Name: Modelo corazón Neonatal anatómicamente realista para el uso en simuladores de paciente Neonatal (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-05T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Aprende a crear modelos cardíacos neonatales realistas mediante resonancia magnética, impresión 3D y moldeo por inyección. Esta técnica permite simular el gasto cardíaco durante compresiones torácicas para mejorar la formación médica.

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Esta investigación fue realizada en el marco holandés de Perinatología IMPULS. Los autores desean agradecer el Radboud UMCN Museo de anatomía y patología y la Máxima médica centro Veldhoven para proporcionar la IRM neonatal utilizada para este trabajo. Más los autores desean agradecer a Jasper Sterk, Sanne van der Linden, Frederique de Jongh, Pleun Alkemade y el laboratorio de D.search en la Facultad de Diseño Industrial para sus contribuciones importantes al desarrollo de esta investigación. Por último, los autores desean agradecer a Rohan Joshi por su prueba lectura del manuscrito.

Todas las aprobaciones institucionales se obtuvieron antes de la proyección de imagen paciente.
1. adquisición y segmentación de la imagen
<ol><li>Adquirir una resonancia magnética torácica de un recién nacido en imágenes digitales y comunicaciones en medicina (DICOM) formato. Captura cada parte de la exploración en la fase diastólica ventricular del ciclo del corazón u obtener una resonancia magnética torácica de una autopsia. Nota: Una visiblemente clara definición del músculo del corazón, aurículas y ventrículos, es esencial.</li>
	<li>Utilizando software de procesamiento de importación (véase Tabla de materiales) el archivo DICOM de la resonancia magnética torácica. Usando el menú 'Edición de máscaras', seleccione el área del músculo del corazón en cada rebanada de MRI donde está presente el corazón. Las aurículas y los ventrículos, en este caso, pueden ser cubiertos también.</li>
	<li>Crear una nueva capa de bosquejo y segmento por separado las dos aurículas y dos ventrículos en la misma manera que la selección para el músculo del corazón. Segmento no las válvulas presentes entre las aurículas y los ventrículos y entre los ventrículos y las arterias.</li>
	<li>Hacer que el músculo y cámaras en distintas representaciones 3D usando el menú 'Calcular 3D' del artículo y exportan ficheros cinco estereolitografía (.stl) utilizando la configuración de resolución óptima mediante el elemento de menú 'STL +'.</li>
	<li>Cargar archivos de the.stl en el software de CAD (véase Tabla de materiales). Utilice el elemento de menú Asistente de fix para reparar archivos de the.stl de triángulos superpuestos y bordes mal. Guardar los archivos de the.stl otra vez. Nota: Si no IRM del corazón está disponible, considere el modelo de corazón en este protocolo. Este archivo también contiene modelos de válvulas de corazón separado. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56710/Cardiac_model_parts.zip" target="_blank">Por favor haga clic aquí para descargar los archivos</a>.</li>
</ol>2. de procesamiento y la impresión del molde
<ol><li>Cargar el conjunto de atrios y ventrículos en un software de diseño asistido por ordenador (véase Tabla de materiales). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56710/Cardiac_model_parts.zip" target="_blank">Por favor haga clic aquí para descargar los archivos</a>.<ol>
<li>Determinar la posición de las válvulas aórticas, pulmonares, mitrales y tricúspides mediante la RM original (figura 1).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Agregue las mitades de moldes positivos y negativos de cada válvula a su posición respectiva en el sistema cargado de aurículas y ventrículos arrastrando el archivo de válvula (obtenido a través del enlace de arriba) en el archivo actual de activar la función 'Inserte la parte'. Indica la posición de colocación haciendo clic en la ubicación de la superficie de las aurículas o ventrículos.<ol>
<li>Sacar la base de la válvula positiva y negativa usando ' ficha características > extruir base del jefe ' para sobresalir en sus respectivas cámaras y combinar las piezas de la válvula a la cámara respectiva. Nota: La válvula mitral consta de dos partes semilunares, mientras que la tricúspide, aórtica, y válvulas pulmonares consisten en tres.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Agregar el archivo de la válvula pulmonar y aórtica para su ubicación ventrículo respectivo, utilizando el procedimiento descrito en el paso 2.2. Desde la parte superior de estas válvulas, esbozar dos cilindros arqueamiento de 5 mm de diámetro haciendo clic en la ' pestaña Dibujo > círculo ' tras un esbozo de arco línea usando la ' ficha características > barrer la base del jefe ' ambas superficies de cilindro circular hasta la posición horizontal. Combinar las piezas de la válvula a sus respectivos ventrículos y las arterias.</li>
	<li>Desde la base de cada una de las cuatro cámaras, así como los dos cilindros arqueados, dibujar cilindros verticales de 5 mm de diámetro haciendo clic en la ' pestaña Dibujo > círculo ' del artículo y les saca a 40 mm de longitud haciendo clic en la ' ficha características > extruir base jefe ' artículo. Que cada cilindro sobresale dentro de su respectiva cámara.<ol>
<li>Para asegurar que las cámaras de posicionamiento durante el montaje de las seis partes internas en el molde, añadir muescas diferencial a los seis cilindros (figura 2) mediante el esbozo de semicírculos en la parte superior los cilindros: haga clic en la ' pestaña Dibujo > sketch círculo ' menú y uso la ' ficha de característica > corte/saca ' del menú crear indentaciones de diversa profundidad.<ol>
<li>Reste sus formas de las cámaras y arterias seleccionando el cuerpo sólido de la cámara y de la arteria, clic derecho y presionar la función de 'combinar' después de lo cual se puede seleccionar el ajuste de restar. Combinan estas piezas. Guardar por separado todos los compartimientos y las arterias.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Importar el modelo de músculo de corazón. Compensar los bocetos base de seis cilindros a partir de un dibujo nuevo y seleccionando todos bocetos base cilindro manteniendo pulsada la tecla 'shift'. A continuación, seleccione la ' pestaña Dibujo > convertir el menú de entidades. Seleccione la ' pestaña Dibujo > menú de entidades para compensar los bocetos por 2 mm de offset.<ol>
<li>Extrusión y combinar estos bocetos haciendo clic en la ' ficha características > sacar el elemento de menú de boss y bajo el modelo de músculo de corazón; Repita para los cilindros de arqueamiento. Combinar estos cilindros con el modelo de músculo de corazón haciendo clic en la ' ficha características > sacar el elemento de menú de boss y bajo. Nota: Asegúrese de que el modelo de músculo de corazón enfrente de las aurículas es más de 2 mm de distancia (figura 1). De lo contrario se rompen la pared al retirar los moldes internos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Un cubo de la base de los seis cilindros del modelo abajo colocando primero un plano de referencia haciendo clic en la ' ficha características > referencia geometría > plano '. Después de esto, haga clic en la ' pestaña Dibujo > Plaza ' del menú y dibujo un cuadrado con una longitud y anchura es 4 mm más ancha que la parte más ancha de la modelo de músculo de corazón.<ol>
<li>Esto saca hacia abajo con un espesor de 8 mm haciendo clic en la ' ficha características > extruir base jefe ' menú el tema y combinar este a la base de los seis cilindros marcando la opción de menú 'combinar piezas'. En las cuatro esquinas de la base, agregar cubos de 4 mm utilizando el mismo método.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Con la base cuadrada como un boceto, sacar para cubrir el modelo de todo corazón y restar todas las otras partes de este. Divide la parte superior del rectángulo sobrante en la parte más ancha del modelo corazón. Primer lugar un plano de referencia en la altura deseada usando la ' ficha características > referencia geometría > plano. Después de esto, utilice el elemento del menú ' Insertar > moldes > dividir ' para seleccionar la superficie sobre la cual la división tiene que tener lugar y el objeto que requiere partir.<ol>
<li>Dividir el rectángulo sobrante molde otra vez a lo más conveniente liberar posición utilizando el mismo método descrito en el paso 2.7 aún en posición vertical. Sketch tomas cúbicos de 4 mm en las esquinas de las piezas longitudinales del molde y agregar cubos de 4 mm en las esquinas de la tapa usando la ' pestaña Dibujo > Plaza ' y ' ficha características > extruir base jefe ' elementos del menú.</li>
	</ol>
</li>
	<li>50 círculos de 1 mm de diámetro que cubre la parte superior del modelo de todo molde externo del bosquejo y extrusión de corte a través de todos los moldes exteriores. Además, le saca varios cilindros de 1 mm en el lado de la tapa en los lugares más amplias del modelo de músculo de corazón. Cortar-Extruir un agujero de inyección solo 8 mm de la cubierta superior.<ol>
<li>Guarde por separado las cuatro partes del molde exterior. PRECAUCIÓN: En total, debe haber diez componentes del molde: base de molde, dos paneles laterales de molde externo, cubierta superior de un molde externo, dos aurículas molde interior con los accesorios de la válvula, dos ventrículos molde interior con los accesorios de la válvula y uno de cada interno aórtica y pulmonar arteria de molde con los accesorios de la válvula.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Usar una impresora que echa en chorro para la impresión con materiales fotopolímeros rígido y como caucho instalados (véase Tabla de materiales). Al colocar las piezas para la impresión en la cama de impresión, sean los negativos de válvula hacia impreso todos arriba (verticalmente) (figura 3).<ol>
<li>Seleccione las opciones de impresión a brillante. Para las cuatro cámaras como los accesorios del molde pulmonar y aórtica, seleccionar el material flexible de la S95; para las otras piezas del cuatro molde, seleccionar el material de impresión rígido.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Después de imprimir las piezas del molde, retirar el material de apoyo construido durante la impresión por chorro de agua (véase Tabla de materiales). Después de limpiar las piezas del molde, colocar las piezas en una solución de hidróxido de sodio 5% durante 24 h. Después de quitar las partes de la solución, enjuagar con agua fría y dejar secar durante 48 h antes de fundición.</li>
</ol>3. frío de moldeo y acabado
<ol><li>Rocíe todas las superficies de todas las piezas del molde con un (véase Tabla de materiales), excepto las válvulas y limpie con papel de seda. Dejar secar durante 15 minutos.<ol>
<li>Cerca de la base del molde y dos paneles laterales y coloque encima de dos espaciadores, por lo que la base del molde no está en contacto directo con la superficie de la mesa. Preparar la silicona insertando un cartucho de silicona en el manual de suministro de armas (véase Tabla de materiales).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Añadir 5 mL de silicona exprimido de la pistola dispensadora en una taza de medir y mezclar con un palillo de dientes. Usando un palillo de dientes, aplique una cantidad abundante de silicona fundida en el lado negativo y positivo de las válvulas ventrículo y aurícula derecha. Asegúrese de que no hay burbujas de aire atrapadas en la silicona (figura 4).<ol>
<li>Conectar las dos cámaras en el ángulo derecho de la válvula y empuje en sus cilindros respectivos del molde base. Repita para el lado izquierdo. Finalmente, fije los cilindros de arco aórticos y pulmonares del mismo modo. Deje estas válvulas para solidificar por 2 min, luego coloque la parte superior del molde.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Instale un mezclador estático para el cartucho, presione hasta que la silicona es salir de la boquilla, luego libere la presión. Posición el molde entero en dos espaciadores (figura 5), introduzca la pistola en el zócalo de moldeo por inyección de 8 mm y apriete con la presión baja en el transcurso de 3 minutos hasta que todos los orificios de ventilación muestran signos de derrame de silicona.<ol>
<li>Dejar de inyectarse silicona en este punto, retirar la batidora y colocar el molde sobre la superficie de la mesa para que todos los respiraderos inferiores están sellados y no silicona más puede fluir desde el fondo del molde. Deje la silicona para solidificar por 30 minutos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Abra la parte superior del molde curiosos y levantando a un espaciador metálico en la grieta entre la parte superior e inferior del molde. Quitar las partes laterales del molde utilizando el mismo método, eliminación de un lado a la vez. Nota: Asegúrese de no perforar la pared del corazón al insertar al espaciador.<ol>
<li>Detectar posibles burbujas de aire en el exterior del corazón después de soltar los tres componentes de molde externo (figura 6). Utilice un bisturí para pinchar la burbuja y rellenarlo con silicona pequeña cantidad usando un palillo de dientes y deje para curar durante otros 30 minutos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Utilice aire comprimido (véase Tabla de materiales) para el modelo de centro de la base del molde dejando los seis moldes interiores en el modelo de corazón. Asegúrese de incluir firmemente el modelo de corazón con una mano para evitar que el aire rompiendo la pared del corazón.<ol>
<li>Utilizar una jeringa con agua para llenar y presurizar los ventrículos izquierdos y derecho para liberar los moldes internos. Después de esto utilizar un fórceps de Magill (véase Tabla de materiales) para agarrar y sacar estas partes internas del dos molde. Repita este proceso para las arterias pulmonares y aorta y por último para retirar los moldes internos de aurículas izquierda y derecha. Nota: Asegúrese de que la colocación de los fórceps no comprime el segmento de la válvula cuando se aplica presión de pinza; destruirá la válvula impresa.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Se unen los dos tubos que conduce directamente hacia abajo desde los ventrículos en la base del modelo corazón mediante ataduras y quitar acceso aire ventilación cuerdas por punteo en la superficie de la pared del corazón.</li>
</ol>

<ol><li>Wyllie, J., Bruinenberg, J., Roehr, C. C., Rüdiger, M., Trevisanuto, D., Urlesberger, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((European+resuscitation+council+guidelines+for+resuscitation+2015%5BTitle%5D)+AND+%22Resuscitation%22%5BJournal%5D)">European resuscitation council guidelines for resuscitation 2015.</a> Resuscitation. 95, 249-263 (2015).</li>
<li>Sawyer, T., Strandjord, T. P., Johnson, K., Low, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neonatal+airway+simulators%2C+how+good+are+they%3F+A+comparative+study+of+physical+and+functional+fidelity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Perinatol%22%5BJournal%5D)">Neonatal airway simulators, how good are they? A comparative study of physical and functional fidelity.</a> J. Perinatol. 36 (2), 151-156 (2015).</li>
<li>Yao, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+printing%3A+review+of+application+in+medicine+and+hepatic+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional printing: review of application in medicine and hepatic surgery.</a> Cancer Biol. Med. 13 (4), 443-451 (2016).</li>
<li>Chua, C. K., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF01192281">Rapid prototyping assisted surgery planning.</a> Int. J. Adv. Manuf. Tech. 14 (9), 624-630 (1998).</li>
<li>Gibson, I., et al. <a target="_blank" href="http://newmaker.com/nmsc/u/2010/20109/dld_file/2010931138089411.pdf">The use of rapid prototyping to assist medical applications.</a> Rapid Prototyping J. 12 (1), 53-58 (2006).</li>
<li>Cai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+3D+printing+in+orthopedics%3A+status+quo+and+opportunities+in+China%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Transl.+Med%22%5BJournal%5D)">Application of 3D printing in orthopedics: status quo and opportunities in China.</a> Ann. Transl. Med. 3 (Suppl 1), S12(2015).</li>
<li>Thielen, M. W. H., Delbressine, F. L. M. <a target="_blank" href="http://www.geometrysummit.org/proceedings/fase2016/papers/5.pdf">Rib cage recreation: towards realistic neonatal manikin construction using MRI scanning and 3D printing.</a> FASE. , 41-44 (2016).</li>
<li>Thielen, M., Joshi, R., Delbressine, F., Bambang Oetomo, S., Feijs, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+innovative+design+for+cardiopulmonary+resuscitation+manikins+based+on+a+human-like+thorax+and+embedded+flow+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22JOEIM%22%5BJournal%5D)">An innovative design for cardiopulmonary resuscitation manikins based on a human-like thorax and embedded flow sensors.</a> JOEIM. 231 (3), 243-249 (2017).</li>
<li>Cohrs, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+soft+Total+Artificial+Heart+-+First+Concept+Evaluation+on+a+Hybrid+Mock+Circulation%5BTitle%5D)+AND+%22Artif.+Organs%22%5BJournal%5D)">A soft Total Artificial Heart - First Concept Evaluation on a Hybrid Mock Circulation.</a> Artif. Organs. , (2017).</li>
<li>Sparks, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+silicone+materials+to+simulate+tissue+biomechanics+as+related+to+deep+tissue+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Skin+Wound+Care%22%5BJournal%5D)">Use of silicone materials to simulate tissue biomechanics as related to deep tissue injury.</a> Adv. Skin Wound Care. 28 (2), 59-68 (2015).</li>
<li>Van der Horst, A., Geven, M. C., Rutten, M. C., Pijls, N. H., Nvan de Vosse, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+anemometric+assessment+of+coronary+flow+reserve+with+a+pressure-sensing+guide+wire%3A+An+in+vitro+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22Med.+Eng.+Phys%22%5BJournal%5D)">Thermal anemometric assessment of coronary flow reserve with a pressure-sensing guide wire: An in vitro evaluation.</a> Med. Eng. Phys. 33 (6), 684-691 (2011).</li>
<li>Miriyev, A., Stack, K., Lipson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+material+for+soft+actuators%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+comm%22%5BJournal%5D)">Soft material for soft actuators.</a> Nature comm. 8 (596), (2017).</li>
</ol>

Los autores no declaran posibles conflictos de interés con respecto a la investigación, la autoría y publicación de este artículo. Esta investigación no recibió ninguna subvención específica de cualquier agencia de financiamiento en los sectores públicos, comerciales o sin fines de lucro.

El modelo desarrollado en este estudio, identificamos que moldeo a presión durante un período de 3 minutos es necesaria para prevenir el aire que entra en el molde (figura 5, figura 6). Para asegurarse de que la silicona llegue a los espacios estrechos de las válvulas, es esencial "la fundición" o "capa" de las áreas de la válvula en el molde. Puesto que los moldes interiores que forma las cámaras del corazón tienen que salir la silicona final del molde a través...

Cada año millones de recién nacidos que ingresan a unidades de cuidados intensivos neonatales (UCIN). En UCIN, la mayoría de las situaciones de emergencia se refieren a problemas en la vía aérea, respiración y circulación (ABC) y requieren intervenciones como compresiones. NPS ofrecen una valiosa enseñanza y herramienta de formación para la práctica de tales intervenciones. Para algunos NPS, sensores embebidos pueden detectar si desempeño cumple con las pautas clínicas recomendadas1 de profundidad y la velocidad de compresiones. La adherencia a pautas puede utilizarse para calcular y cuantificar el rendimiento, y en este sentido, tan de vanguardia NPS puede ser vista como una métrica de caja blanca y tangible para la evaluación de desempeño.
Adherencia a las pautas que tiene como objetivo mejorar la fisiología del paciente. Por ejemplo, compresiones se entregan con el objetivo de generar el flujo de sangre adecuado en el sistema circulatorio. Actual alta fidelidad NPS (p. ej., PremieAnne (Laerdal, Stavanger, Noruega) y Pablo (SIMCharacters, Viena, Austria)), no contienen los sensores para medir parámetros fisiológicos como el flujo de sangre durante el entrenamiento ya que carecen de un corazón integrado a generar este parámetro fisiológico. Por lo tanto, eficacia de compresiones en actual NPS no puede ser evaluada a un nivel fisiológico. Para que NPS permitir la evaluación fisiológica de compresiones de pecho, un corazón artificial anatómicamente realista tiene que integrarse en el NPS. Además,2 de la investigación muestra que un aumento en la fidelidad anatómica física puede llevar a un aumento en la fidelidad funcional de NPS. Integración de un sistema de órganos de alta fidelidad físicamente beneficiarse tanto la fidelidad funcional de la formación y permiten la evaluación del rendimiento fisiológico.
Un aumento sustancial en la fidelidad de los NPS se logra a través de la impresión 3D. En medicina, impresión y proyección de imagen de 3D se utilizan principalmente para la preparación quirúrgica y la creación de implantes3,4,5. Por ejemplo, en el campo de la simulación quirúrgica, los órganos se producen para capacitar a cirujanos en realizar procedimientos quirúrgicos6. Las posibilidades de la impresión 3D no todavía sido ampliamente aplicadas en NPS. La combinación de imágenes en 3D e impresión 3D abre la posibilidad para NPS alcanzar un mayor nivel de fidelidad física. La replicación de neonatales, flexibles y sofisticados órganos como el corazón llega a ser posible debido a la siempre ampliar gama de técnicas y materiales utilizados para la impresión 3D7.
En este artículo detallamos un protocolo para la creación de un corazón neonatal funcional, artificial usando una combinación de MRI, impresión 3D y moldeo a presión fría. El modelo de corazón en este trabajo incluye dos aurículas, dos ventrículos, cuatro válvulas funcionales y arterias pulmonares y sistémicas y las venas todos producidas a partir de una sola silicona del molde. El modelo de corazón puede con un líquido, equipado con sensores y utilizado como generador de parámetro de salida (es decir, la presión arterial o cardiaco durante las compresiones y la funcionalidad de la válvula).

<table><tbody><tr><td>Ecoflex 5</td><td>Smooth-on</td><td></td><td>Material de fundición de silicona</td></tr><tr><td>400ml Mezcladores estáticos</td><td>Smooth-on</td><td></td><td>Tubos de mezcla</td></tr><tr><td>Pistola dosificadora manual</td><td>Smooth-on</td><td></td><td>Se utiliza para el moldeo por inyección</td></tr><tr><td>5-56 PTFE spray</td><td>CRC</td><td></td><td>Desmoldeante para los moldes</td></tr><tr><td>Hidróxido de sodio</td><td>N/A</td><td></td><td>Esto se compró como sosa cáustica en la ferretería, en forma seca, 99% pura. Como está ampliamente disponible, no hay una empresa especificada</td></tr><tr><td>VeroWhite</td><td>Stratasys</td><td></td><td>El material duro utilizado en la impresión</td></tr><tr><td>TangoBlackPlus</td><td>Stratasys</td> El material de <td></td><td>caucho utilizado en la impresión</td></tr><tr><td>Material</td><td>de soporte Stratasys</td><td>El material de soporte estándar utilizado por stratasys&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Pinzas Magill</td><td>GIMA</td><td></td><td>Tamaño infantil. Esto es para quitar los moldes internos</td></tr><tr><td>Stratasys Connex 350</td><td>Stratasys</td><td></td><td>&nbsp; Si esta máquina no es de su propiedad, otra opción es imprimir las piezas a través de una empresa de impresión de terceros, como 3D-hubs, para que las piezas se impriman y se envíen.</td></tr><tr><td>Balco Powerblast (Chorro de agua)</td><td>Stratasys</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Euro 8-24 Set P (Compresor de aire)</td><td>iSC</td><td>4007292</td><td></td></tr><tr><td>Jeringa con aguja roma</td><td>N/A</td><td></td><td>Una jeringa de 20 ml con aguja roma de 0,5 mm de diámetro.</td></tr><tr><td>Mimica 17.0 software</td><td>Materialise&nbsp;</td><td></td><td>Este software se utilizó para segmentar el modelo cardíaco de la resonancia magnética. Existen varias herramientas de software de software de imágenes de resonancia magnética gratuitas disponibles, como InVesalius u Osirix, aunque pueden resultar menos funcionales.</td></tr><tr><td>Software Magics 9.0</td><td>Materialise&nbsp;</td><td></td><td>Esto se utilizó para reparar y suavizar los archivos .stl generados por los imitadores. Este suavizado también puede&nbsp; se puede hacer en la mayoría de los otros programas gratuitos de modelado 3D.</td></tr><tr><td>Software de Solidworks</td><td></td><td></td><td>utilizado para editar el modelo de corazón. La mayoría de los otros programas CAD gratuitos se pueden utilizar para realizar esta etapa de procesamiento.</td></tr></tbody></table>

modelo corazón neonatal anatómicamente realista para el uso en simuladores de paciente neonatal

Anatomically Realistic Neonatal Heart Model for Use in Neonatal Patient Simulators

Simuladores de paciente neonatales (NPS) son sustitutos paciente artificiales utilizados en el contexto de formación de simulación médica. Neonatólogos y personal de enfermería práctica de intervenciones clínicas como compresiones del pecho para asegurar la supervivencia de los pacientes en caso de bradicardia o paro cardíaco. Los simuladores utilizados actualmente son de baja fidelidad física y por lo tanto no pueden proporcionar la penetración cualitativa en el procedimiento de compresiones. La incorporación de un modelo de corazón anatómicamente realista en el futuro simuladores permite la detección de gasto cardíaco generado durante las compresiones; Esto puede proporcionar a los médicos con un parámetro de salida, que puede profundizar en el conocimiento del efecto de las compresiones en relación con la cantidad de flujo sanguíneo generado. Antes de este monitoreo puede ser alcanzado, debe crearse un modelo corazón anatómicamente realista que contiene: dos aurículas, dos ventrículos, las válvulas del corazón cuatro, venas pulmonares y las arterias y sistémicas venas y arterias. Este protocolo describe el procedimiento para crear un modelo funcional cardiaca neonatal artificial mediante la utilización de una combinación de la proyección de imagen de resonancia magnética (MRI), 3D impresión y fundición en forma de inyección fría. Usando este método con moldes interiores impresos 3D flexibles en el proceso de moldeo, puede obtenerse un modelo corazón anatómicamente realista.

Este estudio detalla un método para crear un modelo de corazón neonatal anatómicamente realista que combina la proyección de imagen de MRI, impresión 3D y moldeo a presión fría. El arteriosus del ductus como foramen oval permeable no se incluyeron en el modelo de corazón, presentado en este documento. El método descrito en este documento puede aplicarse también a otros órganos internos, como pulmones y caja torácica estructuras. Las estructuras de la caja torácica no requieren moldes y se...

Este protocolo describe un procedimiento para la creación de modelos funcional cardiaca neonatal artificial utilizando una combinación de la proyección de imagen de resonancia magnética, impresión 3D y moldeo por inyección. El propósito de estos modelos es para su integración en la próxima generación de simuladores de paciente neonatales y como una herramienta para estudios fisiológicos y anatómicos.

Modelo corazón Neonatal anatómicamente realista para el uso en simuladores de paciente Neonatal

Neonatal patient simulators (NPS) are artificial patient surrogates used in the context of medical simulation training. Neonatologists and nursing staff ...

Este método puede responder preguntas clave en el campo de la neonatología, como la cantidad de salida cardíaca que se genera durante las compresiones torácias. La principal ventaja de esta técnica es que permite la creación de un modelo cardíaco flexible sin la pérdida de realismo anatómico. Demostrando el procedimiento conmigo hoy estará Jasper Sterk, un técnico de nuestro laboratorio.Para adquirir segmentos de imagen de un corazón neonatal representativo, abra primero un programa de software de procesamiento adecuado. Importe una imagen de resonancia magnética torácica neonatal, o RMN, formateada como un archivo de imágenes digitales y comunicaciones en medicina. Con la herramienta Máscaras de edición, seleccione el área del músculo cardíaco en cada sector de RMN donde el corazón está presente y cree una nueva capa de boceto.Segmente por separado las dos aurículas y los dos ventrículos de la misma manera y utilice la herramienta Calcular 3D para renderizar el músculo y las cámaras en representaciones 3D separadas. A continuación, utilice la herramienta Estereolitografía Plus para exportar los segmentos como cinco archivos de estereolitografía utilizando la resolución óptima para cada archivo. Para el procesamiento e impresión de las piezas de molde cardíaco neonatal, cargue los archivos de molde de válvula de atria y ventrículo en un programa de software de diseño asistido por computadora.Utilice la resonancia magnética original para determinar las posiciones de las válvulas aórtica, pulmonar, mitral y tricúspide. Con la función de pieza de inserción, arrastre los archivos de válvula para las mitades de molde positivas y negativas de cada válvula a sus respectivas posiciones en el conjunto cargado de aurículas y ventrículos al archivo actual. Haga clic en la ubicación en la superficie de la aurícula o el ventrículo para indicar la posición de la colocación.En la pestaña Operaciones, seleccione Extruir base de saliente para extruir las bases de las válvulas positivas y negativas de modo que las válvulas sobresalan en sus respectivas cámaras y fusionar las partes de la válvula según corresponda. Agregue los archivos de válvula pulmonar y aórtica a sus respectivas ubicaciones de ventrículos, abra la pestaña Boceto y seleccione la herramienta Círculo. A continuación, abra la pestaña Operación y utilice la función Base de barrido para croquizar dos cilindros de cinco milímetros de diámetro arqueados desde la parte superior de las válvulas hasta que ambas superficies de cilindro circular alcancen la posición horizontal.Después de fusionar las partes de la válvula a sus respectivos ventrículos y arterias, seleccione la herramienta Círculo de nuevo y utilice la función Extruir base de saliente para extruir cilindros verticales de cinco milímetros de diámetro desde la base de cada una de las cuatro cámaras hasta que los cilindros sean de 40 milímetros de longitud y sobresalga en sus respectivas cámaras. A continuación, abra la pestaña Croquis y seleccione la herramienta Círculo de croquis. A continuación, para crear diferentes sangrías de profundidad, abra la pestaña Operaciones y utilice la función Extruir de corte para croquizar semicírculos en la parte superior de los cilindros para añadir muescas diferenciales a los cilindros.Para restar las formas de las cámaras y arterias, haga clic con el botón derecho del 200o para seleccionar el cuerpo sólido de la cámara y la arteria de interés y seleccione la función Combinar para permitir que se seleccione el ajuste Restar. Después de salvar las cámaras y las arterias, importe el modelo de músculo cardíaco. A continuación, inicie un nuevo croquis y mantenga pulsada la tecla Mayús para seleccionar todos los croquis de la base del cilindro.Para desfasar los seis croquis base de cilindros en dos milímetros, abra la ficha Croquis y seleccione Convertir entidades. Abra la pestaña Operaciones y utilice la función Extruir base de saliente para fusionar los cilindros de arco con el modelo de músculo cardíaco. Para modelar un cubo desde la base de los seis cilindros hacia abajo, seleccione Geometría de referencia y abra la pestaña Croquis y seleccione la herramienta Cuadrado.A continuación, esboce un cuadrado con una longitud y anchura cuatro milímetros más ancho que la parte más ancha del modelo de músculo cardíaco. Utilice la función Extruir base de saliente para extruir el cuadrado hacia abajo con un grosor de ocho milímetros. Fusione el cuadrado extruido con la base de los seis cilindros utilizando la función Fusionar piezas.Agregue cubos de cuatro milímetros a cada una de las cuatro esquinas de la base de la misma manera. Usando la base cuadrada como un boceto, extruya la base para cubrir todo el modelo del corazón y reste todas las demás partes de la cubierta. Utilice la función Geometría de referencia para generar un plano de referencia a la altura de interés y seleccione Insertar, Moldes y Dividir para dividir la parte superior del rectángulo sobrante en la parte más ancha del modelo cardíaco.Divida el rectángulo sobrante de nuevo en la posición de liberación de molde más conveniente de la misma manera, pero en la dirección vertical. A continuación, utilice una impresora de chorro y materiales de fotopolímero rígidos similares a los de goma para imprimir las piezas del molde. Es esencial utilizar material similar al caucho para el molde interior para que estos moldes se puedan quitar más tarde sin romper o dañar el modelo.Para el moldeo por inyección en frío y el acabado de las piezas del molde, primero rocíe todas las superficies de todas las piezas impresas, excepto las válvulas con un agente de liberación, y limpie las piezas con papel tisú. Después de secar al aire durante 15 minutos, cierre la base del molde y dos paneles laterales y coloque el molde encima de dos espaciadores para que la base del molde no esté en contacto directo con la superficie de la mesa. Inserte un cartucho de silicona en una pistola dispensadora manual y utilice la pistola para añadir cinco mililitros de silicona a una taza de medición.Mezcle la silicona con una herramienta de mezcla y utilice la herramienta de mezcla para aplicar una generosa cantidad de silicona líquida a los lados negativos y positivos de las válvulas de aurículas y ventrículos derechas. Cubrimos la válvula para garantizar su funcionalidad. Conecte las dos cámaras en el ángulo correcto de la válvula y empuje las cámaras a sus respectivos cilindros en el molde base.A continuación, conecte los cilindros de arco pulmonar y aórtico de una manera similar. Deje que la silicona se solidifique durante dos minutos. Fije la parte superior del molde y un mezclador estático al cartucho, apretando el cartucho hasta que se haya dispensado toda la silicona y, a continuación, liberando la presión.Ajuste todo el molde en los dos espaciadores e inserte la pistola en la toma de moldeo por inyección de ocho milímetros. Apriete con baja presión en el transcurso de tres minutos hasta que todos los conductos de ventilación muestren signos de desbordamiento de silicona. A continuación, inserte un espaciador de metal en la grieta entre las partes superior e inferior del molde para abrir la parte superior del molde.Retire las partes laterales del molde de una en una de la misma manera, teniendo cuidado de no perforar la pared del corazón, y utilice un bisturí para perforar cualquier burbuja en la silicona. Utilice un palillo de dientes para llenar cualquier agujero de burbujas con silicona y deje que el modelo se cure durante otros 30 minutos. Cuando el modelo esté listo, encierre firmemente el modelo de corazón con una mano y utilice aire comprimido para volar el modelo de la base del molde, dejando los seis moldes internos en el modelo de corazón.Utilice una jeringa de agua para llenar y presurizar los ventrículos izquierdo y derecho para liberar los moldes internos. A continuación, utilice un fórceps Magill para extraer las dos partes internas del molde sin comprimir el segmento de la válvula. Este método de impresión del modelo 3D también se puede aplicar a otros órganos internos, como los pulmones, o a estructuras óseas, como las costillas.El uso de materiales de molde interior muy flexibles para la impresión 3D permite la creación y liberación de estructuras orgánicas complejas que se destruirían durante la eliminación de las cámaras interiores si se utilizaran materiales de impresión más rígidos. Una alta resolución de las intrincadas piezas de modelo impresas en 3D es esencial para la generación de pequeños componentes orgánicos, como los utilizados en el sistema modelo corazón. Después del desarrollo, este método allanó el camino para que los investigadores exploraran la fisiología neonatal del paciente.Después de ver este video, usted debe tener una buena comprensión de cómo crear un corazón neonatal anatómicamente realista con cuatro cámaras y cuatro válvulas en un solo ciclo de fundición. No olvide que trabajar con hidróxido de sodio puede ser extremadamente peligroso. Por favor, use protección para las manos y los ojos durante este procedimiento.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

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