La cuantificación de la cepa en un modelo porcino de expansión de la piel Uso de Multi-View estéreo y Isogeometric Cinemática

Resumen

Este protocolo utiliza múltiples vistas estéreo para generar tres dimensiones (3D-models) fuera de las secuencias no calibrados de fotografías, lo que es asequible y ajustable a un entorno quirúrgico. mapas de deformación entre los modelos 3D se cuantifican con cinemática isogeometric basado-spline, que facilitan la representación de superficies lisas más de mallas gruesas que comparten la misma parametrización.

Resumen

La expansión de tejidos es una técnica popular en cirugía plástica y reconstructiva que hace crecer la piel in vivo para la corrección de grandes defectos como quemaduras y nevos congénitos gigantes. A pesar de su uso generalizado, la planificación y ejecución de un protocolo de expansión es un desafío debido a la dificultad para medir la deformación impuesta en cada paso de inflado y a lo largo del procedimiento. La cuantificación de los campos de deformación es crucial, ya que la distribución del estiramiento a lo largo del tiempo determina la velocidad y la cantidad de piel que crece al final del tratamiento. En este manuscrito se presenta un método para estudiar la expansión tisular con el fin de obtener conocimiento cuantitativo de las deformaciones inducidas durante un proceso de expansión. Este protocolo experimental incorpora análisis cinemáticos estereoscópicos e isogeométricos multivista en un modelo porcino de expansión tisular. El estéreo multivista permite la reconstrucción geométrica tridimensional a partir de secuencias de imágenes no calibradas. El análisis cinemático isogeométrico utiliza splines para describir las deformaciones regionales entre superficies lisas con pocos puntos de malla. Nuestro protocolo tiene el potencial de cerrar la brecha entre la investigación científica básica sobre la mecánica de la expansión de la piel y el entorno clínico. Eventualmente, esperamos que el conocimiento adquirido con nuestra metodología permita la planificación del tratamiento utilizando simulaciones computacionales de la deformación de la piel de manera personalizada.

Introducción

La expansión de tejido es una técnica común en cirugía plástica y reconstructiva que crece la piel in vivo para la corrección de grandes defectos cutáneos ^1. Neumann, en 1957, fue el primer cirujano para documentar este procedimiento. Se implanta un globo debajo de la piel de un paciente y se infla gradualmente durante un período de varias semanas para crecer nuevo tejido y resurgir una oreja ^2. La piel, como la mayoría de los tejidos biológicos, se adapta a las fuerzas aplicadas y deformaciones con el fin de alcanzar la homeostasis mecánica. Cuando se estira más allá del régimen fisiológico, piel crece

Protocolo

Este protocolo implica experimentos con animales. El protocolo fue aprobado por el IRB de Ann y el Hospital de Robert H. Lurie Children of Chicago Centro de Investigación de Cuidado de Animales y el empleo Comisión para garantizar un trato humano a los animales. Los resultados para dos estudios de expansión que utilizan este protocolo se han publicado en otros lugares ^{16, 31.}

La ejecución de este protocolo requiere un equipo con experiencia complementaria. La primera parte del protocolo describe el procedimiento quirúrgico en el modelo animal, que requiere personal con la formació....

Resultados

Esta metodología se ha empleado con éxito para estudiar la deformación inducida por diferentes geometrías de expansión: rectángulo, esfera y expansores de media luna ^{31, 32.} Los resultados correspondientes a los expansores de esfera y de media luna se discuten a continuación. La Figura 2 ilustra los tres pasos de MVS reconstrucción modelo. El punto de partida es una colección de fotografías de una escena estática.......

Discusión

Aquí presentamos un protocolo para caracterizar las deformaciones inducidas durante un procedimiento de expansión del tejido en un modelo porcino usando múltiples vistas estéreo (MVS) y la cinemática isogeometric (cinemática IgA). Durante la expansión del tejido, piel sufre grandes deformaciones que van de una superficie lisa y relativamente plana a una forma 3D de cúpula. De la piel, al igual que otras membranas biológicas ^34, responde a estirar mediante la producción de nuevo material, el.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Cerdos miniatura de Yucatán	Sinclair Bioresources, Windham, ME	N/A
Antibióticos	Santa Cruz Animal Health, Paso Robles, CA	sc-362931Rx	Ceftiofur, dosis 5 mg/kg
Jabón quirúrgico intramuscular a base de clorhexidina	Cardinal Health, Dublín, OH	AS-4CHGL(4-32)	4% gluconato de clorhexidina exfoliante quirúrgico
para manos Medio de transferencia de tatuajes	Hildbrandt Tattoo Supply, Point Roberts, WA	TRANSF	Plantilla de papel de transferencia de tatuaje térmico
Lidocaína con epinefrina	ACE Surgical Supply Co, Brockton, MA	001-1423	Lidocaína Hcl 1% (xilocaína) - Epinefrina 1:100.000, 20 mL
Buprenorfina	ZooPharm, Windsor, CO		1 mg/mL liberación sostenida, dosis 0,01 mg/kg intramuscular
Cámara digital	Sony	Alpha33	Cámara digital estándar con 18 - 35  Lente mm, apertura de 3.5 - 5.6. Utilizado en modo automático, sin flash
Cinta métrica	Medline, Mundelein, Illinois	NON171330	Cinta métrica retráctil, tela, estuche de plástico, 72 pulgadas
Expansores de tejidos	PMT, Chanhassen, MN	03610-06-02	4 cm x 6 cm, rectangular, 120 cc, serie 3610 Expansor de tejidos de 2 etapas con puerto estándar
ReCap360	Autodesk	N/A	Software MVS, Aplicación web: recap360.autodesk.com
Blender	Blender Foundation	N/A	Software de gráficos por computadora, código abierto:
blender.org SISL	SINTEF	N/A	C++ spline libraries, código abierto: https://www.sintef.no/projectweb/geometry-toolkits/sisl/