이 프로토콜에서는 자기 공명 영상, 3D 인쇄, 사출 성형의 조합을 이용 하 여 기능성 인공 신생아 심장 모델을 만들기 위한 절차를 설명 합니다. 이러한 모델의 목적은 생리 및 해 부 학적 연구에 대 한 다음 세대 신생아 환자 시뮬레이터 및 도구에 통합.
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이 프로토콜에서는 자기 공명 영상, 3D 인쇄, 사출 성형의 조합을 이용 하 여 기능성 인공 신생아 심장 모델을 만들기 위한 절차를 설명 합니다. 이러한 모델의 목적은 생리 및 해 부 학적 연구에 대 한 다음 세대 신생아 환자 시뮬레이터 및 도구에 통합.
신생아 환자 시뮬레이터 (NPS)는 의료 시뮬레이션 교육의 맥락에서 사용 하는 인공 환자 대리 모 알선. Neonatologists 및 간호 직원 연습 bradycardia 또는 심장 마비 환자 생존을 위해 가슴 압박 등 임상 개입. 현재 사용 하는 시뮬레이터 낮은 신체 충실도의 이며 따라서 가슴 압박의 절차에 대 한 질적 통찰력을 제공할 수 없습니다. 해부학 현실 심장 미래에 시뮬레이터 하면 가슴 압박; 하는 동안 생성 된 심장 출력의 감지 포함 이 출력 매개 변수, 혈 생성의 금액에 관하여 압박의 효과의 이해를 깊게 수 임상을 제공할 수 있습니다. 이 모니터링은 달성 될 수 있다, 전에 해부학 현실적인 심장 모델 만들어야 합니다 포함: 2 심 방, 2 심, 4 개의 심장 판 막, 폐 정 맥 및 동맥, 그리고 조직의 정 맥과 동맥. 이 프로토콜에서는 자기 공명 영상 (MRI), 3D 인쇄, 그리고 차가운 사출 성형의 형태로 주조의 조합을 사용 하 여 이러한 기능성 인공 신생아 심장 모델을 만들기 위한 절차를 설명 합니다. 이 메서드를 사용 하 여 유연한 3D 인쇄 내부 금형 사출 성형 과정에서에서와, 해부학 현실적인 심장 모델을 얻을 수 있습니다.
매년 수백만 신생아는 신생아 집중 치료 단위 (NICU)을 인정 했다. NICUs에서 대부분 긴급 기도, 호흡, 순환 (ABC)에 문제에 관련 하 고 가슴 압박 등 개입 필요. NPS는 귀중 한 교육 및 훈련 도구 같은 개입을 연습을 제공 합니다. 일부 NPS 대 한 임베디드 센서 성능 권장된 임상 지침1 깊이 가슴 압박의 속도 대 한 충족 여부를 검색할 수 있습니다. 계산 하 고 성능, 계량 지침을 준수를 사용할 수 있으며 이와 관련, 같은 첨단 NPS 성능 평가 대 한 유형 및 백색 상자 통계로 볼 수 있습니다.
권장된 지침을 준수 환자 생리학을 향상을 목표로 합니다. 예를 들어 가슴 압박 순환 시스템에 충분 한 혈액의 흐름을 생성 하는 것을 목적으로 전달 됩니다. 현재 높은 충실도 NPS (예를 들어, PremieAnne (Laerdal, 스타 방 게르, 노르웨이)와 바울 (SIMCharacters, 비엔나, 오스트리아)), 그들은 부족 통합된 한 마음으로 훈련 기간 동안 혈 등 생리 적 매개 변수를 측정 하기 위해 어떤 센서를 포함 하지 않는 이 생리 적인 매개 변수를 생성 합니다. 현재 NPS에서 가슴 압박의 효능 수 따라서 없습니다 부과 생리 적 수준에서. 가슴 압박의 생리 적 평가 사용 하도록 NPS에 대 한 해부학 현실적인 인공 심장 NPS에 통합 될 수 있다. 또한, 연구2 실제 해부학 충실도 증가 NPS의 기능 충실도 증가 발생할 수 있습니다 보여 줍니다. 물리적으로 높은-충실도 기관 시스템 통합 훈련의 두 기능 충실도 유익 하 고 생리 적인 성능 평가 가능 하 게 것 이다.
3D 인쇄를 통해 NPS의 충실도에 상당한 증가 얻을 수 있습니다. 의학, 3D 이미징 및 인쇄는 대부분 수술 준비와 임 플 란 트3,,45의 창조에 대 한 사용 됩니다. 예를 들어 수술 시뮬레이션 분야에서 장기 훈련 외과 수술6대 생산 됩니다. 3D 인쇄의 가능성을가지고 아직 되어 광범위 하 게 적용 되지 NPS에서. 3D 영상과 3D 인쇄 조합 물리적 충실도의 높은 수준에 도달 하기 위한 가능성을 엽니다. 정교한, 유연 하 고, 신생아 심장 같은 장기의 복제 기술과 3D 인쇄7사용 재료의 적-확대 범위 때문에 가능한 된다.
이 문서에서 우리는 기능, 인공 신생아 심장 MRI, 3D 인쇄, 그리고 차가운 사출 성형의 조합을 사용 하 여 만들기 위한 프로토콜 선발. 이 종이에 심장 모델 두 심 방, 2 심, 4 개의 기능 밸브, 그리고 폐와 조직의 동맥과 정 맥 모든 캐스팅 단일 실리콘에서 생산을 포함 되어 있습니다. 심장 모델은 액체 가득, 센서를 갖추고 고 출력 매개 변수 생성기 (즉, 혈압 또는 심장 출력 가슴 압박 및 밸브 기능)으로 사용 될 수 있습니다.
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모든 기관 승인 환자 이미징 하기 전에 획득 했다.
1. 이미지 획득 및 세분화
2. 처리 및 인쇄 형
3. 차가운 사출 성형 및 마무리
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이 연구는 MRI 이미징, 3D 인쇄, 및 차가운 사출 성형 결합 해부학 현실적인 신생아 심장 모델을 만드는 방법을 자세히 설명 합니다. 이 문서에 소개 된 심장 모델에는 ductus arteriosus로 구멍 ovale 포함 되지 않았다. 이 문서에서 설명 하는 방법은 폐, 그리고 흉 곽 구조 같은 다른 내부 장기에도 적용할 수 있습니다. 빗 구조 없는 금형을 요구 하 고 유연한 재료를 사용 하 여 직접 인쇄할 수 있습니다. (그림 7)에서 우리는 몇 가지 예제 묘사. 이러한 다른 인공 신체 부위와 함께에서 심장 모델을 사용 하 여 비-침략 적으로 침략 적 임상 내정간섭을 위한 훈련 도구 또는 테스트 플랫폼으로 사용 하는 완전 한 흉부 복제를 만듭니다.
완전 하 고 현실적인 해부학 모델을 재현의 도전 사실 밸...
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이 연구에서 개발 된 모델에 대 한 우리는 3 분 동안 성형 사출 캐스트 (그림 5, 그림 6)을 입력 하는 공기를 방지 하는 데 필요한 식별. 실리콘 밸브의 좁은 공간에 도달 하면 되도록 "사전 캐스팅" 또는 "코팅" 금형에서 밸브 분야의 필수적 이다. 내부 형 심장 챔버를 형성 해야 하므로 5mm 구멍을 통해 캐스팅 최종 실리콘 종료, 금형에 대 한 다중 소재 3D 프린팅 단일 캐스트 심장 모델 (그림 4)을 만드는 데 필요 합니다. 우리는 낮춘 내부 금형의 부품의 경도 몇 번 하 고 결국 S95 소재 설정 사용. 더 단단한 물자 실리콘 모델 결과 심장 모델을 작동 하지 않는 렌더링 밸브의 가장자리에 날카로운으로 인해 눈물을 만들 것입니다. 통해 여러 실리콘을 사용 하 여 다른 경화 시간, 빠른 경화 실리콘의 사용 금형 설계에 많은 공기 통풍구를 통해 치료 하는 동안...
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저자 아무 잠재적인 이해 충돌에 관한 연구, 원 작 자, 및이 문서의 출판을 선언 합니다. 이 연구 공공, 상업, 또는 하지-위한-비영리 부문에서 자금 조달 기관 으로부터 아무 특정 보조금을 받았다.
이 연구는 IMPULS perinatology의 네덜란드 프레임 워크 내에서 수행 되었다. 저자는 해부학 및 병리학과이 작품에 사용 되는 신생아 MRI 검사를 제공 하기 위한 맥시 의료 센터 Veldhoven Radboud UMCN 박물관을 감사 하 고 싶습니다. 더 저자가이 연구의 발전에 중요 한 그들의 공헌에 대 한 산업 디자인 학부에서 재 스퍼 Sterk, Sanne 반 데르 린든, Frederique 드 Jongh, Pleun Alkemade 그리고 D.search 실험실을 감사 하 고 싶습니다. 마지막으로 저자는 원고 그의 증거 독서에 대 한로 한 조시를 감사 하 고 싶습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Ecoflex 5 | Smooth-on | 실리콘 주조 재료 | |
| 400ml 정적 믹서 | Smooth-on | 혼합 튜브 | |
| 수동 디스펜싱 건 | Smooth-on | 사출 성형에 사용 | |
| 5-56 PTFE 스프레이 | CRC | 금형 용 이형제 | |
| 산화 나트륨 | N / A | 이것은 철물점에서 가성 소다로 건조하고 99% 순수한 형태로 구입했습니다. 널리 사용 가능하므로, 특정 회사가 없습니다 | |
| VeroWhite | Stratasys | 인쇄에 사용된 하드 재료 | |
| TangoBlackPlus | Stratasys | 인쇄에 사용된 고무 재료 | |
| 지원 재료 | Stratasys Stratasys | 에서 사용하는 표준 지지 재료; | |
| Magill Forceps | GIMA | 유아용 크기. 이것은 내부 금형을 제거하기 위한 것입니다. | |
| Stratasys Connex 350 | Stratasys | 이 기계를 소유하고 있지 않은 경우 또 다른 옵션은 3D 허브와 같은 타사 인쇄 회사를 통해 부품을 인쇄하여 부품을 인쇄하고 배송하는 것입니다. | |
| Balco Powerblast (워터 제트) | Stratasys | ||
| Euro 8-24 Set P (공기 압축기) | iSC | 4007292 | |
| 무딘 바늘이 있는 주사기 | N/A | 0.5mm 직경의 무딘 바늘이 있는 20ml 주사기. | |
| Mimics 17.0 소프트웨어 | Materialise | 이 소프트웨어는 MRI에서 심장 모델을 분할하는 데 사용되었습니다. InVesalius 또는 Osirix와 같은 sevaral free MRI 이미징 소프트웨어 도구를 사용할 수 있지만 기능이 더 적을 수 있습니다. | |
| Magics 9.0 소프트웨어 | Materialise | 이것은 모방자에 의해 생성된 .stl 파일을 복구하고 매끄럽게 하는 데 사용되었습니다. 이 스무딩은 또한 대부분의 다른 3D 모델링 프리웨어에서 수행할 수 있습니다. | |
| Solidworks | 소프트웨어. 대부분의 다른 프리웨어 CAD 소프트웨어를 사용하여 이 처리 단계를 수행할 수 있습니다. |
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