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Bioengineering

पूर्व-सर्जिकल योजनाओं और हाथों पर प्रशिक्षण में अनुप्रयोगों के साथ रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल का निर्माण

Published: February 10, 2022 doi: 10.3791/62805
Automatic Translation
1, 1, 1, 2, 2
1Jump Simulation, OSF HealthCare, 2Advanced Imaging and Modeling Lab, OSF HealthCare Jump Trading Simulation & Education Center, University of Illinois College of Medicine

Summary

रोगी-विशिष्ट मॉडल सर्जिकल योजनाओं को विकसित या सीखते समय सर्जन और साथी आत्मविश्वास में सुधार करते हैं। त्रि-आयामी (3 डी) प्रिंटर सर्जिकल तैयारी के लिए पर्याप्त विवरण उत्पन्न करते हैं, लेकिन ऊतक हैप्टिक निष्ठा को दोहराने में विफल रहते हैं। एक प्रोटोकॉल रोगी-विशिष्ट, सिलिकॉन कार्डियक मॉडल के निर्माण का विवरण प्रस्तुत किया जाता है, जो सिम्युलेटेड सिलिकॉन ऊतक के साथ 3 डी प्रिंटिंग परिशुद्धता का संयोजन करता है।

Abstract

तीन आयामी मॉडल सर्जनों के लिए एक मूल्यवान उपकरण हो सकते हैं क्योंकि वे सर्जिकल योजनाओं और चिकित्सा अध्येताओं को विकसित करते हैं क्योंकि वे जटिल मामलों के बारे में सीखते हैं। विशेष रूप से, 3 डी मॉडल कार्डियोलॉजी के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं, जहां जटिल जन्मजात हृदय रोग होते हैं। जबकि कई 3 डी प्रिंटर शारीरिक रूप से सही और विस्तृत मॉडल प्रदान कर सकते हैं, मौजूदा 3 डी प्रिंटिंग सामग्री मायोकार्डियल ऊतक गुणों को दोहराने में विफल रहती है और बेहद महंगी हो सकती है। इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य कम लागत वाले सिलिकॉन का उपयोग करके जटिल जन्मजात हृदय दोषों के रोगी-विशिष्ट मॉडल के निर्माण के लिए एक प्रक्रिया विकसित करना है जो हृदय की मांसपेशियों के गुणों से अधिक निकटता से मेल खाता है। बेहतर मॉडल निष्ठा के साथ, वास्तविक सर्जिकल प्रक्रियात्मक प्रशिक्षण प्रक्रिया से पहले हो सकता है। कार्डियक मॉडल का सफल निर्माण एक आभासी रक्त पूल (रक्त जो हृदय के कक्षों को भरता है) और मायोकार्डियल ऊतक मोल्ड उत्पन्न करने के लिए रेडियोलॉजिक छवियों के विभाजन के साथ शुरू होता है। रक्त पूल और मायोकार्डियल मोल्ड 3 डी acrylonitrile butadiene styrene (ABS) में मुद्रित कर रहे हैं, एसीटोन में भंग प्लास्टिक. मोल्ड को रक्त पूल के चारों ओर इकट्ठा किया जाता है, जिससे मायोकार्डियम का अनुकरण करने वाली एक नकारात्मक जगह बनती है। 2ए के किनारे की कठोरता के साथ सिलिकॉन को नकारात्मक स्थान में डाला जाता है और इलाज करने की अनुमति दी जाती है। मायोकार्डियल मोल्ड को हटा दिया जाता है, और शेष सिलिकॉन / रक्त पूल मॉडल एसीटोन में डूब जाता है। वर्णित प्रक्रिया के परिणामस्वरूप एक भौतिक मॉडल होता है जिसमें इंट्रा-कार्डियक दोषों सहित सभी कार्डियक विशेषताओं को अधिक यथार्थवादी ऊतक गुणों के साथ दर्शाया जाता है और प्रत्यक्ष 3 डी प्रिंटिंग दृष्टिकोण की तुलना में अधिक बारीकी से अनुमानित किया जाता है। एक गोर-टेक्स पैच (दोष के लिए मानक सर्जिकल हस्तक्षेप) का उपयोग करके वेंट्रिकुलर सेप्टल दोष (वीएसडी) के साथ एक मॉडल का सफल सर्जिकल सुधार विधि की उपयोगिता को दर्शाता है।

Introduction

संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 100 बच्चों में से 1 जन्मजात हृदय दोष (सीएचडी) के साथ पैदा होता है। सीएचडी के साथ बच्चों के लिए सीएचडी के साथ माताओं की प्रवृत्ति के कारण, एक उम्मीद है कि दर अगली सात पीढ़ियों में दोगुनी से अधिक हो सकती है1। जबकि प्रत्येक सीएचडी को जटिल या गंभीर नहीं माना जाता है, सामान्य विकास की उम्मीद इंगित करती है कि सीएचडी उपचार को संबोधित करने में सक्षम तकनीक और प्रक्रियाओं में सुधार करने के लिए प्रेरणा है। जैसे-जैसे तकनीक में सुधार होता है, कार्डियक सर्जन अक्सर अधिक जटिल प्रक्रियाओं से निपटने की इच्छा व्यक्त करते हैं। इस इच्छा ने जटिल कार्डियक प्रक्रियाओं की एक बढ़ी हुई संख्या को जन्म दिया है, जिससे सर्जिकल योजना और शिक्षा की अधिक उन्नत तकनीकों की आवश्यकता होती है। बदले में, यह अत्यधिक सटीक, रोगी-विशिष्ट मॉडल और कार्डियक सर्जिकल फेलो की आवश्यकता में कार्डियक सर्जनों को अत्यधिक प्रभावी प्रशिक्षण विधियों की आवश्यकता में छोड़ देता है।

जन्मजात कार्डियक सर्जरी रोगियों के छोटे आकार, हृदय असामान्यताओं की जटिलता, और कुछ असामान्यताओं की दुर्लभता के कारण सबसे तकनीकी रूप से मांग वाले सर्जिकल विषयों में से एक है2। सबसे चरम मामलों में, एक बच्चा एक एकल वेंट्रिकल के साथ पैदा हो सकता है। सर्जन के लिए यह असामान्य नहीं है कि वह 2.0 मिमी व्यास में एक पोत ले जाए और इसे निश्चित पेरिकार्डियम के साथ पैच करें ताकि एक 1.0 सेमी पोत बनाया जा सके जो एक नवजात शिशु को इस जीवन रक्षक प्रक्रिया में बढ़ने की अनुमति देता है - सभी घड़ी के नीचे, क्योंकि नवजात शिशु पूरी तरह से संचार गिरफ्तारी में है। सामान्य चार-कक्ष दिल और इन चरम उदाहरणों के बीच कक्ष के आकार और वाल्व की स्थिति की असंख्य संभावनाएं हैं जो अत्यधिक जटिल 3 डी पहेली का गठन करती हैं। जन्मजात कार्डियक टीम की भूमिका अद्वितीय शरीर रचना विज्ञान को स्पष्ट रूप से चित्रित करना है और कार्बनिक ऊतक को एक कार्यात्मक हृदय में पुन: कॉन्फ़िगर करने की योजना विकसित करना है जो एक बच्चे को सामान्य जीवन में सबसे अच्छे मौके के साथ बढ़ने की अनुमति देगा। सटीक मॉडल एक ऐसे वातावरण में जानबूझकर सर्जिकल अभ्यास और पुनरावृत्ति की अनुमति देते हैं जहां त्रुटियों को माफ किया जा सकता है और परिणामस्वरूप रोगी को नुकसान नहीं होगा3,4। यह प्रशिक्षण बेहतर सर्जिकल विशेषज्ञता के विकास के साथ-साथ तकनीकी और निर्णय कौशल की ओर जाता है। हालांकि, सीमित संसाधन और कुछ हृदय स्थितियों की दुर्लभता पुनरावृत्ति और विज़ुअलाइज़ेशन के वांछित स्तर को प्राप्त करने को लगभग असंभव बना सकती है। इस संसाधन की कमी के लिए खाते में मदद करने के लिए, शिक्षा के लिए सिमुलेशन के उपयोग में वृद्धि हुई है2,3। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सिमुलेशन या मॉडलिंग तकनीकों में मानव शव, पशु ऊतक, आभासी वास्तविकता मॉडल (वीआर), और 3 डी मुद्रित मॉडल शामिल हैं।

कैडेवरिक ऊतक को ऐतिहासिक रूप से सर्जिकल सिमुलेशन के लिए सोने के मानक के रूप में माना जाता है, जिसमें पशु ऊतक एक करीबी दूसरा होता है। शव और पशु ऊतक उच्च निष्ठा सिमुलेशन का उत्पादन कर सकते हैं क्योंकि उनमें ब्याज की शारीरिक संरचना, सभी आसपास के ऊतक होते हैं, और रक्त प्रवाह का अनुकरण करने के लिए परफ्यूजन तकनीकों की अनुमति देते हैं। ऊतक मॉडल के लाभों के बावजूद, डाउनसाइड्स हैं। Embalmed ऊतक अनुभवों ने यांत्रिक अनुपालन को कम कर दिया, जिससे कुछ संचालन अवास्तविक और प्रदर्शन करना मुश्किल हो गया। ऊतकों को निरंतर रखरखाव, विशिष्ट सुविधाओं की आवश्यकता होती है, पुन: प्रयोज्य नहीं हैं2, प्राप्त करने के लिए महंगा हो सकता है3, और ऐतिहासिक रूप से नैतिक चिंताओं का विषय रहा है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि जन्मजात हृदय की स्थिति बस कैडेवरिक नमूनों में उपलब्ध नहीं है।

वीआर और 3 डी मुद्रित मॉडल5,6,7,8,9,10 पूर्व-ऑपरेटिव योजनाओं के निर्माण में सहायता के लिए कार्डियक शिक्षा, सिमुलेशन और मॉडलिंग के लिए एक और विकल्प प्रदान करते हैं। ये मॉडल 3 डी संरचना 10,11 के रूप में 2 डी छवियों को इंटरपोल करने के लिए उपयोगकर्ता की विविध विसुओ-स्थानिक क्षमता से जुड़ी अस्पष्टता को कम करते हैं। आभासी वातावरण में सर्जिकल उपकरण हो सकते हैं जिन्हें हेरफेर किया जा सकता है और मॉडल के साथ बातचीत की जा सकती है, जिससे सर्जन और अध्येताओं को हाथ-आंख समन्वय, ठीक मोटर कौशल और कुछ प्रक्रियाओं के साथ परिचित होने की अनुमति मिलती है। वर्तमान लोकप्रिय 3 डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों, जिसमें फ्यूज्ड डिपॉज़िशन मॉडलिंग (FDM), स्टीरियोलिथोग्राफी (SLA), चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (SLS), और पॉलीजेट शामिल हैं, को सबमिलीमीटर परिशुद्धता 13 के साथ मॉडल का उत्पादन करने के लिए पाया गया है। वीआर और 3 डी प्रिंटेड मॉडल दोनों पुन: प्रयोज्य हैं और बेहद विस्तृत हो सकते हैं; मॉडल को रोगी रेडियोलॉजिक इमेजिंग डेटा से भी उत्पन्न किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप रोगी शरीर रचना विज्ञान की प्रतिकृतियां होती हैं। वीआर या 3 डी मुद्रित मॉडल के कई लाभों के बावजूद, वे कम हो जाते हैं जब जन्मजात हृदय सर्जरी की लागत और हैप्टिक निष्ठा आवश्यकताओं पर विचार किया जाता है। एक वीआर पर्यावरण के सेटअप में एक उच्च लागत होती है, और वीआर वातावरण वास्तविक दुनिया के हैप्टिक प्रतिक्रिया प्रदान नहीं कर सकते हैं। जबकि हैप्टिक निष्ठा प्रौद्योगिकी में सुधार हो रहा है, वर्तमान अंतर प्रक्रियाओं को करने के लिए आवश्यक ठीक-मोटर कौशल से परिचित होने के लिए एक छात्र की क्षमता को रोकता है4। इसी तरह, उपयोग की जाने वाली 3 डी प्रिंटिंग तकनीक के प्रकार के आधार पर, 3 डी प्रिंटिंग की लागत काफी अधिक हो सकती है, क्योंकि प्रिंटर खरीद मूल्य और प्रिंट सामग्री लागत को 11,14 माना जाना चाहिए। यथार्थवादी हैप्टिक प्रतिक्रिया के साथ एक एकल उच्च-निष्ठा कार्डियक मॉडल का उत्पादन एक उच्च अंत प्रिंटर का उपयोग करके किया जा सकता है, लेकिन 100,000 USD15 से अधिक प्रिंटर खरीद मूल्य के साथ अकेले सामग्री में सैकड़ों डॉलर खर्च होंगे। 26-28 A की तट कठोरता के साथ एक फिलामेंट का उपयोग करके उत्पादित एक कार्डियक मॉडल प्रति मॉडल 16 लगभग 220 USD खर्च करने के लिए पाया गया था। वैकल्पिक रूप से, कई कम लागत वाले 3 डी प्रिंटर और प्रौद्योगिकियां उपलब्ध हैं जिनका प्रिंटर खरीद मूल्य 5,000 अमरीकी डालर से कम है। कम लागत वाले एफडीएम प्रिंटर पर उत्पन्न कार्डियक मॉडल के लिए औसत सामग्री की कीमतें 95 A15,16 की तट कठोरता के साथ एक सामग्री का उपयोग करके 82 A और 35 USD की किनारे कठोरता के साथ एक सामग्री का उपयोग करके लगभग 3.80 USD पाई गईं। जबकि ये मशीनें कम लागत वाले समाधान की पेशकश करती हैं, यह हैप्टिक निष्ठा की कीमत पर आती है।

जबकि वीआर और 3 डी प्रिंटिंग कार्डियक स्थिति के विस्तृत दृश्य और वैचारिक मूल्यांकन के लिए अनुमति दे सकते हैं, हाथों पर सर्जिकल सिमुलेशन के लिए एक मॉडल के उत्पादन से जुड़ी उच्च कीमत अक्सर एक महत्वपूर्ण बाधा होती है। एक समाधान एक शारीरिक और texturally सटीक कार्डियक मॉडल बनाने के लिए सिलिकॉन का उपयोग है। रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन मॉडल सर्जनों को देखने, महसूस करने और यहां तक कि एक प्रक्रिया का अभ्यास करने की अनुमति देकर अद्वितीय शरीर रचना विज्ञान की गहरी समझ की सुविधा प्रदान कर सकते हैं, जबकि एक ऐसे वातावरण में यथार्थवादी हैप्टिक प्रतिक्रिया का अनुभव करते हुए जिसमें रोगी के लिए न्यूनतम जोखिम शामिल है और यदि प्रक्रिया असफल होती है तो इसका कोई परिणाम नहीं होता है। सिलिकॉन मोल्डिंग को मानव शरीर रचना विज्ञान को मॉडल करने के लिए एक प्रभावी तरीका दिखाया गया है जो भौतिक गुणों के साथ मॉडल का उत्पादन करता है जो कम लागत वाले 3 डी प्रिंटिंग 17 से उत्पन्न मॉडल की तुलना में वास्तविक ऊतक के काफी करीब हैं। Scanlan et al., वास्तविक ऊतक के लिए समानता का मूल्यांकन करने के लिए सिलिकॉन molded कार्डियक वाल्व के लिए मुद्रित कम लागत वाले 3 डी के गुणों की तुलना में; अध्ययन में पाया गया कि जबकि सिलिकॉन वाल्व के भौतिक गुण वास्तविक ऊतक की सटीक प्रतिकृति नहीं थे, गुण 3 डी मुद्रित वाल्व 17 से कहीं बेहतर थे। अध्ययन में उपयोग की जाने वाली 3 डी प्रिंटिंग सामग्री कम लागत वाले 3 डी प्रिंटर के लिए उपलब्ध सबसे नरम सामग्रियों में से एक है और 26 और 28 ए 18 के बीच एक किनारे की कठोरता रखती है। नीचे दिए गए प्रोटोकॉल में उपयोग के लिए अनुशंसित प्लैटिनम इलाज सिलिकॉन में 2 ए की तट कठोरता है जो हृदय ऊतक के किनारे की कठोरता के बहुत करीब है, 00 पैमाने पर 43, या लगभग 0 ए 1 9, 20। यह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि सिलिकॉन मॉडल उच्च-निष्ठा ठीक-मोटर कौशल प्रशिक्षण के लिए अनुमति देते हैं जो सीधे 3 डी मुद्रित सामग्री प्राप्त नहीं करते हैं। इस प्रोटोकॉल में प्रस्तावित मॉडल के लिए कुल सामग्री लागत 10 अमरीकी डालर से कम है। प्रस्तावित सिलिकॉन मॉडल कम लागत वाले 3 डी मुद्रित मॉडल की बहुमुखी प्रतिभा और सटीकता के साथ यथार्थवादी हैप्टिक प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक नरम ऊतक गुणों को जोड़ते हैं।

जबकि सिलिकॉन के लाभ इसे मॉडल निर्माण के लिए स्पष्ट विकल्प बनाने के लिए प्रकट हो सकते हैं, सिलिकॉन का उपयोग शरीर रचना विज्ञान द्वारा प्रतिबंधित किया गया है जिसे ढाला जा सकता है। ताजा मिश्रित सिलिकॉन एक तरल है जिसे इसे वांछित आकार में रखने के लिए एक मोल्ड की आवश्यकता होती है क्योंकि यह ठीक हो जाता है। ऐतिहासिक रूप से, सिलिकॉन कार्डियक मोल्ड्स में केवल मॉडल की बाहरी सतह का विवरण हो सकता है। इंट्रा-कार्डियक विवरण, पूरे रक्त पूल क्षेत्र सहित, सिलिकॉन से भरा होगा और खो जाएगा। पिछले अध्ययनों ने दिल के भीतर ब्याज के विशिष्ट क्षेत्रों के सिलिकॉन मॉडल प्राप्त किए हैं (उदाहरण के लिए, महाधमनी रूट 21) या मायोकार्डियल ऊतक 22 का अनुकरण करने के लिए एक एक्सट्रपोलेटरी विधि का उपयोग किया है। यह प्रोटोकॉल उपन्यास है क्योंकि यह उच्च-रिज़ॉल्यूशन शारीरिक, पूर्ण मायोकार्डियल सिमुलेशन के साथ सिलिकॉन सामग्री के उपयोग को संयोजित करना चाहता है- विशेष रूप से एक्सट्रपोलेशन की किसी भी विधि से बचना। हमारे ज्ञान के लिए, किसी भी वर्णनात्मक पांडुलिपि ने इन पहलुओं के संयोजन की एक पद्धति प्रदान नहीं की है। इस प्रोटोकॉल में वर्णित विधि इंट्रा-कार्डियक एनाटॉमिक प्रतिकृति के साथ एक रोगी-विशिष्ट कार्डियक मॉडल को प्राप्त करने के लिए एक तकनीक का परिचय देती है जो सर्जिकल प्रीऑपरेटिव अभ्यास के लिए पर्याप्त सटीक है। इस विधि में सिलिकॉन को उचित आकार में रखने के लिए एक मायोकार्डियल मोल्ड का निर्माण शामिल है क्योंकि यह मॉडल के आंतरिक, इंट्रा-कार्डियक विवरणों को संरक्षित करने और सिलिकॉन को हृदय के रक्त पूल क्षेत्र को भरने से रोकने के लिए एक आंतरिक मोल्ड और एक आंतरिक मोल्ड का इलाज करता है। आंतरिक मोल्ड को तब भंग कर दिया जाना चाहिए, बाहरी और आंतरिक सतहों पर रोगी-विशिष्ट शरीर रचना विज्ञान के साथ एक पूरे सिलिकॉन कार्डियक मॉडल को छोड़कर। कार्डियक मॉडल निर्माण के प्रस्तावित प्रोटोकॉल के बिना, मायोकार्डियम की वास्तविक ऊतक विशेषताओं की नकल करने वाली सामग्री के साथ सर्जिकल प्रक्रिया का अनुकरण करने के लिए कोई कम लागत वाला समाधान मौजूद नहीं है।

Protocol

प्रोटोकॉल को लेखक की संस्था की सर्वोत्तम नैतिक प्रथाओं के अनुरूप तरीके से पूरा किया गया था, जिसमें किसी भी रोगी की जानकारी की उचित हैंडलिंग और रोगी विशिष्ट डेटा का उपयोग करने के लिए आवश्यक सहमति का आश्वासन शामिल था। जब उपयोग किया जाता है, तो रोगी की निजी स्वास्थ्य जानकारी की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इस तरह के डेटा को अनाम कर दिया गया था।

नोट:: निम्न प्रोटोकॉल एक सॉफ़्टवेयर तटस्थ तरीके से लिखा गया है, क्योंकि वहाँ कई अलग अलग प्रोग्राम हैं जो विभिन्न चरणों को पूरा कर सकते हैं। इस विशेष मामले के लिए, Materialise Mimics Medical 24.0 का उपयोग विभाजन के लिए किया गया था, और Materialise Magics का उपयोग 3 D हेरफेर और खंडित मॉडल और मामलों के निर्माण के लिए किया गया था। उन कार्यक्रमों के लिए विशिष्ट निर्देशों को सामान्यीकृत दृष्टिकोण के अलावा शामिल किया जाएगा।

1. खंड रोगी शरीर रचना विज्ञान

  1. प्रति एसएमई, एक रोगी रेडियोलॉजिक इमेजिंग डेटासेट प्राप्त करें, आमतौर पर एक सीटी या एमआरआई, पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन के लिए 3 डी प्रोटोकॉल का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है। एक कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन (CAD) विभाजन सॉफ़्टवेयर 23 में डेटासेट खोलें।
    1. उचित छवि अधिग्रहण के लिए संस्था के रेडियोलॉजी प्रोटोकॉल का संदर्भ लें (चूंकि प्रत्येक रोगी को अलग-अलग विचारों की आवश्यकता होती है, इसलिए एक विशिष्ट दिशानिर्देश प्रदान करना मुश्किल है)। लेकिन एक प्रतिनिधि उदाहरण के रूप में, ये सेटिंग्स हैं जिनका उपयोग हमने पहले से प्रलेखित 3 डी मॉडल मामले में किया था: सीटी 3 डी प्रोटोकॉल पैरामीटर का सुझाव देता है: अक्षीय मोड में स्लाइस स्कैनर, 0.625 मिमी के स्लाइस के बीच स्लाइस मोटाई और स्थान, 70 का केवी, 201-227 की स्मार्ट एमए रेंज (स्मार्ट एमए मोड 226), 0.28 एमएस एमआरआई 3 डी प्रोटोकॉल पर रोटेशन गति ने पैरामीटर का सुझाव दिया: अक्षीय मोड में स्लाइस स्कैनर, टुकड़ा मोटाई और 0.625 मिमी के स्लाइस के बीच अंतरिक्ष।
  2. एक Hounsfield इकाई (HU) थ्रेशोल्ड उपकरण का उपयोग करके मायोकार्डियल ऊतक का एक प्रारंभिक विभाजन उत्पन्न करें, जिसमें डेटासेट के लिए उपयुक्त और विशिष्ट मूल्यों के लिए ऊपरी और निचली सीमाएं निर्धारित की जाती हैं। शरीर रचना विज्ञान को सटीक रूप से कैप्चर करने के लिए आवश्यकतानुसार चयन को परिष्कृत करें। निम्नलिखित क्षमताओं के साथ उपकरणों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है: फसल, जोड़ें और घटाएं, क्षेत्र बढ़ते हैं, बहु-स्लाइस संपादन, और गुहा भरण। Mimics में, प्रोजेक्ट प्रबंधक क्षेत्र में राइट क्लिक करें और नया मास्क का चयन करें। उत्पन्न संवाद बॉक्स में मास्क को या तो प्रदान की गई पूर्व-सेट संरचनात्मक खिड़कियों, सटीक एचयू माप, या प्रदान किए गए उपकरण को स्लाइड करके समायोजित करें जब तक कि वांछित शरीर रचना विज्ञान उपकरण द्वारा नकाबपोश न हो जाए।
  3. रक्त पूल का विभाजन उत्पन्न करें। इसे पूरा करने के लिए चरण 1.2 में वर्णित चरणों का उपयोग करें। Mimics में, रक्त पूल पर कब्जा करने के लिए 226 से 3071 की पूर्व-सेट संरचनात्मक HU विंडो का उपयोग करें।
  4. यदि उत्पन्न किया जा रहा मॉडल रोगी की देखभाल में उपयोग के लिए अभिप्रेत है, तो एक कार्डियोलॉजिस्ट, रेडियोलॉजिस्ट, या अन्य विषय वस्तु विशेषज्ञ (एसएमई) को अगले चरण में आगे बढ़ने से पहले आभासी मॉडल विभाजन की समीक्षा करने दें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सभी शारीरिक विशेषताओं और दोषों को सटीक रूप से विभाजित किया गया था और पूर्ण मॉडल में मौजूद होगा।
  5. मायोकार्डियम विभाजन के चारों ओर खाली स्थान में एक गुहा भरने के उपकरण का उपयोग करके मायोकार्डियम विभाजन को उलटकर और एक बूलियन घटाने वाले उपकरण का उपयोग करके उल्टे मायोकार्डियम से रक्त पूल विभाजन को घटाकर एक मायोकार्डियल केस मॉडल उत्पन्न करें। इसे पूरा करने के लिए एक गुहा भरने के उपकरण, एक बूलियन उपकरण, और पहले से उत्पन्न मायोकार्डियम और रक्त पूल विभाजन का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। Mimics में, Cavity Fill > मायोकार्डियम मास्क के आसपास रिक्त स्थान का संकेत देते हैं। अगला, बूलियन उपकरण का उपयोग करें और मायोकार्डियम मास्क से रक्त पूल मास्क को घटाने के लिए प्रदान की गई बातचीत को भरें।

Figure 1
चित्रा 1: एक CAD विभाजन सॉफ़्टवेयर में कार्डियक विभाजन. (A) कच्चे रोगी छवि डेटा के साथ CAD विभाजन सॉफ़्टवेयर में कार्डियक विभाजन. (बी) रक्त पूल मॉडल के 3 डी प्रतिपादन के साथ विभाजन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

  1. अंतिम रक्त पूल और मायोकार्डियल केस सेगमेंटेशन के 3 डी रेंडरिंग देखें। प्रति एसएमई सुझाव और अनुमोदन, 3 डी रक्त पूल मॉडल से किसी भी रक्त वाहिकाओं को हटा दें जो लक्ष्य शरीर रचना विज्ञान के मूल्यांकन, समझ या मरम्मत के लिए आवश्यक नहीं हैं। Mimics में, देखने की विंडो के बगल में विकल्पों में 3D पूर्वावलोकन का चयन करें (चार-फलक डिफ़ॉल्ट दृश्य के नीचे दाएँ दृश्य के लिए डिफ़ॉल्ट. प्रोजेक्ट प्रबंधक में रुचि का मुखौटा चुनें। संपादित करने के लिए, मास्क संपादित करें उपकरण का चयन करें. प्रदान किए गए संवाद में, Lasso उपकरण का चयन करें और सुनिश्चित करें कि निकालें चयनित है। यह मुखौटा के वास्तविक 3 डी पूर्वावलोकन के संपादन की अनुमति देगा।
    नोट: संपादन उपकरण एक अनंत कट विमान है और Z-दिशा में चयनित मुखौटा के किसी भी भाग को निकाल देगा।
  2. अंतिम रक्त पूल और मायोकार्डियल केस विभाजन की 3 डी वस्तुओं को उत्पन्न करें। एक चिकनी वस्तु उपकरण का उपयोग कर 3 डी myocardial मामले मॉडल चिकना. प्रति एसएमई सुझाव और अनुमोदन, पुनरावृत्ति और चिकनी कारक मापदंडों को समायोजित करें जैसा कि विशिष्ट मॉडल के लिए आवश्यक है ताकि एक केस मॉडल बनाया जा सके जो जितना संभव हो उतना चिकना हो लेकिन किसी भी महत्वपूर्ण शारीरिक विवरण को नहीं खोया है।
  3. एक बार एक एसएमई द्वारा अनुमोदित होने के बाद, 3 डी मॉडल संपादन सॉफ़्टवेयर में उपयोग के लिए एसटीएल प्रारूप में मॉडल निर्यात करें। Mimics में, ऑब्जेक्ट बनाएँ > प्रोजेक्ट प्रबंधक में किसी विशिष्ट मास्क पर राइट-क्लिक करें। प्रदान किए गए संवाद में, सुनिश्चित करें कि इष्टतम सेटिंग चयनित है और ठीक क्लिक करें.
  4. एक बार मॉडल बनाया जाता है, यह ऑब्जेक्ट विंडो में दिखाई देगा, आमतौर पर प्रोजेक्ट मैनेजर विंडो के नीचे। वहां से, एक जेनरेट किए गए मॉडल पर राइट-क्लिक करें और स्मूद का चयन करें। इस मामले के लिए पैरामीटर 0.4 मिमी स्मूथिंग पर पांच पुनरावृत्तियां थीं।
  5. मानक टेसेलेशन भाषा (एसटीएल) फ़ाइलों के रूप में अंतिम 3 डी रक्त पूल और मायोकार्डियल केस मॉडल को सहेजें / निर्यात करें। STL + > इच्छित मॉडल पर राइट-क्लिक करें > मॉडल के STL संस्करण को निर्यात करने के लिए प्रदान की गई संवाद का पालन करें।

2. डिजिटल molds बनाएँ

  1. एक CAD प्रोग्राम में myocardial केस मॉडल STL फ़ाइल खोलें। मायोकार्डियम को मायोकार्डियल केस मोल्ड के इंटीरियर पर दिखाई देने की अनुमति देने के लिए एक पारदर्शी तरीके से मामले की दृश्यता को प्रस्तुत करने की सिफारिश की जाती है। Magics में, आयात भाग के माध्यम से उत्पन्न STLs आयात करें। प्रोजेक्ट प्रबंधन विंडो में, मॉडल रेंडरिंग के पारदर्शी विकल्प का चयन करें।
  2. एक कट या पंच टूल का उपयोग करके मॉडल से अतिरिक्त मायोकार्डियल केस सामग्री को ट्रिम करें। मामले के बाहरी किनारे और आंतरिक मामले की दीवार पर मायोकार्डियल छाप के बीच लगभग 0.5 सेमी होना आवश्यक है। अतिरिक्त सामग्री 3 डी प्रिंट के लिए आवश्यक समय में जोड़ देगी लेकिन अंतिम उत्पाद को प्रभावित नहीं करेगी। Magics में, Cut > Polyline इंगित करें > > लागू करने के लिए ब्याज के बिंदुओं का चयन करें।
    नोट: संपादन उपकरण एक अनंत कट विमान है और Z-दिशा में चयनित मुखौटा के किसी भी भाग को निकाल देगा।
  3. मायोकार्डियल मामले को कई टुकड़ों में काटें जो मामले को रक्त पूल मोल्ड के जटिल शरीर रचना विज्ञान के आसपास इकट्ठा करने की अनुमति देगा। इसे पूरा करने के लिए एक कट और / या पंच टूल का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
    नोट: निम्नलिखित चरण मायोकार्डियल मामले में बनाने के लिए कटौती का एक सुझाव प्रदान करते हैं जो इसे चार वर्गों में विभाजित करेगा जो कई कार्डियक मॉडल के लिए रक्त पूल के चारों ओर नैदानिक सटीकता और केस असेंबली दोनों के लिए पर्याप्त पाया गया है। हालांकि, प्रत्येक मॉडल अलग होगा, जिससे यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण हो जाएगा कि सिलिकॉन सेट के बाद सिलिकॉन डालने और हटाने से पहले मामले को रक्त पूल के चारों ओर इकट्ठा किया जाना चाहिए। किसी भी स्थान पर विशेष ध्यान दें जहां मामले को रक्त पूल में लूप से गुजरना चाहिए या लंबी रक्त वाहिकाओं को घेरना चाहिए। इस तरह की विशेषताओं के लिए मायोकार्डियल मामले को उस क्षेत्र में अतिरिक्त टुकड़ों में काटने की आवश्यकता हो सकती है जहां रक्त पूल के चारों ओर असेंबली और डिसअसेंबली सुनिश्चित करने के लिए सुविधा मौजूद है, यह संभव होगा।
  4. रोटेशन और पैनिंग उपकरणों के माध्यम से मायोकार्डियल मामले के दृश्य को समायोजित करें ताकि दिल के शीर्ष को नीचे और महाधमनी चाप क्षैतिज को इंगित किया जा सके। महाधमनी के माध्यम से एक क्षैतिज कटौती करें जो मायोकार्डियल मामले को निचले आधे हिस्से में विभाजित करता है जिसमें शीर्ष और ऊपरी आधा होता है। इस कटौती की लंबाई और बाद के सभी कट प्रत्येक कार्डियक मॉडल के साथ भिन्न होंगे। मैजिक्स में, क्रमशः रोटेशन और पैनिंग को नियंत्रित करने के लिए बाएं और दाएं माउस बटन का उपयोग करें। वहाँ से, कट > इंगित करें Polyline > ब्याज के अंक का चयन करें > लागू करें.
    नोट: संपादन उपकरण एक अनंत कट विमान है और Z-दिशा में चयनित मुखौटा के किसी भी भाग को निकाल देगा।
    1. मायोकार्डियल मामले के निचले आधे हिस्से के सबसे चौड़े खंड के साथ एक ऊर्ध्वाधर कटौती करें। सुनिश्चित करें कि मायोकार्डियल मामले का निचला आधा हिस्सा लगभग आधे में विभाजित है।
    2. मायोकार्डियल मामले के ऊपरी आधे हिस्से के सबसे व्यापक खंड के साथ एक दूसरा ऊर्ध्वाधर कट बनाएं। सुनिश्चित करें कि मायोकार्डियल मामले का ऊपरी आधा हिस्सा लगभग आधे में विभाजित है।
  5. असेंबली के दौरान उचित संरेखण सुनिश्चित करने के लिए मायोकार्डियल केस टुकड़ों में खूंटे (प्रॉप्स) जोड़ें। यह एक प्रोप पीढ़ी उपकरण और 0.25mm की एक निकासी मूल्य के साथ एक बूलियन घटाव उपकरण का उपयोग करने के लिए मिलान सहारा और प्रोप गुहाओं बनाने के लिए सिफारिश की है. Magics में, Props जोड़ें > मॉडल पर स्थिति इंगित करते हैं > लागू करें।
  6. मायोकार्डियल केस ऊपरी आधे टुकड़ों में से एक के लिए एक 1.0 सेमी व्यास सिलिकॉन भरण छेद बनाएँ। भरण छेद के ठीक नीचे मायोकार्डियल सतह की विशेषताएं अस्पष्ट हो जाएंगी, इसलिए सुनिश्चित करें कि भरण छेद किसी भी बाहरी शारीरिक विशेषताओं पर नहीं है जो मॉडल के उपयोग के लिए महत्वपूर्ण होगा। किसी SME के साथ होल प्लेसमेंट सत्यापित करें.

Figure 2
चित्रा 2: एक सीएडी सॉफ्टवेयर में मायोकार्डियल केस मॉडल। एक वीएसडी के साथ एक कार्डियक मामले के लिए एक सीएडी सॉफ्टवेयर में उत्पन्न मायोकार्डियल मामला। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

  1. यह सुनिश्चित करने के लिए व्यक्तिगत रूप से सभी मामले के टुकड़ों पर निदान की जांच करें कि निम्नलिखित त्रुटियां मौजूद नहीं हैं: उलटा सामान्य, खराब किनारों, खराब समोच्च, खराब किनारों के पास, प्लानर छेद, या गोले। यदि कोई त्रुटि का पता चला है, तो उपलब्ध होने पर या उपलब्ध नहीं होने पर मैन्युअल रूप से फिक्सिंग उपकरण/विज़ार्ड का उपयोग करके इसे सुधारें। Magics में, स्वत: समाधान > निदान की जाँच करें।
  2. उन त्रुटियों को ठीक करें जिन्हें मैन्युअल रूप से हल नहीं किया जा सकता है या सिकोड़ें रैप उपकरण के माध्यम से एक भाग सिकोड़ें रैप के साथ एक फिक्सिंग उपकरण/विज़ार्ड के साथ। SME समीक्षा पर शरीर विज्ञान को बदलने के बिना विशिष्ट टुकड़े पर त्रुटियों को सही करने के लिए आवश्यक के रूप में सिकोड़ें लपेटें नमूना अंतराल और अंतराल भरने के मूल्यों को समायोजित करें। Magics में, फिक्स > सिकोड़ें लपेटें > संवाद का पालन करें.
  3. STL फ़ाइलों के रूप में व्यक्तिगत myocardial केस टुकड़ों को सहेजें/ निर्यात करें।

3. भौतिक molds बनाएँ

  1. एक additive विनिर्माण (AM) 3D प्रिंटर के लिए 3 डी प्रिंटिंग फ़ाइलों (जी कोड फ़ाइल) का उत्पादन करने के लिए उपयुक्त स्लाइसर सॉफ़्टवेयर में मायोकार्डियल केस और रक्त पूल मॉडल खोलें। एक घुमाने और / या फ्लैट उपकरण का उपयोग करके मायोकार्डियल मामले के टुकड़ों को व्यवस्थित करें, इसलिए कोई भी पक्ष जो किसी अन्य मामले के टुकड़े के साथ मिलेगा वह ऊर्ध्वाधर है। मैन्युअल रूप से या सॉफ़्टवेयर में प्रदान किए गए स्वचालित समर्थन जनरेशन टूल का उपयोग करके सभी टुकड़ों में 3 डी प्रिंट समर्थन जोड़ें, यदि उपलब्ध हो।

Figure 3
चित्रा 3: मायोकार्डियल केस और एक 3 डी प्रिंटिंग सीएडी सॉफ्टवेयर में रक्त पूल सेटअप। मायोकार्डियल केस और उचित अभिविन्यास के साथ रक्त पूल और एक वीएसडी के साथ एक कार्डियक मामले के लिए एक 3 डी प्रिंटिंग सीएडी सॉफ्टवेयर में 3 डी प्रिंटिंग की तैयारी में समर्थन जोड़ा। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

  1. निम्नलिखित मापदंडों के साथ 3 डी प्रिंटर पर उपयोग के लिए जी-कोड उत्पन्न करने के लिए मॉडल को स्लाइस करें: एबीएस में रक्त पूल का उपयोग करके: 100 डिग्री सेल्सियस का गर्म बिस्तर तापमान, 250 डिग्री सेल्सियस का एक्सट्रूडर तापमान, 5% का इनफिल घनत्व, 50 मिमी / सेकंड की डिफ़ॉल्ट प्रिंटिंग गति, 70 मिमी / सेकंड की आंतरिक खोल गति, बाहरी शेल गति या 50 मिमी / सेकंड; ABS या polylactic एसिड (PLA) में मायोकार्डियल मोल्ड का उपयोग कर: पीएलए के लिए 60 डिग्री सेल्सियस या एबीएस के लिए 100 डिग्री सेल्सियस का गर्म बिस्तर तापमान, पीएलए के लिए 205 डिग्री सेल्सियस का एक्सट्रूडर तापमान या एबीएस के लिए 250 डिग्री सेल्सियस, 15% का इनफिल घनत्व, 50 मिमी / सेकंड की डिफ़ॉल्ट प्रिंटिंग गति, 80 मिमी / सेकंड की आंतरिक खोल गति, और 30 मिमी / सेकंड की बाहरी खोल गति।
  2. जी-कोड को सहेजें/निर्यात करें.
  3. प्रिंटर की क्षमताओं के आधार पर फ्लैश ड्राइव या वाई-फाई कनेक्शन का उपयोग करके 3 डी प्रिंटर पर प्रिंटिंग फ़ाइल अपलोड करें, सुनिश्चित करें कि सही फिलामेंट 3 डी प्रिंटर पर लोड किया गया है और प्रिंट शुरू हो गया है। 3 डी प्रिंटर को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: संगत और 0.4 मिमी से कम नोजल व्यास से सुसज्जित और 0.25 मिमी से कम परत रिज़ॉल्यूशन में सक्षम है। मुद्रण के पूरा होने पर, मुद्रित टुकड़ों से सभी समर्थन सामग्री को हटाने के लिए सुई नाक प्लायर और चिमटी का उपयोग करें।

Figure 4
चित्रा 4: 3 डी मुद्रित मॉडल टुकड़े. (ए) भौतिक रक्त पूल और (बी) मायोकार्डियल केस के टुकड़ों की तस्वीर एक कार्डियक केस के टुकड़े के साथ एक वीएसडी के साथ 3 डी प्रिंटर से उत्पादित समर्थन सामग्री को हटा दिया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

  1. रक्त पूल मोल्ड के चारों ओर मायोकार्डियल केस के टुकड़ों को इकट्ठा करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि सभी टुकड़े कसकर एक साथ फिट हों। यदि मायोकार्डियल केस रक्त पूल के चारों ओर फिट नहीं हो सकता है, तो सामग्री को हटाने के लिए एक हैंडहेल्ड रोटरी सैंडिंग टूल का उपयोग करके केस मोल्ड टुकड़े में छोटे समायोजन करें। यदि एक बड़े समायोजन की आवश्यकता है, तो सीएडी सॉफ़्टवेयर में एसटीएल फ़ाइल को संपादित करना और एक नया 3 डी प्रिंट बनाना आवश्यक हो सकता है।
    सावधानी: एक हैंडहेल्ड रोटरी सैंडिंग टूल का उपयोग करते समय आंखों की सुरक्षा का उपयोग करें। रक्त पूल या मायोकार्डियम मामले पर एक रोटरी सैंडिंग उपकरण का उपयोग प्लास्टिक को पिघलने का कारण बनेगा। संयम से और सावधानी के साथ उपयोग करें।
    नोट:: प्रोटोकॉल इस बिंदु से पहले किसी भी चरण के बीच रोका जा सकता है।
  2. एक एसीटोन वाष्प चिकनी प्रदर्शन अगर मायोकार्डियल मामले ABS का उपयोग कर 3 डी मुद्रित किया गया था, और एक चिकनी सिलिकॉन सतह खत्म एसएमई द्वारा वांछित है. यदि एक चिकनी सतह खत्म वांछित या आवश्यक नहीं है, तो मॉडल के अंतिम शरीर रचना विज्ञान के लिए न्यूनतम प्रभाव के साथ वाष्प चिकनी प्रक्रिया को छोड़ दें।
    सावधानी: एसीटोन वाष्पशील और ज्वलनशील है। खुली लपटों या स्पार्क्स से दूर एक अच्छी तरह से हवादार क्षेत्र में स्थापित करना सुनिश्चित करें। इसके अतिरिक्त, एसीटोन पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) और पॉलीस्टीरीन को भंग कर देगा। यदि एक प्लास्टिक कंटेनर का उपयोग किया जा रहा है, तो सुनिश्चित करें कि इसमें पीवीसी या पॉलीस्टीरीन नहीं है।
    1. एक कंटेनर के नीचे और किनारों को पंक्तिबद्ध करें जो कागज के तौलिए के साथ एसीटोन से प्रभावित नहीं होगा। नीचे कागज तौलिया पर एसीटोन डालो और यह कंटेनर के पक्ष में कागज तौलिया फैलाने के लिए लेकिन नीचे में एक पूल नहीं फार्म की अनुमति देते हैं। आवश्यक एसीटोन की मात्रा उपयोग किए गए कंटेनर के आकार के आधार पर भिन्न होगी; यहां, एसीटोन के 30 मिलीलीटर का उपयोग लगभग 400 सेमी 3 के आधार की मात्रा के साथ एक कंटेनर में किया गया था।
    2. नीचे कागज तौलिया को कवर करने के लिए कंटेनर में एल्यूमीनियम पन्नी का एक टुकड़ा रखें। मायोकार्डियल केस के टुकड़ों को एल्यूमीनियम पन्नी पर रखें और मायोकार्डियल टुकड़ों को उन्मुख करें ताकि स्मूद किए जाने के लिए वांछित चेहरे ऊर्ध्वाधर हों। सुनिश्चित करें कि मायोकार्डियल टुकड़े कंटेनर की दीवार पर एक-दूसरे या पेपर तौलिए को नहीं छू रहे हैं।
    3. कंटेनर पर एक ढक्कन रखें या एल्यूमीनियम पन्नी के साथ कवर करें और मायोकार्डियल केस के टुकड़ों को कंटेनर में तब तक अबाधित रहने की अनुमति दें जब तक कि वांछित सतह खत्म का ~ 80% प्राप्त नहीं किया जाता है, प्रति दृश्य निरीक्षण। वाष्प चिकनी प्रक्रिया को पूरा करने के लिए आवश्यक समय कंटेनर के आकार और उपयोग किए जाने वाले एसीटोन की मात्रा के आधार पर भिन्न होगा। प्रारंभिक 30 मिनट के बाद 15 मिनट के अंतराल पर वांछित सतह खत्म करने के लिए मायोकार्डियल केस टुकड़ों की जांच करना शुरू करें। इस अध्ययन के लिए, वाष्प चिकनाई ने 150 मिलीलीटर संरचना के लिए 2 घंटे का समय लिया।
    4. दस्ताने पहने हुए, केवल बाहरी सतहों को छूने वाले कंटेनर से मायोकार्डियल केस के टुकड़ों को सावधानीपूर्वक हटा दें। टुकड़ों को ~ 30 मिनट के लिए एक अच्छी तरह से हवादार क्षेत्र में पूरी तरह से डी-गैस की अनुमति दें, या चिकनी, सूखी और कठिन होने तक।

Figure 5
चित्रा 5: वाष्प चिकना मायोकार्डियल मामले के टुकड़े. एक एसीटोन वाष्प चिकनी के बाद एक वीएसडी के साथ एक कार्डियक मामले के टुकड़ों के मायोकार्डियल मामले के टुकड़ों की फोटोग्राफी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

4. सिलिकॉन डालो

नोट: लेटेक्स और सल्फर सहित कुछ संदूषक, सिलिकॉन के इलाज को रोक सकते हैं यदि वे संपर्क में आते हैं। सिलिकॉन का उपयोग करने का प्रयास करने से पहले किसी भी तकनीकी बुलेटिन की समीक्षा करने की सलाह दी जाती है।

  1. एक दो-भाग प्लैटिनम इलाज सिलिकॉन की मात्रा का अनुमान लगाएं जो मायोकार्डियल मॉडल बनाने के लिए आवश्यक होगा; सिलिकॉन की मात्रा की जरूरत मॉडल के आकार के आधार पर अलग-अलग होगा बनाया जा रहा है. वैकल्पिक रूप से, आवश्यक सिलिकॉन की मात्रा निर्धारित करने के लिए सीएडी सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके मायोकार्डियम विभाजन की मात्रा को मापें। सुनिश्चित करें कि सिलिकॉन में निम्नलिखित गुण हैं: 2 ए की तट कठोरता, 1,986 केपीए की तन्यता शक्ति, 763% के ब्रेक पर बढ़ाव, 0.0254 मिमी / मिमी से कम संकोचन, 18,000 सीपीएस की मिश्रित चिपचिपाहट, 12 मिनट का पॉट जीवन, और 40 मिनट का इलाज समय। इस अध्ययन के लिए 300 मिलीलीटर सिलिकॉन की आवश्यकता थी।
  2. सिलिकॉन के भाग ए और भाग बी को अच्छी तरह से उत्तेजित करें, आवश्यक मात्रा में डालने से पहले, सही अनुपात में, एक मिश्रण कप में। यदि रंग मॉडल पर वांछित है, तो वर्णक जोड़ें और सभी भागों और वर्णक को अच्छी तरह से मिलाएं। इस अध्ययन के लिए, भाग ए और भाग बी दोनों के 150 मिलीलीटर को हाथ से या एक आंदोलनकारी के साथ मिश्रित और उत्तेजित किया गया था। एक सिल-वर्णक उत्पाद रंग "रक्त" ( सामग्री की तालिका देखें) शिल्प छड़ी द्वारा जोड़ा गया था जब तक कि वांछित रंग प्राप्त नहीं किया गया था।
  3. अच्छी तरह से मिश्रित सिलिकॉन को एक वैक्यूम चैंबर में 29 पर एचजी में 2-3 मिनट के लिए डी-गैस के लिए रखें। सिलिकॉन डी-गैसिंग प्रक्रिया के दौरान इसकी मात्रा से लगभग दो बार विस्तारित होगा, सुनिश्चित करें कि मिश्रण कंटेनर में विस्तार के लिए अनुमति देने के लिए पर्याप्त जगह है। कक्ष से डी-गैस्ड सिलिकॉन को वेंट और हटा दें और सिलिकॉन में रक्त पूल को अच्छी तरह से कोट करने के लिए डुबोएं, यह सुनिश्चित करें कि रक्त पूल में सभी voids और गुहाएं सिलिकॉन से भरी हुई हैं।
  4. एक अच्छी तरह से हवादार क्षेत्र में एक आसान रिलीज उत्पाद ( सामग्री की तालिका देखें) के साथ मायोकार्डियल मामले के सभी टुकड़ों को अच्छी तरह से स्प्रे करें। रक्त पूल के शीर्ष के आसपास मायोकार्डियल मामले के निचले आधे हिस्से को इकट्ठा करें। यदि मायोकार्डियल केस टुकड़ों के बीच कोई सीम सिलिकॉन को रिसाव करने की अनुमति देता है, तो मोल्ड की बाहरी सतह पर रिसाव को सील करने के लिए क्लैंप या गर्म गोंद या मिट्टी जैसी सामग्री का उपयोग करें।
  5. रक्त पूल और मामले की दीवार के बीच की जगह में सिलिकॉन डालें, जिससे सिलिकॉन को सभी अंतरालों में प्रवाहित किया जा सके। जब तक मायोकार्डियल मोल्ड के इकट्ठे टुकड़े सिलिकॉन से भरे न हों, तब तक सिलिकॉन डालना जारी रखें।
  6. मायोकार्डियल मामले के शेष टुकड़ों को इकट्ठा करें, रबर बैंड और क्लैंप का उपयोग करके मामले के टुकड़ों को कसकर सुरक्षित करें, जैसा कि आवश्यक हो। जब तक पूरे मायोकार्डियल स्पेस सिलिकॉन से भरा नहीं जाता है, तब तक मायोकार्डियल केस पीस के शीर्ष में भरने के छेद के नीचे सिलिकॉन डालें।
  7. सिलिकॉन ~ 40 मिनट के लिए सेट करने के लिए अनुमति दें। मायोकार्डियल मामले से सिलिकॉन दिल को हटा दें और किसी भी सिलिकॉन सीम को ट्रिम करें जो केस टुकड़ों या भरने के छेद के बीच की जगह से बनाए गए थे।

5. भंग रक्त पूल

  1. उन सभी रक्त वाहिकाओं की पहचान करें जिनके पास सिलिकॉन मॉडल पर खुले सिरों होना चाहिए और किसी भी सिलिकॉन को ट्रिम करें जो उन्हें अंदर एबीएस रक्त पूल को उजागर करने के लिए कवर कर रहा है।
  2. एक एसीटोन स्नान में सिलिकॉन दिल जलमग्न. एबीएस एसीटोन पनडुब्बी के बाद 10-15 मिनट नरम करना शुरू कर देगा; जैसा कि ऐसा होता है, एबीएस भंग प्रक्रिया की गति को बढ़ाने के लिए चिमटी के साथ एबीएस के बड़े हिस्से को हटा दें।
  3. सिलिकॉन से सभी एबीएस को हटाने के लिए साफ एसीटोन के साथ दो से तीन अतिरिक्त एसीटोन कुल्ला / सोख करें जब एबीएस रक्त पूल का बहुमत भंग हो गया है। एसीटोन स्नान से कार्डियक मॉडल को हटा दें और शेष एसीटोन को एक अच्छी तरह से हवादार क्षेत्र में मॉडल से वाष्पित करने की अनुमति दें। एबीएस को पूरी तरह से भंग करने के लिए आवश्यक समय मॉडल के आकार, मैन्युअल रूप से हटाए गए एबीएस की मात्रा और उपयोग किए जाने वाले एसीटोन की मात्रा पर निर्भर करेगा।

Figure 6
चित्रा 6: एक वीएसडी के साथ रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल। एक वीएसडी के साथ पूर्ण सिलिकॉन मॉडल के एक epicardial सतह दृश्य की तस्वीर. वीएसडी इंट्रा-कार्डियक मायोकार्डियल संरचना के भीतर अपने स्थान के कारण दिखाई नहीं देता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Representative Results

एक वीएसडी के साथ एक रोगी से रेडियोलॉजिक इमेजिंग डेटा को एक प्रतिनिधि सिलिकॉन कार्डियक मॉडल उत्पन्न करने के लिए चुना गया था। रोगी शरीर रचना विज्ञान को एक डिजिटल मायोकार्डियल मॉडल और एक डिजिटल रक्त पूल मॉडल (चित्रा 1) उत्पन्न करने के लिए एक सीएडी विभाजन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके विभाजित किया गया था। प्रस्तुत प्रोटोकॉल के साथ रक्त पूल और मायोकार्डियम के मैनुअल विभाजन को पूरा करने में 1-3 घंटे लगते हैं। विभाजन के पूरा होने पर, मायोकार्डियल मॉडल को आगे के प्रसंस्करण के लिए सीएडी सॉफ्टवेयर में खोला गया था। मॉडल को प्रोग्राम के भीतर बनाए गए 3 डी बॉक्स में संरेखित किया गया था और फिर बूलियन ऑपरेशन का उपयोग करके घटाया गया था। इस प्रक्रिया ने मायोकार्डियल मॉडल का एक नकारात्मक छोड़ दिया, जिससे एक मोल्ड बन गया। इस मायोकार्डियल मोल्ड को अधिक उपयुक्त आकार में छंटनी की गई थी, खंडों में काटा गया था, और टुकड़ों को संरेखित करने के लिए प्रॉप्स के साथ संशोधित किया गया था (चित्रा 2)।। मामले के निर्माण में 2-6 घंटे लग गए। सभी मायोकार्डियल मोल्ड टुकड़े और रक्त पूल को 3 डी प्रिंटिंग स्लाइसिंग सॉफ्टवेयर में लोड किया गया था, और जी-कोड को एबीएस (चित्रा 3) में 3 डी प्रिंट के लिए उत्पन्न किया गया था। हटाए गए समर्थन सामग्री के साथ 3 डी मुद्रित टुकड़े चित्र 4 में देखे जा सकते हैं। मायोकार्डियल केस के टुकड़ों को मॉडल की सतह खत्म करने के लिए वाष्प चिकना किया गया था (चित्रा 5)। वाष्प चिकनी प्रक्रिया के पूरा होने पर, मोल्ड को रक्त पूल मॉडल के चारों ओर इकट्ठा किया गया था, और सिलिकॉन डाला गया था। असेंबली और सिलिकॉन डालने में एक घंटे का समय लगा। सिलिकॉन सेट के बाद, कार्डियक मॉडल को मायोकार्डियल मामले से हटा दिया गया था और रक्त पूल को भंग करने के लिए एसीटोन में डूब गया था। भिगोने के लगभग चौबीस घंटे बाद, रक्त पूल भंग हो गया था। एक अंतिम एसीटोन कुल्ला किया गया था, और मॉडल को पूरी तरह से सूखने की अनुमति दी गई थी। पूरा सिलिकॉन कार्डियक मॉडल चित्र 6 में देखा जा सकता है। सिलिकॉन मॉडल की सटीकता और कार्यक्षमता का मूल्यांकन करने के लिए, सीएचडी (जन्मजात हृदय दोष) विशेषज्ञ द्वारा आंतरिक शरीर रचना विज्ञान को देखने की अनुमति देने के लिए एक चीरा लगाया गया था। अपेक्षित वीएसडी मौजूद था, और वीएसडी (चित्रा 7) को सही करने के लिए जन्मजात कार्डियक सर्जन द्वारा मॉडल पर एक गोर-टेक्स पैच सिल दिया गया था। एक सफलतापूर्वक पूरा सिलिकॉन मॉडल में, सभी रोगी शरीर रचना विज्ञान और दोष बाहरी और आंतरिक रूप से मौजूद होंगे। प्रोटोकॉल का सारांश अनुपूरक फ़ाइल 1 में देखा जा सकता है।

Figure 7
चित्रा 7: गोर-TEX पैच VSD के साथ सिलिकॉन कार्डियक मॉडल में sewn. एक वीएसडी के साथ एक रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल के (ए) सर्जन के दृश्य की तस्वीर और (बी) एक गोर-टेक्स पैच के साथ बंद मॉडल में वीएसडी के सर्जन के दृश्य। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

अनुपूरक फ़ाइल 1: सिलिकॉन दिल निर्माण प्रोटोकॉल की योजनाबद्ध. एक रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल के निर्माण में प्रोटोकॉल का योजनाबद्ध चित्रण। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

अनुपूरक फ़ाइल 2: महत्वपूर्ण चरणों और संभावित नकारात्मक परिणामों का सारांश। एक रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल के विकास में महत्वपूर्ण चरणों का सारांश और संभावित नकारात्मक परिणाम जो परिणाम कर सकते हैं यदि चरणों का सही ढंग से पालन नहीं किया जाता है। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

Discussion

प्रोटोकॉल के पूरा होने पर, सर्जिकल तैयारी के लिए एक रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल का परिणाम होना चाहिए। हालांकि, कई महत्वपूर्ण चरण हैं जिन्हें इसे प्राप्त करने के लिए सही ढंग से पूरा किया जाना चाहिए। प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण चरणों का सारांश अनुपूरक फ़ाइल 2 में देखा जा सकता है, साथ ही साथ संभावित परिणाम यदि चरणों को सही ढंग से नहीं किया जाता है। पहले महत्वपूर्ण कदम में रोगी के रेडियोलॉजिक इमेजिंग डेटा का विभाजन शामिल है। इस चरण के लिए एक नैदानिक 3D इमेजिंग डेटासेट के अधिग्रहण की आवश्यकता होती है। पूर्व-सर्जिकल योजना या शिक्षा में मॉडल उपयोगिता 3 डी डेटासेट की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। यह सुनिश्चित करने के लिए 0.625 मिमी और 2.6 मिमी के बीच एक स्लाइस आकार के साथ एकत्र किए गए एक छवि सेट का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डेटा सेट मॉडल उत्पादन के लिए पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन का होगा। हालांकि, सभी इमेजिंग पैरामीटर रेडियोलॉजी में एक चिकित्सक विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित किए जाने चाहिए, जिसमें रोगी की देखभाल प्राथमिकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अनुशंसित मूल्यों के बाहर एक स्लाइस आकार के साथ एकत्र किए गए छवि सेट से एक मॉडल का उत्पादन करना संभव हो सकता है, लेकिन मॉडल रिज़ॉल्यूशन और गुणवत्ता नकारात्मक रूप से प्रभावित होगी। छवियों को प्राप्त करने के बाद, यदि विभाजन सही ढंग से नहीं किया जाता है, तो यह आमतौर पर तब तक महसूस नहीं किया जाता है जब तक कि अंतिम मॉडल का उत्पादन नहीं किया जाता है और इसमें कटौती नहीं की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप समय और सामग्री का नुकसान होता है। इस नकारात्मक परिणाम को रोकने के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि एक विषय विशेषज्ञ गुणवत्ता नियंत्रण के लिए डिजिटल मोल्ड बनाने से पहले खंडित फ़ाइलों की समीक्षा करें। अगला महत्वपूर्ण कदम डिजिटल मोल्ड्स के निर्माण के दौरान होता है। यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि मायोकार्डियल केस रक्त पूल मॉडल के आसपास इकट्ठा करने में सक्षम होगा। यदि मामला रक्त पूल के चारों ओर बंद नहीं होता है, तो इसका उपयोग सिलिकॉन मॉडल बनाने के लिए नहीं किया जा सकता है क्योंकि अनसेट सिलिकॉन लगातार लीक हो जाएगा, और शरीर रचना विज्ञान विकृत हो सकता है। एक हैंडहेल्ड रोटरी सैंडिंग टूल का उपयोग मायोकार्डियल मोल्ड के टुकड़ों को हल्के ढंग से हटाने के लिए किया जा सकता है, यदि छोटे समायोजन की आवश्यकता होती है। यदि बड़े समायोजन की आवश्यकता होती है, तो डिजिटल मोल्ड को बदलने और एक अद्यतन मामले को मुद्रित करने की आवश्यकता होगी। अंतिम महत्वपूर्ण कदम सिलिकॉन का डालना है। सिलिकॉन का उपयोग करते समय सामग्री निर्देशों का सख्त पालन आवश्यक है, क्योंकि ऐसा करने में विफलता के परिणामस्वरूप सिलिकॉन हो सकता है जो एक कठिन सतह के साथ इलाज करता है। यदि सतह को एसएमई द्वारा उपयोग के लिए बहुत कठिन माना जाता है, तो रक्त पूल को पुनर्मुद्रित करना पड़ सकता है यदि इसे सिलिकॉन से सफलतापूर्वक नहीं हटाया जा सकता है। सिलिकॉन को फिर से डालना होगा, जिसके परिणामस्वरूप समय और सामग्री का नुकसान होगा। यदि अपर्याप्त सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है या सिलिकॉन सेटिंग प्रक्रिया के दौरान मायोकार्डियल केस मोल्ड से बाहर निकलता है, तो परिणामी मॉडल अधूरा होगा। इस विफलता को मोल्ड में अतिरिक्त सिलिकॉन को मिलाकर और डालकर ठीक किया जा सकता है। गर्म गोंद या मिट्टी जैसी सामग्री का उपयोग मायोकार्डियल केस मोल्ड के सीम को सील करने के लिए किया जा सकता है यदि इलाज की प्रक्रिया के दौरान सिलिकॉन की एक छोटी मात्रा लीक हो रही है।

रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल बनाने की इस विधि को रोगी-विशिष्ट या जटिल आंतरिक और बाहरी ज्यामिति के साथ किसी भी नरम शारीरिक संरचना के मॉडल के निर्माण की अनुमति देने के लिए संशोधित किया जा सकता है। यह मानते हुए कि लक्ष्य शरीर रचना विज्ञान को सही ढंग से विभाजित किया गया है, प्रोटोकॉल के शेष चरणों का न्यूनतम परिवर्तन के साथ पालन किया जा सकता है। जबकि वर्तमान काम का ध्यान केंद्रित नहीं है, प्रोटोकॉल को इसी तरह की सफलता के साथ यकृत पैरेन्काइमा पर लागू किया गया है। उपयोग की गई 3 डी प्रिंट सामग्री को भी संशोधित किया जा सकता है। एबीएस और पीएलए को उनकी कम लागत के कारण उपयोग के लिए अनुशंसित किया जाता है, लेकिन कोई भी भंग करने योग्य 3 डी प्रिंट सामग्री एबीएस की जगह ले सकती है, और कोई भी वांछनीय 3 डी प्रिंट सामग्री प्रोटोकॉल में न्यूनतम या कोई बदलाव के साथ पीएलए की जगह ले सकती है। अन्य मुद्रण सामग्री का उपयोग करते समय सभी फिलामेंट निर्माता-निर्दिष्ट मुद्रण पैरामीटर का पालन किया जाना चाहिए। इस विधि को एक अलग सिलिकॉन के उपयोग से आगे संशोधित किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल में उपयोग के लिए अनुशंसित सिलिकॉन में 2 ए की किनारे की कठोरता है, लेकिन यदि एक और किनारे की कठोरता मूल्य वांछनीय है, तो एक अलग सिलिकॉन को प्रोटोकॉल में न्यूनतम या कोई बदलाव के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है। एक अलग सिलिकॉन उत्पाद का उपयोग करते समय सभी विनिर्माण विनिर्देशों और प्रक्रियाओं का पालन करना सुनिश्चित करें।

जबकि यह प्रोटोकॉल एक बेहतर कार्डियक मॉडलिंग प्रक्रिया की रूपरेखा तैयार करता है, यह सीमाओं के बिना नहीं है। इस प्रोटोकॉल की प्रमुख सीमा यह है कि जबकि उपयोग किए गए प्लैटिनम इलाज सिलिकॉन अन्य उपलब्ध सामग्रियों की तुलना में कार्डियक ऊतक की कठोरता के करीब है, कठोरता एकमात्र संपत्ति नहीं है जो सर्जिकल प्रशिक्षण के ठीक-मोटर कौशल में भूमिका निभाती है। विशेष रूप से, वास्तविक कार्डियक ऊतक बल के तहत friability या फाड़ का प्रदर्शन करेगा। उपयोग किया गया सिलिकॉन बहुत लोचदार है, जिसमें 763% के ब्रेक पर एक बढ़ाव और 1,986 kPa19 की तन्यता शक्ति है। पोर्सिनी कार्डियक ऊतक, जिसे मानव हृदय ऊतक का एक सटीक प्रतिनिधित्व माना जाता है, में 28-66% के ब्रेक पर एक बढ़ाव और 40-59 kPa26 की तन्यता शक्ति होती है। यह अंतर एक समस्या प्रस्तुत करता है, क्योंकि कार्डियक सर्जिकल फेलो एक सिलिकॉन मॉडल दिल पर एक अभ्यास ऑपरेशन कर सकते हैं और आत्मविश्वास की झूठी भावना प्राप्त कर सकते हैं क्योंकि मॉडल उन बलों का सामना कर सकता है जो वास्तविक कार्डियक ऊतक नहीं कर सकते हैं। इस पद्धति में बहुत जटिल ज्यामिति के साथ कार्डियक मॉडल द्वारा सीमित होने की क्षमता भी है। जैसे-जैसे मॉडल की शारीरिक जटिलता बढ़ती है, प्रोटोकॉल मायोकार्डियल मोल्ड में टुकड़ों की संख्या बढ़ाकर क्षतिपूर्ति कर सकता है। अनिवार्य रूप से, तेजी से जटिल मॉडल तेजी से जटिल मोल्ड डिजाइन और डिजाइन समय में वृद्धि की आवश्यकता होगी।

इस प्रोटोकॉल में वर्णित मॉडल निर्माण प्रक्रिया सर्जिकल रूप से सामना की गई शारीरिक रचना विज्ञान की कम लागत वाली सटीक एनाटॉमिक प्रतिकृतियों को फिर से बनाने की क्षमता के कारण अन्य उपलब्ध विकल्पों में से कई से बेहतर है। कैडेवरिक और पशु ऊतक उच्च निष्ठा सिमुलेशन के लिए अनुमति देते हैं, लेकिन उनके पास बहुत अधिक लागत होती है और उपयोग और बनाए रखने के लिए विशिष्ट प्रयोगशाला सेट-अप की आवश्यकता होती है।2,6. इसके अलावा, कैडेवरिक और पशु ऊतक मॉडल में नैतिक चिंताएं हैं, रोगी-विशिष्ट नहीं हैं, और जटिल सीएचडी को अक्सर एक सर्जन या प्रशिक्षक द्वारा मैन्युअल रूप से निर्मित किया जाना चाहिए, जिससे अक्सर आसपास के ऊतकों और अंगों को अशुद्धि या क्षति होती है। एक अन्य संभावित मॉडलिंग तकनीक में आभासी वास्तविकता का उपयोग शामिल है। आभासी वास्तविकता रोगी-विशिष्ट कार्डियक मॉडल की डिजिटल प्रतिकृति के लिए अनुमति देती है, जो रोगी शरीर रचना विज्ञान और सर्जिकल योजनाओं के सटीक मानसिक प्रतिनिधित्व की स्थापना के लिए एक प्रभावी उपकरण है। इसके अतिरिक्त, कुछ वीआर सिस्टम ने हैप्टिक फीडबैक को शामिल करने के साथ बुनियादी सिमुलेशन के लिए अनुमति दी है। हालांकि, उपलब्ध हैप्टिक प्रतिक्रिया में जन्मजात हृदय सर्जिकल प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक ठीक-मोटर कौशल को दोहराने के लिए आवश्यक यथार्थवाद का अभाव है4. 3 डी प्रिंटिंग रोगी-विशिष्ट कार्डियक मॉडल का उत्पादन करने के लिए एक और उपलब्ध विधि है2,24. हालांकि, बहु-सामग्री, नरम मॉडल का उत्पादन करने में सक्षम उच्च-निष्ठा 3 डी प्रिंटर के व्यापक कार्यान्वयन को उनकी अत्यधिक उच्च लागत से रोक दिया जाता है11,14,15. कम लागत वाले 3 डी प्रिंटर उपलब्ध हैं, लेकिन केवल उन सामग्रियों में प्रिंट कर सकते हैं जो वास्तविक मायोकार्डियम की तुलना में बहुत मजबूत हैं। जब एक 3 डी प्रिंटर के लिए सबसे नरम उपलब्ध सामग्रियों में से एक का उपयोग स्कैनलान एट अल द्वारा एक मॉडल बनाने के लिए किया गया था, तो मॉडल को वास्तविक कार्डियक ऊतक की तुलना में मजबूत पाया गया था।17. वर्णित सामग्री में 26 ए और 28 ए के बीच एक किनारे की कठोरता थी, जिससे यह एक रबर बैंड के समान बनावट देता था। इस प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले प्लैटिनम ठीक किए गए सिलिकॉन में 2 ए की किनारे की कठोरता होती है, जो इसे जेल जूते डालने के समान बनावट देती है और वास्तविक कार्डियक ऊतकों की कठोरता के बहुत करीब होती है, जो 43 00 है20 या ~ 0 A. Hoashi एट अल. एक लचीला 3 डी मुद्रित दिल मॉडल विकसित करने के लिए इस प्रोटोकॉल में वर्णित एक के लिए एक समान विधि का भी उपयोग किया। दो मोल्ड्स, आंतरिक और बाहरी मायोकार्डियल ज्यामिति का प्रतिनिधित्व करते हुए, एक एसएलए प्रिंटर का उपयोग करके 3 डी मुद्रित किए गए थे, जिसके बाद वैक्यूम एक रबर की तरह पॉलीयुरेथेन राल कास्टिंग करता था। जबकि इस विधि ने एक नरम कार्डियक मॉडल का उत्पादन किया था, प्रति मॉडल इस विधि की प्रस्तावित उत्पादन लागत 2,000 से 3,000 अमरीकी डालर थी।22. तुलनात्मक रूप से, प्रस्तुत प्रोटोकॉल में वर्णित विधि की कुल सामग्री लागत 10 अमरीकी डालर से कम है। अंत में, एक समान विधि का उपयोग रूसो एट अल द्वारा भी किया गया था. प्रक्रियात्मक अभ्यास के लिए महाधमनी वाल्व और समीपस्थ महाधमनी के सिलिकॉन मॉडल बनाने के लिए। जबकि रूसो एट अल. विधि एक समान लक्ष्य पर केंद्रित है, उनकी प्रस्तुत प्रक्रिया का उद्देश्य महाधमनी या महाधमनी वाल्व के अब तक सरल एनाटॉमी की प्रतिकृति बनाना है। यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल इंट्रा-कार्डियक और मायोकार्डियल एनाटॉमी पर ध्यान केंद्रित करके खुद को अलग करता है जो छोटे, अधिक जटिल हैं, और दिए गए ऐतिहासिक तरीकों को दोहराना बेहद मुश्किल होगा। इस अंतर के बावजूद, रूसो एट अल द्वारा बनाए गए मॉडल. सर्वेक्षण किए गए कार्डियक सर्जनों द्वारा कार्डियक सर्जरी में सिमुलेशन और प्रशिक्षण के लिए अत्यधिक उपयोगी थे23. अनिवार्य रूप से, इस प्रोटोकॉल में वर्णित विधि जटिल, रोगी-विशिष्ट जन्मजात कार्डियक मॉडल के कम लागत वाले निर्माण के लिए अनुमति देती है, जिसमें अन्य मॉडलिंग विधियों की तुलना में वास्तविक कार्डियक ऊतक के समान सटीक रूप से प्रतिनिधित्व किए गए दोषों और भौतिक गुणों के साथ अधिक होता है।1,16, मॉडल को एक यथार्थवादी हैप्टिक निष्ठा के साथ संचालित करने की अनुमति देता है।

आगे बढ़ते हुए, इस पद्धति को जटिल आंतरिक और बाहरी विशेषताओं के साथ किसी भी रोगी शरीर रचना विज्ञान के मॉडल के गठन के लिए लागू किया जा सकता है। एक वैकल्पिक रक्त पूल सामग्री विकसित करना जिसे सिलिकॉन मॉडल के भीतर से कम विनाशकारी तरीके से हटाया जा सकता है या कम समय लेने वाली विधि का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है, प्रक्रिया को अधिक समय और लागत-कुशल बना देगा। नतीजतन, एक नए रक्त पूल को प्रत्येक बाद की मोल्डिंग प्रक्रिया के लिए पुन: पेश नहीं करना होगा, जिससे संबंधित प्रशिक्षण की स्केलेबिलिटी हो सकती है। मॉडल बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन के भौतिक गुणों में भी सुधार किया जा सकता है। ब्रेक पर कम बढ़ाव के साथ सिलिकॉन मॉडल के यथार्थवाद को बढ़ाएगा और इन जटिल प्रक्रियाओं को करने के लिए आवश्यक ठीक मोटर कौशल सीखने की कोशिश कर रहे कार्डियक सर्जिकल फेलो के लिए एक शैक्षिक उपकरण के रूप में अपने मूल्य में सुधार करने में मदद करेगा। वर्तमान में इस समाधान में सहायता के लिए विचार के योग्य बाजार पर सामग्रियों का एक समूह सिलिकॉन नकली ग्लास सामग्री 25 हैं। ये सिलिकॉन सामग्री ब्रेक पर बहुत कम बढ़ाव प्रदर्शित करती हैं जिससे कांच के समान तरीके से बल आवेदन पर एक अलग "टूट" होता है। इस सिलिकॉन नकली ग्लास सामग्री के परिवर्धन के साथ इस प्रोटोकॉल में उपयोग किए जाने वाले प्लैटिनम इलाज सिलिकॉन को मॉड्युलेट करना मॉडल की फ्रिबिलिटी विशेषताओं के नियंत्रण के लिए अनुमति दे सकता है, जबकि अभी भी उचित किनारे की कठोरता को बनाए रखता है, समग्र हैप्टिक निष्ठा में सुधार करता है। अंत में, इस प्रोटोकॉल का उत्पादन कर सकते हैं शरीर रचना विज्ञान का संकल्प मोल्ड्स उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले 3 डी प्रिंटर के संकल्प द्वारा सीमित है। जैसा कि प्रौद्योगिकी में सुधार जारी है, इस प्रोटोकॉल के साथ बनाई जा सकने वाली शरीर रचना विज्ञान के संकल्प में भी सुधार होना चाहिए।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

लेखक इस अध्ययन को संभव बनाने के लिए ओएसएफ हेल्थकेयर को स्वीकार करना चाहते हैं, साथ ही साथ हमारे अंतिम उत्पाद के लिए अपने प्रक्रियात्मक ज्ञान और कौशल के आवेदन के लिए डॉ मार्क प्लंकेट।

Materials

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8220 12VMax High-Performance Cordless Dremel https://us.dremel.com/en_US/products/-/show-product/tools/8220-12vmax-high-performance-cordless Cordless for easier access to small features in model
Acetone Sunnyside https://www.sunnysidecorp.com/product.php?p=t&b=s&n=840G5 Bulk
Dragon Skin Fx-Pro Smooth-On https://shop.smooth-on.com/dragon-skin-fx-pro Industry-standard, characterized skin-safe
Ease Release 200 Smooth-On https://shop.smooth-on.com/ease-release-200 Coating to ensure easy removal of silicone from mold
GORE- TEX patch GORE https://www.goremedical.com/products/cardiovascularpatch Cardiovascular patch
ideaMaker Raise 3D https://www.raise3d.com/download/  Included G-code CAD software for Raise 3D printers
Magics Materilise https://www.materialise.com/en/software/magics Feature-rich CAD software capeable of manipulating organic surfaces
Mimics Materilise https://www.materialise.com/en/medical/mimics-innovation-suite/mimics Feature-rich segmentation software
Patient DICOM data - - DICOM data will typically come from a patient CT or MRI
Pro2 Plus Raise 3D https://www.raise3d.com/products/pro2-plus-3d-printer/ Anecdotallay reliable, dual extrusion FDM 3D printer
PRO2-100 Industrial Glue Gun Surebonder https://surebonder.com/collections/industrial-glue-guns/products/pro2-100-100-watt-high-temperature-professional-heavy-duty-hot-glue-gun-uses-full-size-7-16-glue-sticks Industrial-quality hot glue gun
Silc Pig Smooth-On https://shop.smooth-on.com/silc-pig-pigments Pigment for adding color to silicone
Vacuum Chamber Smooth-On https://shop.smooth-on.com/vacuum-chamber Anecdotally reliable vacumm chamber for removing air bubbles from mixed silicone

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Bioengineering अंक 180
पूर्व-सर्जिकल योजनाओं और हाथों पर प्रशिक्षण में अनुप्रयोगों के साथ रोगी-विशिष्ट सिलिकॉन कार्डियक मॉडल का निर्माण
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Mattus, M. S., Ralph, T. B., Keller, … More

Mattus, M. S., Ralph, T. B., Keller, S. M. P., Waltz, A. L., Bramlet, M. T. Creation of Patient-Specific Silicone Cardiac Models with Applications in Pre-surgical Plans and Hands-on Training. J. Vis. Exp. (180), e62805, doi:10.3791/62805 (2022).

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