwert, liegt das jetzt an der Mitte der Schichtdicke oder an 10 gegenüber 15%iger Mischung. Was bleibt ist, wenn man die Kanüle zurückzieht, es bleibt dieser Stichkanal. Der ist einfach hässlich. Und man kann auch sehen, dass der relevant ist, wenn man jetzt die Achse wechselt, kann man vermeintlich die Kanüle sehen, es ist aber nichts weiter als der Stichkanal. Gehen wir mal zur Venenverweilkanülenanlage, das wäre die Slide-Down-Technik, die wir bevorzugen würden. Wir haben versucht, die Haptik zu untersuchen, aber die (Kanüle) wohl mittlerweile nicht mehr al dente Tortiglione geht durch wie Butter. Da bewegt sich nichts und schwer ist auch der Schaft innerhalb der Pasta darzustellen, das Plastikende von der Kanüle. So richtig klasse ist es auch nicht. Machen wir einen flacheren Winkel mit einer 18G-Kanüle. Vorhin war es 17G. Wir gucken uns einmal an. Dann kann man wieder im Slide-Down-Manöver die Spitze verfolgen. Jetzt müsste sich die Pasta-Wand ein bisschen bewegen, so wie es auch die Venenwand häufig macht. Es sei denn, die Vene ist wegen der Stauung prall gefüllt. Aber die Spitze kann man sehen. Jetzt mal versuchen, mit dem Zeigefinger die Kanüle vorzuschieben.
Die Verweilkanüle komplett einzuführen und wieder das Problem, dass das Plastikstück, der Plastikschlauch nicht gut zu sehen ist. Das widerspricht dem Modell am Patienten, wo man den perfekt sehen kann. Vielleicht muss man die Sonde ein bisschen kippen, damit die Schallwellen senkrechter drauf kommen, aber eindeutig ist es nicht. Deswegen auch die Kontrolle der liegenden Verweilkanüle in der Längsansicht. Du siehst das artefaktreiche Bild und was bleibt, sind auch die Artefakte beim Zurückziehen der Kanüle, eignet sich nicht.
Größter Nachteil während der Punktion
Jetzt kommt aber aus meiner Sicht das größte Problem: ist die Kanüle nicht in der Mitte der Vene, der Pasta und man bewegt sie hin und her, verursacht man diesen Flurschaden, diesen riesigen Artefakt, diese Reflexion. Man kann also nicht trainieren, das was als Dynamic-Needle-Positioning beschrieben wird, die Spitze wieder mittig einzustellen und zu kontrollieren. Und weil das aber eine der Kernprobleme bei der Punktion ist, halte ich dieses Modell für nicht geeignet, um zumindest die Anlage von peripheren Venenverwallkanülen zu trainieren. Diese Aussage nochmal zur Wiederholung, diese sonografisch sichtbaren „Verletzungen“ am Phantom, dieser hohe Reflexionsgrad tritt auch bei einer niedrigen Konzentration von Gelatine auf und das macht das Trainieren der Kanülenführung für das Slide-Down-Manöver in der Out-of-Plane-Funktion aus meiner Sicht zunichte. Berichte über dieses neue Wort „Dynamic-Needle-Tip-Positioning“, da muss ich so und so nochmal eine Folge machen. Wenn ich einkaufen gehe und meine Einkaufsliste vergessen habe, dann mache ich ja auch nicht Dynamic.Shopping oder wenn ich das Minutenvolumen verändere, dann mache ich ja auch nicht ein Dynamic-Patient-Ventilation.
Mannoman, okay, gut, Alter, da muss man echt nochmal darüber sprechen. Gefühlter Drucktest nicht gemessen: die Steifigkeit bei 15% ist hoch.; 20%: kannst du Leute erschlagen. 10% ist stark genug, der Schallkopf geht nicht rein, auch bei dollerem Drücken. Mein persönliches subjektiv, nicht objektiv gemessenes Fazit: Geh runter mit dem Gelatineanteil, wenn du ballistische Gelatine herstellen willst. Es reicht vollkommen aus. 20 Prozent, wie es in der Literatur steht, reicht zum Werfen und Schießen, aber die Kanüle macht einen Flurschaden.
Außerdem brauchst du weniger Ressourcen, 10 Prozent, und für Injektion und bestimmte Punktionsübungen eignet sie sich vermutlich nicht. Und jetzt möchte ich noch eben etwas sagen, was mich interessiert, wie man eine Studie interpretieren kann bzw. nicht gemacht oder nicht machen sollte.
Kritik an Studien über die Art der klinischen Interpretation
Mertcan Özdemir hat sich in seinem Beitrag Investigating Ballistic Gelatin-Based Phantom Properties for Ultrasound Training über Druck und elektrische Impedanzmessungen von ballistischer Gelatine geäußert. Ich glaube seinen detaillierten Messungen und den Ergebnissen, Aber hier findet ein Fehler in der Interpretation in der Übertragung von Ereignissen auf klinische, nicht gemessene Annahmen statt. Gelatine Blumen 250A sei seiner Aussage nach, so steht es in der Konklusion, für ultraschallgestützte periphere Nervenblockaden gut geeignet. Das sehe ich anders. Özdemir et alii verwenden Druck und elektrische Leitfähigkeit als Surrogatparameter eines menschlichen Gewebes, untersuchten aber nicht die sonografische Darstellung von Kanülen oder Flüssigkeitsausbreitung in ballistischem Gel. Denke kurz über die Stichkanäle nach, die artefaktreichen, reflektionsüberladenen Aufnahmen. Und injiziert wurde gar nichts. Probiert das mal mit Natogelatine. Es muss also was anderes her.
Was bleibt unterm Strich?
Und hier ist der Cliffhanger. Für welches Phantom entscheiden wir uns für das Ausbildungsprogramm der ultraschallgestützten peripheren Venenpunktion? Welches für die Regionalanästhesie? Bleibe dabei, höre zwischendurch den Radiomegahertz-Podcast. Das mit dem Newsletter-Abo habe ich ja schon häufig genug gesagt. Oder schreibe uns einfach, wie du an Phantomen punktierst. Mach’s gut.
[24:36] [Musik].
