Name: מודל הלב Neonatal מציאותי אנטומית לשימוש ב- Neonatal סימולטורים החולה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-05T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: למד ליצור מודל לב ניאונטלי אנטומי וגמיש באמצעות MRI, הדפסה תלת-ממדית ויציקת סיליקון. שיטה זו משפרת הכשרה לריאנימציה ומאפשרת מחקר פיזיולוגי מדויק בניאונטולוגיה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה בוצע במסגרת הולנדי IMPULS perinatology. המחברים רוצה להודות המוזיאון UMCN Radboud על אנטומיה, פתולוגיה, Máxima רפואי Veldhoven מרכז למתן neonatal MRI סריקות המשמש לעבודה זו. המחברים עוד יותר רוצה להודות ג'ספר Sterk, סאנה ואן דר לינדן, פרדריק דה Jongh, פלאון Alkemade ו- D.search המעבדה בפקולטה לעיצוב תעשייתי על תרומתם המשמעותית להתפתחות של מחקר זה. לבסוף המחברים רוצה להודות רוהאן ג'ושי על קריאתו הוכחה של כתב היד.

כל האישורים המוסדי התקבלו לפני המטופל הדמיה.
1. תמונה של רכישת פילוח
<ol><li>רוכשים את סריקת MRI בית החזה של neonate הדמיה דיגיטלית ותקשורת בתבנית רפואה (DICOM). ללכוד את כל פרוסה של הסריקה על הבמה דיאסטולי חדרית של מחזור הלב או להשיג לקבל MRI בית החזה של נתיחה שלאחר המוות. הערה: הגדרה ברורה בעליל של שריר הלב, כמו גם אטריה, החדרים, חיוני.</li>
	<li>באמצעות תוכנת עיבוד (ראה טבלה של חומרים) ייבוא קובץ DICOM של ה MRI בית החזה. באמצעות פריט התפריט 'עריכה מסכות', בחר את האזור של שריר הלב על כל פרוסה MRI איפה הלב נמצא בהווה. אטריה בין החדרים, במקרה זה, יכול להיות מכוסה גם כן.</li>
	<li>יצירת שכבה סקיצה חדשה, בנפרד לפלח את אטריה שתי, שתי עליות באותו אופן כמו הבחירה עבור שריר הלב. לא קטע את השסתומים הנוכחי בין החדרים אטריה, ובין החדרים לבין העורקים.</li>
	<li>לעיבוד השריר, צ'יימברס לתוך נפרד ייצוגים תלת-ממד באמצעות התפריט 'חישוב תלת-ממד' פריט ולייצא אותם כקבצי חמש STereoLithography (.stl), תוך שימוש בהגדרות רזולוציה מיטבית באמצעות פריט התפריט 'STL +'.</li>
	<li>טעינת קבצים the.stl תוכנת תיב מ (ראה טבלה של חומרים). השתמש בפריט תפריט אשף תיקון כדי לתקן את קבצי the.stl עבור משולשים חופפים וקצוות רע. שמור קבצי the.stl שוב. הערה: אם אין לב MRI זמין, שקול להשתמש מודל הלב בשימוש בפרוטוקול זה. קובץ זה מכיל גם מודלים שסתום הלב נפרדים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56710/Cardiac_model_parts.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקבצים</a>.</li>
</ol>2. עובש הדפסה ועיבוד
<ol><li>טען את ערכת אטריה ואת החדרים לתוך תוכנת תכנון בעזרת מחשב (ראה טבלה של חומרים). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/56710/Cardiac_model_parts.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקבצים</a>.<ol>
<li>לקבוע את המיקום של השסתומים אבי העורקים ריאתי, המסתם הדו-צניפי, של שימוש ה MRI המקורי (איור 1).</li>
	</ol>
</li>
	<li>הוסף את החצאים עובש חיוביים ושליליים של כל שסתום שלהם עמדה בהתאמה בערכת טעון של אטריה, החדרים על-ידי גרירת הקובץ שסתום (שהושג דרך הקישור לעיל) לתוך הקובץ הנוכחי. מפעיל את הפונקציה "הכנס חלק". ציין את המיקום של השמה על ידי לחיצה על המיקום של פני השטח של אטריה או החדרים.<ol>
<li>הבלטת הבסיס של שסתום חיוביים ושליליים באמצעות ' בכרטיסיה תכונות > הבלטת הבוס/בסיס ' כדי לבלוט לתוך לחדריהם בהתאמה ולמזג את שסתום חלקים לתא המתאימים שלהם. הערה: המסתם מורכב משני חלקים semilunar, בעוד התלת-צניפי, אבי העורקים, שסתומי ריאות מורכב משלושה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>להוסיף את הקובץ שסתום אבי העורקים ריאתית למיקום החדר בהתאמה שלהם באמצעות ההליך שמתואר בשלב 2.2. מהחלק העליון של שסתומים אלה, לשרטט שני צילינדרים מתקשת בקוטר 5 מ מ על-ידי לחיצה ' טאב סקיצה > מעגל ' בעקבות החופפת מקושת קו בעזרת ' בכרטיסיה תכונות > לטאטא בסיס/הבוס ' עד שני המשטחים גליל מעגלי להגיע אל המיקום האופקי. למזג את שסתום חלקים שלהם החדרים בהתאמה, העורקים.</li>
	<li>בבסיס של כל ארבעת התאים, כמו גם שני הגלילים מקושתים, לצייר אנכי צילינדרים בקוטר 5 מ מ על ידי לחיצה ' טאב סקיצה > מעגל ' פריט, הבלטת אותם עד 40 מ"מ אורך על-ידי לחיצה ' בכרטיסיה תכונות > הבלטת בסיס/הבוס ' פריט. תן לכל צילינדר בולטות לתא המתאימים שלהם.<ol>
<li>כדי להבטיח את תאי מיקום כאשר בהרכבת החלקים הפנימיים שש ב כייר, להוסיף חריצים דיפרנציאלית שישה צילינדרים (איור 2) על-ידי שרטוט מלון על הגלילים: לחץ ' טאב סקיצה > לשרטט מעגל ' פריט בתפריט, השתמש ' הכרטיסיה תכונה > גזור/הבלטת ' פריט התפריט כדי ליצור עומק שונות הכניסות.<ol>
<li>להחסיר את הצורה שלהם צ'יימברס, העורקים על ידי בחירת הגוף מוצק של התא, עורק, לחיצה ימנית, והקשה על הפונקציה 'שילוב' לאחר מכן ניתן לבחור את הגדרת הפחת. אל תמזג את החלקים הבאים. שמור כל צ'יימברס וצירי בנפרד.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>לייבא מודל שריר הלב. קיזוז שישה צילינדרים הסקיצות הבסיס על-ידי הפעלת רישום חדשה ובחירה כל גליל סקיצות הבסיס על-ידי החזקת מקש 'shift לחוץ'. לאחר מכן, בחר ' טאב סקיצה > להמיר את פריט התפריט של ישויות. בחר ' טאב סקיצה > קיזוז של ישויות פריט התפריט כדי לקזז את הסקיצות על ידי 2 מ מ.<ol>
<li>הבלטת ולמזג את הסקיצות האלה על-ידי לחיצה ' בכרטיסיה תכונות > הבלטת פריט התפריט של הבוס/באס עם המודל שריר הלב; חזור על הגלילים מתקשת. מיזוג אלה צילינדרים עם מודל שריר הלב על ידי לחיצה ' בכרטיסיה תכונות > הבלטת פריט התפריט של הבוס/בס. הערה: ודא הדגם שריר הלב מול של אטריה מעל 2 מ מ המרחק (איור 1). אחרת הקיר יתבקע בעת הסרת התבניות הפנימי.</li>
	</ol>
</li>
	<li>דגם קוביה מבסיס של שישה צילינדרים למטה על-ידי הצבת מטוס הפניה על-ידי לחיצה ' בכרטיסיה תכונות > הפניה גאומטריה > המטוס '. לאחר מכן, לחץ על ' טאב סקיצה > כיכר ' פריט התפריט, סקיצה ריבוע עם אורך ורוחב הוא 4 מ מ רחב יותר החלק הרחב ביותר של המודל של שריר הלב.<ol>
<li>הבלטת זה כלפי מטה עם עובי של 8 מ"מ על-ידי לחיצה ' בכרטיסיה תכונות > הבלטת בסיס/הבוס ' תפריט פריט ולאחר למזג את זה לבסיס של שישה צילינדרים סימון פריט התפריט 'מיזוג חלקים'. ארבע הפינות של הבסיס, להוסיף קוביות 4 מ מ באמצעות אותה שיטה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>באמצעות בסיס מרובע כמו שרטוט, הבלטת ממד זה כדי לכסות את המודל בלב שלם ונקרע כל החלקים האחרים של זה. לפצל את החלק העליון של המלבן שאריות בחלק הרחב ביותר של מודל הלב. מקום ראשון מטוס הפניה-גובה הרצויה באמצעות ' בכרטיסיה תכונות > הפניה גאומטריה > המטוס. אחרי זה, השתמש בפריט התפריט ' הוסף > תבניות > לפצל ' כדי לבחור את השטח שעליו הפיצול יש לקחת את המקום ואת האובייקט המחייב פיצול.<ol>
<li>לפצל את המלבן שאריות עובש שוב הנוחים ביותר לשחרר עמדה באותה שיטה שמתואר בשלב 2.7 עדיין במצב אנכי. סקיצה 4 מ מ מעוקב sockets בפינות של החלקים האורך של העובש ולהוסיף קוביות 4 מ מ פינות של המכסה העליון באמצעות ' טאב סקיצה > כיכר ' ו ' בכרטיסיה תכונות > הבלטת בסיס/הבוס ' פריטי תפריט.</li>
	</ol>
</li>
	<li>סקיצה 50 חוגים של 1 מ מ קוטר המכסה את החלק העליון של המודל עובש החיצוני כולו, גזור-הבלטת אלה דרך כל תבניות החיצוני. כמו כן, הבלטת ממד מספר צילינדרים 1 מ"מ בצד למכסה העליון במיקומים הרחב ביותר של המודל של שריר הלב. גזור-הבלטת חור הזרקה יחידה 8 מ"מ מהמכסה העליון.<ol>
<li>שמור את כל ארבעת החלקים החיצוניים עובש בנפרד. התראה: בסך הכל, הם היו עשרה עובש רכיבים: הבסיס של העובש, שני לוחות הצד החיצוני עובש, עובש החיצוני העליון כריכה, שני אטריה עובש הפנימית עם שסתום קבצים מצורפים, שתי עליות עובש הפנימית עם שסתום קבצים מצורפים, ואחד כל הפנימית של אבי העורקים וריאות עובש עורק עם שסתום קבצים מצורפים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>להשתמש במדפסת jetting להדפסה עם חומרים דמוי גומי הנוקשה photopolymer מותקן (ראה טבלה של חומרים). בעת הצבת חלקים להדפסה על מיטה הדפסה, ודא שסתום התשלילים הם כל המודפס פונה כלפי מעלה (אנכית) (איור 3).<ol>
<li>בחר את הגדרות הדפסה מבריק. ארבעת התאים, כמו גם את הקבצים המצורפים עובש ריאות, אבי העורקים, בחר את החומר S95 גמישה; עובש ארבעה חלקים אחרים, בחר את החומר הדפסה נוקשה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לאחר הדפסת החלקים עובש, להסיר את החומר התמיכה בנו במהלך ההדפסה על-ידי waterjet (ראה טבלה של חומרים). לאחר ניקוי החלקים עובש, מקם את החלקים 5% נתרן הידרוקסידי פתרון עבור 24 שעות. לאחר הסרת החלקים מהפתרון, יש לשטוף אותן באמצעות מים קרים ולהשאיר להתייבש במשך 48 שעות לפני הליהוק.</li>
</ol>3. קר הזרקה וגימור
<ol><li>לרסס כל המשטחים החלקים עובש כל עם סוכן שחרור (ראה טבלה של חומרים), למעט שסתומים, ולנגב עם נייר טישו. יוצאים לייבוש למשך 15 דקות.<ol>
<li>סגור את הבסיס של העובש, פאנלים צד שני, למקם על גבי שני מפרידי, כך הבסיס של העובש אינו במגע ישיר עם השטח בטבלה. להכין שהסיליקון על-ידי הוספת מחסנית סיליקון המדריך מחלק האקדח (ראה טבלה של חומרים).</li>
	</ol>
</li>
	<li>הוסף 5 מ של סיליקון סחוט מהאקדח שחולק לתוך כוס מדידה לערבב בעזרת קיסם. בעזרת קיסם, להחיל כמות נדיבה של סיליקון שנמס לצד שליליות וחיוביות של אטריה נכון ושסתומים החדר. ודא כי ישנם אין בועות אוויר לכודים בתוך שהסיליקון (איור 4).<ol>
<li>חבר שני תאים-הזווית הנכונה שסתום ולאחר לדחוף אותם על גבי שלהם צילינדרים בהתאמה התבנית הבסיסית. חזור על הפעולה עבור הצד השמאלי. לבסוף, לצרף את הצילינדרים מקושתים ריאות, אבי העורקים באופן דומה. להשאיר אלה שסתומים שבמהלכו למשך 2 דקות ולאחר מכן לחבר את החלק העליון של העובש.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לצרף במערבל סטטי הדיו, לסחוט עד שהסיליקון יצא הצינור ולאחר מכן לשחרר את הלחץ. מיקום כייר כולו על מפרידי שני (איור 5), הכנס את האקדח לתוך שקע לכייר הזרקת 8 מ מ, לסחוט עם לחץ נמוך במשך 3 דקות עד כל האוורור מראים סימנים של סיליקון גלישה.<ol>
<li>להפסיק הזרקת סיליקון בשלב זה, להסיר את המיקסר, המקום של העובש על גבי משטח השולחן, כך כל פתחי האוורור התחתון חתומות, סיליקון יותר לא יכולה לזרום מתחתית העובש. השאר שהסיליקון שבמהלכו למשך 30 דקות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לפתוח את החלק העליון של העובש חטטניות והרמה כרווח מתכת לתוך הסדק בין החלק העליון והתחתון של העובש. להסיר את החלקים בצד של העובש באמצעות אותה שיטה, הסרת צד אחד בכל פעם. הערה: הקפד לא לנקב בקיר הלב בעת הוספת את מרווח.<ol>
<li>לאתר את כל בועות אוויר מבחוץ הלב לאחר שחרור שלושת הרכיבים החיצוניים עובש (איור 6). השתמש אזמל כדי לחדור את הבועה ולמלא את זה עם סיליקון כמות קטנה משתמשים בקיסם, ואז לעזוב כדי לרפא למשך עוד 30 דקות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>להשתמש באוויר דחוס (ראה טבלה של חומרים) כדי לפוצץ את מודל הלב מחוץ לבסיס התבנית עוזב התבניות פנימי 6 מודל הלב. ודא שהקפת מודל הלב עם יד אחת כדי למנוע אוויר קריעה בקיר הלב בחוזקה.<ol>
<li>השתמש מזרק עם מים כדי למלא, לדחוס את החדרים ימינה ושמאלה כדי לשחרר את התבניות הפנימי. אחרי זה להשתמש עם מלקחיים מגיל (ראה טבלה של חומרים) כדי לתפוס ושלוף אלה חלקים עובש שני הפנימית. חזור על תהליך זה של העורקים ריאות, אבי העורקים ולבסוף הסרת התבניות הפנימי אטריה ימינה ושמאלה. הערה: ודא כי המיקום של המלקחיים לא לדחוס על קטע שסתום הלחץ קלאמפ מוחל; זה יהרוס את השסתום המודפס.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לאגד את שני הצינורות המובילים ישירות כלפי מטה מן החדרים בבסיס מודל הלב באמצעות עוטפת את העניבה, להסיר גישה אוויר אוורור מחרוזות על-ידי מוריד אותם על פני הקיר הלב.</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>

המחברים מצהירים שאין פוטנציאל ניגודי אינטרסים בנושא מחקר, היוצרים ופרסום של מאמר זה. מחקר זה קיבל גרנט מסוימת אין שום סוכנות מימון במגזרים ציבוריים, מסחריים או לא למטרות רווח.

עבור המודל שפותחו במחקר זה, זיהינו הזרקה תוך תקופה 3-מין הנדרש כדי למנוע אוויר הזנת הגבס (איור 5, איור 6). כדי לוודא סיליקון יגיע את החללים צרים של השסתומים, חיוני "הליהוק קדם" או "ציפוי" של האזורים שסתום העובש. מכיוון התבניות פנימי בעיצוב הלב צריך לצאת שהסיליקון הסופי יצוק דרך פתחים 5 מ מ, חומר רב הדפסת תלת-ממד עבור תבניות נדרש כדי ליצור מודל הלב יצוקה אחת (איור 4). אנו הוריד את הקשיות חלקים התבנית הפנימית מספר פעמים, ולבסוף השתמשת...

בכל שנה מיליונים של neonates מאושפזים neonatal יחידות טיפול נמרץ (נמרץ לפגים). ב- NICUs, רוב מקרי חירום מתייחסות בעיות דרכי הנשימה, הנשימה ולאחר מחזור (ABC) ודורשים התערבויות כגון בעיסויים. NPS מציעים כלי אימון לאימון כזה התערבויות והוראה יקרי ערך. עבור כמה NPS, חיישנים מוטבעים יכול לזהות אם שילוב של ביצועים של הנחיות קליניות מומלצים1 על עומק ומהירות של עיסויים. הדבקות הנחיות יכול לשמש כדי לחשב ולכמת ביצועים, בהקשר זה, ניתן להציג כל כך חדשני NPS כמו מדד של תיבת מוחשי ולבן להערכת ביצועים.
ההקפדה ההנחיות המומלצות מטרתו לשפר את הפיזיולוגיה של המטופל. לדוגמה, בעיסויים מסופקים עם המטרה של יצירת להזרמת הדם במערכת הדם. דיוק גבוה הנוכחי NPS (למשל, PremieAnne (לארדל, סטבנגר, נורבגיה) ופול (SIMCharacters, וינה, אוסטריה)), אינם מכילים כל חיישנים למדידת פרמטרים פיזיולוגיים כגון זרימת הדם במהלך ההכשרה כשהם חסרים של הלב משולב ליצור פרמטר פיזיולוגיים. היעילות של עיסויים ב- NPS הנוכחי יכול ולכן לא להיות מוערך ברמה הפיזיולוגית. NPS לאפשר הערכה פיזיולוגיים בעיסויים, לב מלאכותי אנטומית מציאותי יש שילוב NPS. יתר על כן, המחקר2 מראה עלייה פיזית נאמנות האנטומי עשוי להוביל עלייה נאמנות פונקציונלי של NPS. שילוב מערכת איברים פיזית אמינות גבוהה להפיק תועלת הן על נאמנות פונקציונלי של אימון ולאפשר הערכת ביצועים פיזיולוגיים.
עלייה משמעותית אמינות NPS יכולה להיות מושגת באמצעות הדפסת תלת-ממד. ברפואה, הדמיה ממוחשבת והדפסת משמשים בעיקר עבור הכנה כירורגי ויצירה של שתלים3,4,5. לדוגמה, בשדה של סימולציה כירורגי, איברים מיוצרים לאמן מנתחים על ביצוע ניתוחים6. האפשרויות של הדפסת תלת-ממד לא ובכל זאת בהרחבה יושמו NPS. שילוב הדמיה תלת-ממדית עם הדפסת תלת-ממד פותחת את האפשרות של NPS להגיע לרמה גבוהה של אמינות הפיזי. השכפול של איברים מתוחכמים, גמיש, neonatal כמו הלב מתאפשר עקב ההולכת מגוון טכניקות וחומרים בשימוש עבור הדפסה תלת-ממדית7.
בנייר זה, אנו מפרטים פרוטוקול ליצירת לב neonatal פונקציונלי, מלאכותי באמצעות שילוב של MRI, הדפסת תלת-ממד והזרקה קר. מודל הלב בעיתון הזה כולל שני אטריה, שתי עליות, וארבעה שסתומים פונקציונלי, ו ריאתי ומערכתית העורקים והוורידים כל המופק של סיליקון יחיד יצוק. מודל הלב יכול להיות מלא עם נוזל, מצוידים עם חיישנים, משמש מחולל פרמטר פלט (קרי, לחץ דם או תפוקת הלב במהלך בעיסויים והפונקציונליות שסתום).

<table><tbody><tr><td>Ecoflex 5</td><td>חומר יציקת סיליקון</td><td>חלק</td><td></td></tr><tr><td>400 מ"ל מערבלים סטטיים</td><td>צינורות ערבוב</td><td>חלקים</td><td></td></tr><tr><td>אקדח חלוקה ידני</td><td>חלק משמש</td><td></td><td>להזרקה</td></tr><tr><td>5-56 תרסיס PTFE</td><td>CRC</td><td></td><td>חומר שחרור לתבניות</td></tr><tr><td>נתרן-הידרוקסיד</td><td>N/A</td><td></td><td>זה נרכש כסודה קאוסטית בחנות לחומרי בניין, בצורה יבשה וטהורה של 99%. מכיוון שהוא זמין באופן נרחב, אין חברה שצוינה</td></tr><tr><td>VeroWhite</td><td>Stratasys</td><td></td><td>החומר הקשיח המשמש בהדפסה</td></tr><tr><td>TangoBlackPlus</td><td>Stratasys</td><td></td><td>חומר הגומי המשמש בהדפסה</td></tr><tr><td>חומר תמיכה</td><td>Stratasys</td><td></td><td>חומר התמיכה הסטנדרטי המשמש את stratasys&nbsp;</td></tr><tr><td>מלקחיים מגיל</td><td>GIMA</td><td></td><td>גודל תינוק. זה מיועד להסרת התבניות הפנימיות</td></tr><tr><td>Stratasys Connex 350</td><td>Stratasys</td><td></td><td>&nbsp; אם מכונה זו אינה בבעלותה, אפשרות נוספת היא להדפיס את החלקים דרך חברת דפוס של צד שלישי כגון רכזות תלת מימד כדי להדפיס ולשלוח את החלקים.</td></tr><tr><td>Balco Powerblast (סילון מים)</td><td>Stratasys</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Euro 8-24 Set P (מדחס אוויר)</td><td>מזרק iSC</td><td>4007292</td><td></td></tr><tr><td>עם מחט קהה</td><td>N/A</td><td></td><td>מזרק 20 מ"ל עם מחט קהה בקוטר 0.5 מ"מ.</td></tr><tr><td>תוכנת חיקוי 17.0</td><td>Materialise&nbsp;</td><td></td><td>תוכנה זו שימשה לפילוח מודל הלב מה-MRI. ישנם כלי תוכנה להדמיית MRI בחינם כגון InVesalius, או Osirix, אם כי הם עשויים להתגלות כמספקים פחות פונקציונליות.</td></tr><tr><td>תוכנת מג'קס 9.0</td><td>Materialise&nbsp;</td><td></td><td>זה שימש לתיקון והחלקה של קבצי .stl שנוצרו על ידי חיקויים. החלקה זו יכולה גם&nbsp; להיעשות ברוב התוכנות החינמיות האחרות לדוגמנות תלת מימד.</td></tr><tr>תוכנת <td>Solidworks</td><td></td><td></td><td>המשמשת לעריכת מודל הלב. ניתן להשתמש ברוב תוכנות ה-CAD החינמיות האחרות לביצוע שלב זה של העיבוד.</td></tr></tbody></table>

מודל הלב neonatal מציאותי אנטומית לשימוש ב- neonatal סימולטורים החולה

Anatomically Realistic Neonatal Heart Model for Use in Neonatal Patient Simulators

סימולטורים neonatal החולה (NPS) הם מלאכותיים המחליפים המטופל להשתמש בהקשר של אימון וסימולציה רפואי. Neonatologists וצוות סיעודי בפועל התערבויות קליניות כגון בעיסויים להבטחת ההישרדות המטופל במקרה של איטי או דום לב. סימולטורים המשמש כיום של אמינות פיזי נמוך, לכן לא יכולה לספק תובנות ההליך של עיסויים איכותי. ההטמעה של הלב מבחינה אנטומית מציאותי מודל בעתיד סימולטורים מאפשרת הגילוי של תפוקת הלב שנוצרו במהלך בעיסויים; זה יכול לספק קלינאים עם פרמטר פלט, אשר יכול להעמיק את ההבנה של השפעת בדחיסות ביחס כמות זרימת הדם שנוצר. לפני ניטור זו יכולה להיות מושגת, מודל הלב מבחינה אנטומית מציאותי יש ליצור המכיל: אטריה שתי, שתי עליות, מארבעת מסתמי הלב, הוורידים ריאתי, העורקים, ו מערכתית ורידים, עורקים. פרוטוקול זה מתאר את ההליך עבור יצירת מודל תפקודי לב neonatal מלאכותיים כאלה על-ידי ניצול שילוב של דימות תהודה מגנטית (MRI), 3D הדפסה השלכת בצורה של הזרקה קר. באמצעות שיטה זו עם גמישות תבניות הפנימי 3D המודפס בהזרקה תהליך, מודל הלב מבחינה אנטומית מציאותית ניתן להשיג.

מחקר זה מפרט שיטה ליצירת מודל הלב neonatal אנטומית ריאליסטי המשלב דימות MRI, הדפסת תלת-ממד והזרקה קר. Arteriosus והצינורות, כמו גם foramen ovale לא נכללו במודל הלב שהוצגו במאמר זה. השיטה המתוארת במאמר זה ניתן גם ליישם לאיברים פנימיים אחרים, כגון הריאות, ומבנים כלוב הצלעות. הצלעות מבנים דורשים אין תבניות, ניתן להדפיס ישירות באמצעות חומרים גמישים. ב (איור 7), אנו מתארים מספר דוגמאות אלה. באמצעות מודל הלב יחד עם אלה חלקי גוף מלאכותיים אחרים יוצר העתק בית החזה מו...

פרוטוקול זה מתאר הליך ליצירת מודלים פונקציונליים לב neonatal מלאכותי על ידי ניצול שילוב של דימות תהודה מגנטית, הדפסת תלת-ממד והזרקת פלסטיק. המטרה של מודלים אלה היא על שילוב הדור הבא של סימולטורים החולה neonatal, ככלי עבור מחקרים פיסיולוגיים ואנטומיים.

מודל הלב Neonatal מציאותי אנטומית לשימוש ב- Neonatal סימולטורים החולה

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

שיטה זו יכולה לענות על שאלות מפתח בתחום הניאונטולוגיה, כגון כמה תפוקת לב נוצרת במהלך לחיצות חזה. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת יצירת מודל לב גמיש ללא אובדן הריאליזם האנטומי. להדגים את ההליך איתי היום יהיה ג'ספר סטרק, טכנאי מהמעבדה שלנו.כדי לרכוש מקטעי תמונה של לב יילודים מייצג, פתח תחילה תוכנת עיבוד מתאימה. יבא תמונת תהודה מגנטית של בית החזה יילודים, או MRI, המעוצבת כקובץ הדמיה דיגיטלית ותקשורת ברפואה. בעזרת הכלי מסיכות עריכה, בחרו באזור שריר הלב בכל פרוסת MRI שבה נמצא הלב וצור שכבת סקיצה חדשה.חלק בנפרד את שני האטריה ואת שני החדרים באותו אופן ולהשתמש בכלי לחשב 3D כדי להפוך את השריר ואת התאים לייצוגים 3D נפרדים. לאחר מכן השתמש בכלי Stereolithography Plus כדי לייצא את המקטעים כחמישה קבצי סטריאוליטוגרפיה באמצעות הרזולוציה האופטימלית עבור כל קובץ. לעיבוד והדפסה של חתיכות עובש הלב יילודים, לטעון את קבצי עובש שסתום atria ו חדר לתוך תוכנת עיצוב בעזרת מחשב.השתמש ב- MRI המקורי כדי לקבוע את מיקומם של שסתומי אבי העורקים, הריאה, המיטרלי והטריקוספיד. באמצעות פונקציית החלק הכנס, לגרור את הקבצים שסתום עבור חצאי עובש חיובי ושלילי עבור כל שסתום למיקומים המתאימים שלהם בקבוצה טעונה של atria ו חדרים לתוך הקובץ הנוכחי. לחץ על המיקום על פני השטח של אטריום או החדר כדי לציין את מיקום המיקום.תחת הכרטיסיה תכונות, בחר בסיס הבוס Extrude כדי להבלט את הבסיסים של שסתומים חיוביים ושליליים, כך שסתומים לבלט בתאים המתאימים שלהם, ולמזג את חלקי שסתום בהתאם לצורך. הוסף את קבצי שסתום הריאה ו אבי העורקים למיקומים המתאימים שלהם בחדר, ופתח את הכרטיסיה סקיצה ובחר בכלי עיגול. לאחר מכן פתחו את הכרטיסייה 'תכונה' ולהשתמש בפונקציה Sweep Boss Base כדי לשרטט שני צילינדרים מקוטר חמישה מילימטרים מהחלק העליון של השסתומים עד ששני משטחי הצילינדר העגולים יגיעו למיקום האופקי.לאחר מיזוג חלקי השסתום לחדרים והעורקים המתאימים שלהם, בחר שוב את הכלי Circle ולהשתמש בפונקציה Extrude Boss Base כדי להחדיר צילינדרים אנכיים בקוטר חמישה מילימטרים מבסיס כל אחד מארבעת התאים עד הצילינדרים הם 40 מילימטרים באורך לבלט לתוך התאים שלהם בהתאמה. לאחר מכן, פתחו את הכרטיסיה 'סקיצה' ובחרו בכלי עיגול סקיצה. לאחר מכן, כדי ליצור כניסות עומק שונות, פתח את הכרטיסיה תכונות ולהשתמש בפונקציה Cut Extrude כדי לשרטט צלבים למחצה מעל הצילינדרים כדי להוסיף חריצים דיפרנציאליים הצילינדרים.כדי להחסיר את הצורות מהתאים והעורקים, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני כדי לבחור את הגוף המוצק של התא והעורק של עניין ובחר בפונקציה שילוב כדי לאפשר את בחירת ההגדרה חיסור. לאחר שמירת התאים והעורקים, לייבא את מודל שריר הלב. לאחר מכן התחל סקיצה חדשה והחזק את מקש Shift לחוץ כדי לבחור את כל סקיצות הבסיס של הצילינדר.כדי לקזז את ששת סקיצות הבסיס של גלילים בשני מילימטרים, פתח את הכרטיסיה סקיצה ובחר המר ישויות. פתח את הכרטיסיה תכונות ולהשתמש בפונקציה Extrude Boss Base כדי למזג את הצילינדרים הקשתיים עם מודל שריר הלב. לדגם קוביה מבסיס ששת הצילינדרים למטה, בחרו 'גיאומטריית הפניה' פתחו את הכרטיסייה 'סקיצה' ובחרו בכלי ריבוע.לאחר מכן לשרטט ריבוע עם אורך ורוחב ארבעה מילימטרים רחב יותר מאשר החלק הרחב ביותר של מודל שריר הלב. השתמש בפונקציה Extrude Boss Base כדי להדיר את הריבוע כלפי מטה בעובי של שמונה מילימטרים. מזג את הריבוע המובלט לבסיס ששת הצילינדרים באמצעות הפונקציה מזג חלקים.הוסף קוביות של ארבעה מילימטרים לכל אחת מארבע פינות הבסיס באותו אופן. באמצעות הבסיס הריבועי כסקיצה, הבלט את הבסיס כדי לכסות את כל מודל הלב ולהחסיר את כל החלקים האחרים מהכיסוי. השתמש בפונקציה 'הפניה לגיאומטריה' כדי ליצור מישור הפניה לגובה העניין ובחר הוסף, תבניות ופצל כדי לפצל את החלק העליון של מלבן השאריות בחלק הרחב ביותר של מודל הלב.לפצל את המלבן שאריות שוב במיקום שחרור עובש הנוח ביותר באותו אופן, אבל בכיוון האנכי. לאחר מכן השתמש במדפסת סילון וחומרי פוטופולימר קשיחים דמויי גומי כדי להדפיס את חלקי התבנית. זה חיוני כדי להשתמש בחומר דמוי גומי עבור התבנית הפנימית, כך תבניות אלה ניתן להסיר מאוחר יותר מבלי לשבור או לפגוע במודל.עבור הזרקת קר דפוס וגימור של חלקי עובש, תחילה לרסס את כל המשטחים של כל החלקים המודפסים למעט שסתומים עם סוכן שחרור, ולנגב את החלקים נקיים עם נייר טישו. לאחר ייבוש אוויר במשך 15 דקות, לסגור את הבסיס של התבנית ושני לוחות צד ולהחיל את התבנית על גבי שני מ רווחים כך הבסיס של התבנית אינו במגע ישיר עם משטח השולחן. הכנס מחסנית סיליקון לאקדח מחלק ידני ולהשתמש באקדח כדי להוסיף חמישה מיליליטר של סיליקון לתוך מדידה.מערבבים את הסיליקון עם כלי ערבוב ולהשתמש בכלי הערבוב כדי להחיל כמות נדיבה של סיליקון נוזלי על הצדדים השליליים והחיוביים של שסתומי האטריה החדר הימניים. אנחנו מצפים את השסתום כדי להבטיח את הפונקציונליות שלהם. חבר את שני התאים בזווית השסתום הימנית ודחוף את התאים אל הצילינדרים המתאימים שלהם בתבנית הבסיס.לאחר מכן לצרף את צילינדרים קשת הריאה ואת בית הדם באופן דומה. אפשר לסיליקון להתגבש במשך שתי דקות. חבר את החלק העליון של התבנית מערבל סטטי למחסנית, לסחוט את המחסנית עד כל הסיליקון כבר מחלק, ולאחר מכן לשחרר את הלחץ.כוונן את התבנית כולה על שני המרחבים והכנס את האקדח לשקע דפוס הזרקת שמונה מילימטר. לסחוט עם לחץ נמוך במהלך שלוש דקות עד כל פתחי האוורור להראות סימנים של גלישת סיליקון. לאחר מכן הכנס מ לרווח מתכת לתוך הסדק בין החלק העליון והתחתון של התבנית כדי לפתוח את החלק העליון של התבנית.הסר את החלקים הצדדיים של התבנית אחד בכל פעם באותו אופן, דואג לא לנקב את דופן הלב, ולהשתמש אזמל לנקב את כל הבועות בסיליקון. השתמש קיסם כדי למלא את כל חורי בועה עם סיליקון ולאפשר את המודל לרפא עוד 30 דקות. כאשר המודל מוכן, להקיף בחוזקה את מודל הלב ביד אחת ולהשתמש באוויר דחוס לפוצץ את המודל של הבסיס של התבנית, משאיר את שש תבניות פנימיות במודל הלב.השתמש במזרק מים כדי למלא וללתום את החדרים השמאליים והימין כדי לשחרר את התבניות הפנימיות. לאחר מכן השתמש מדפים Magill לשלוף את שני חלקי עובש הפנימי מבלי לדחוס את קטע השסתום. ניתן להחיל שיטת הדפסה זו במודל תלת-ממד גם על איברים פנימיים אחרים, כגון הריאות, או על מבני עצם, כגון הצלעות.שימוש בחומרי עובש פנימיים גמישים מאוד להדפסה בתלת-ממד מאפשר יצירה ושחרור של מבנים אורגניים מורכבים שיושמדו במהלך הסרת התאים הפנימיים אם נעשה שימוש בחומרי הדפסה נוקשים יותר. רזולוציה גבוהה של חלקי הדגם המודפסים המורכבים בתלת-ממד חיונית לדור רכיבים אורגניים קטנים, כגון אלה המשמשים במערכת מודל הלב. לאחר הפיתוח, שיטה זו סללה את הדרך לחוקרים לחקור את הפיזיולוגיה של מטופלי יילודים.לאחר צפייה בסרטון זה, אתה צריך הבנה טובה של איך ליצור לב יילודים מציאותי אנטומית עם ארבעה תאים וארבעה שסתומים במחזור יציקה אחד. אל תשכח כי עבודה עם נתרן הידרוקסיד יכול להיות מסוכן מאוד. נא ללבוש הגנה על היד והעין במהלך הליך זה.

anatomically-realistic-neonatal-heart-model-for-use-neonatal-patient

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

בסרטון זה, אנו מדגימים את ההליך להסרה כירורגית של קודקוד החדר השמאלי של לב עכבר יילוד.

מודל עכבר יילודים לכריתה אפיקלית: הליך כירורגי לקטיעת קודקוד החדר לחקר פוטנציאל התחדשות בלב עכבר יילוד

פרוטוקול זה מתאר מודל הניתן לשחזור של התחדשות הלב על ידי אינדוקציה כירורגית של אוטם שריר הלב בחדר השמאלי של עכברי יום 1 לאחר הלידה. השיטה כוללת אינדוקציה של הרדמה היפותרמית וקשירה של העורק הכלילי היורד הקדמי השמאלי.

אוטם שריר לב עכברים ילודים, מודל התחדשות לב

במחקרים אלה, אנו מספקים מתודולוגיה חדשנית, בילוד, פיגומי לב בעכברים לשימוש במחקרים רגנרטיבית.

Neonatal לב פיגומים: מטריצות Novel ללימודי הרגנרציה

כאן אנו מציגים פיתוח של מערך מחזור מדומה להערכת טיפול רב-מודאלי, תכנון טרום התערבותי, והכשרת רופא על אנטומיה של לב וכלי דם. עם היישום של סריקות טומוגרפיות ספציפיות למטופל, התקנה זו אידיאלית עבור גישות טיפוליות, הכשרה, וחינוך ברפואה אישית.

פיתוח והערכה של פאנטום לב וכלי דם בהדפסה תלת-ממדית לתכנון והדרכה התערבותיים

מודלים ספציפיים למטופל משפרים את הביטחון של המנתחים ואת המנתחים בעת פיתוח או למידה של תוכניות כירורגיות. מדפסות תלת-ממדיות (תלת-ממדיות) מפיקות פרטים מתאימים להכנה כירורגית, אך אינן מצליחות לשכפל אמינות הפטית של רקמות. מוצג פרוטוקול המפרט את יצירתם של מודלים לב סיליקון ספציפיים למטופל, המשלבים דיוק הדפסה תלת-ממדי עם רקמת סיליקון מדומה.

יצירת מודלים לב סיליקון ספציפיים למטופל עם יישומים בתוכניות טרום ניתוחיות והכשרה מעשית

הפרוטוקול הנוכחי מתאר תותח אבי העורקים וזליפה מדרדרת של לב מורין ילודים לשעבר .  אסטרטגיה של שני אנשים, באמצעות מיקרוסקופ ניתוח ומחט מד קטנה קהה, מאפשרת תותח אמין. כימות מתח התכווצות אורכי מושג באמצעות מתמר כוח המחובר לפסגת החדר השמאלי.

טכניקה שונה לשימוש בלבבות מורין יילודים בהכנת לנגנדורף

הפרוטוקול הנוכחי מתאר הערכה אקוקרדיוגרפית של מורפולוגיה של חדר שמאל, תפקוד וזרימת דם כלילית בעכברים בני 7 ימים.

אפיון אקוקרדיוגרפי של מבנה החדר השמאלי, תפקודו וזרימה כלילית בעכברים ילודים

פרוטוקול זה מדגים את זרימת העבודה של פלטפורמת SILICOFCM ליצירה אוטומטית של מודל פרמטרי של החדר השמאלי מתמונות אולטרסאונד ספציפיות למטופל על ידי יישום מודל אלקטרומכני רב-ממדי של הלב. פלטפורמה זו מאפשרת בניסויים קליניים בסיליקו שנועדו להפחית ניסויים קליניים אמיתיים ולמקסם את התוצאות הטיפוליות החיוביות.

בסיליקו ניסויים קליניים במחלות לב וכלי דם

פרוטוקול זה מתאר מודל חזירי בילוד של מעקף לב-ריאה (CPB), עם דום דם ודום לב ככלי לחקר נזק מוחי חמור וסיבוכים אחרים משניים ל-CPB.

מודל בעלי חיים ילדים של החייאה חוץ-גופית לב-ריאה לאחר דום דם ממושך

עבודה זו מציגה מודל חייתי של פיברוזיס המושרה על ידי מעבר אנדותל למזנכימלי, כפי שניתן לראות במומים לבביים מולדים כגון היצרות קריטית של אבי העורקים או תסמונת לב שמאל היפופלסטית, המאפשרת הערכה היסטולוגית מפורטת של רקמות, זיהוי מסלולי איתות רגולטוריים ובדיקת אפשרויות טיפול.

מודל השתלת לב חולדה הטרוטופי בילוד לחקר המעבר מאנדותל למזנכימלי

למד ליצור מודל לב ניאונטלי אנטומי וגמיש באמצעות MRI, הדפסה תלת-ממדית ויציקת סיליקון. שיטה זו משפרת הכשרה לריאנימציה ומאפשרת מחקר פיזיולוגי מדויק בניאונטולוגיה.

מודל הלב Neonatal מציאותי אנטומית לשימוש ב- Neonatal סימולטורים החולה

גלה סרטונים נוספים