Anatomik olarak gerçekçi yenidoğan kalp modeli kullanılmak üzere yenidoğan hasta simülatörleri
Summary
Bu iletişim kuralı manyetik rezonans görüntüleme, 3D baskı ve enjeksiyon kalıplama bileşimi kullanarak işlevsel yapay yenidoğan kalp modelleri oluşturmak için bir yordam açıklanır. Bu modellerin entegre edilebilen fizyolojik ve anatomik araştırmalar yeni nesil Yenidoğan hasta simülatörleri ve bir araç olarak hazırlanmıştır.
Abstract
Yenidoğan hasta simülatörleri (NPS) tıbbi simülasyon eğitimi bağlamında kullanılan yapay hasta Suretler. Neonatologists ve hemşirelerin klinik müdahaleler gibi bradikardi veya kardiyak arrest durumunda hasta hayatta kalmasını sağlamak için göğüs sıkıştırma uygulama. Şu anda kullanılan simülatörleri düşük fiziksel aslına uygunluğunu vardır ve bu nedenle göğüs sıkıştırma yordamı nitel bilgi sağlayamaz. Bir anatomik olarak gerçekçi kalp modeli gelecekte simülatörleri kardiyak çıkış göğüs sıkıştırma sırasında oluşturulan algılanmasını sağlar katıştırma; Bu kan akımı oluşturulan miktarı ile ilgili olarak sıkıştırma etkisi anlayışı derinleştirmek bir çıkış parametresi klinisyenler sağlayabilir. Bu izleme elde önce bir anatomik olarak gerçekçi kalp modeli içeren oluşturulmalıdır: iki kulakçık, iki ventrikül, dört kalp kapakları, pulmoner damarlar ve arterler ve sistemik damarları ve arterler. Bu iletişim kuralı, manyetik rezonans görüntüleme (MRG), 3D baskı ve soğuk enjeksiyon şeklinde döküm bir birleşimini kullanarak böyle bir işlevsel yapay yenidoğan kalp model oluşturma yordamı açıklanmaktadır. Esnek 3D yazdırılan iç kalıpları içinde enjeksiyon kalıplama işlemi ile bu yöntemi kullanarak, bir anatomik olarak gerçekçi kalp modeli elde edilebilir.
Introduction
Her yıl milyonlarca ventilasyon yenidoğan yoğun bakım üniteleri (NICU) kazanmışlardır. NICUs, en acil sorunları hava yolu, solunum ve dolaşım (ABC) ile arasında bir ilişki ve göğüs sıkıştırma gibi müdahaleler gerektirir. NPS bir değerli öğretim ve eğitim aracı böyle müdahaleler uygulamaya sunuyoruz. Bazı olabilmesi için katıştırılmış sensörler performans derinlik ve göğüs sıkıştırma hızı için önerilen klinik yönergeleri1 uygun olup olmadığını algılayabilir. Kurallara aderans hesaplamak ve performansını ölçmek için kullanılabilir ve bu bağlamda, böyle sanatın devlet NPS performans değerlendirilmesi için bir somut ve beyaz kutu ölçü olarak görüntülenebilir.
Önerilen kurallara aderans hasta Fizyoloji artırmayı amaçlamaktadır. Örneğin, kalp masajına yeterli kan akımı dolaşım sistemi oluşturma amacı ile teslim edilir. Geçerli yüksek sadakat (Örneğin, PremieAnne (Laerdal, Stavanger, Norveç) ve Paul (SIMCharacters, Viyana, Avusturya)), NPS için entegre bir kalp bulunmadığından eğitim sırasında kan akımı gibi fizyolojik parametrelerini ölçmek için herhangi bir sensörler içermez Bu fizyolojik parametre oluşturmak. Göğüs sıkıştırma geçerli NPS’de etkinliği bu nedenle fizyolojik bir düzeyde değerlendirilemez. Kalp masajına fizyolojik değerlendirilmesi etkinleştirmek olabilmesi için NPS entegre olmak anatomik olarak gerçekçi yapay bir kalbin var. Ayrıca, araştırma2 fiziksel anatomik sadakat artış NPS fonksiyonel kalitesini bir artışa neden olabilir gösterir. Fiziksel olarak yüksek sadakat organ sistemine entegre eğitim fonksiyonel sadakat yararlanın ve fizyolojik performans değerlendirme etkinleştirmek.
NPS kalitesini önemli bir artış ile 3D baskı elde edilebilir. Tıpta, 3D görüntüleme ve yazdırma çoğunlukla cerrahi hazırlık ve implantlar3,4,5oluşturulması için kullanılır. Örneğin, cerrahi simülasyon alanında, organları cerrahlar cerrahi işlemler6yapılması hakkında eğitmek için üretilmektedir. 3D baskı olanakları henüz kapsamlı NPS’de uygulanmadı. 3D görüntüleme ve 3D baskı ile birlikte fiziksel sadakat daha yüksek bir seviyeye ulaşmasını NPS için olasılığı açılır. Kalp gibi gelişmiş, esnek, yenidoğan organlarda çoğaltma teknikleri ve 3D yazdırma7için kullanılan malzemelerin hiç genişleyen yelpazesi nedeniyle mümkün olur.
Bu yazıda, fonksiyonel, yapay yenidoğan kalp bir MRI, 3D baskı ve soğuk enjeksiyon kullanarak oluşturmak için bir protokol ayrıntı. Bu kağıt kalp modelinde iki kulakçık, iki ventrikül, dört işlevsel Subaplar ve pulmoner ve sistemik atar ve toplar damarlardaki tüm döküm bir tek silikon üretilen içerir. Kalp modeli bir sıvıyla dolu, sensörler ile donatılmış ve çıkış parametresi jeneratör (yani, kan basıncı ya da kardiyak çıkış sırasında göğüs sıkıştırma ve Vana işlevselliği) kullanılıyor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada geliştirilen model için 3 dk süre içinde enjeksiyon döküm (Şekil 5, Şekil 6) giren hava önlemek için gerekli tespit edilmiştir. Silikon kapakların dar alanlarda ulaştığından emin olmak için “öncesi döküm” veya “kaplama” kalıp Vana yerlerde esastır. Kalp odaları şekillendirme iç kalıpları 5 mm açıklıklar döküm son silikon çıkmak olduğundan, çoklu malzeme 3D baskı kalıpları için bir tek döküm kalp model (<s…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma Impuls Perinatoloji Hollandalı çerçevesinde gerçekleştirildi. Yazarlar Radboud UMCN Müzesi anatomisi ve patolojisi ve bu iş için kullanılan yenidoğan MRI taramaları sağlamak için Maxima Tıp Merkezi Veldhoven için teşekkür etmek istiyorum. Yazarlar daha da Jasper Sterk, Sanne van der Linden, Frederique de Jongh, Pleun Alkemade ve D.search lab Endüstriyel Tasarım Fakültesi bu araştırma geliştirme için önemli katkılarından dolayı teşekkür etmek istiyorum. Son olarak yazarlar Rohan Joshi el yazması onun kanıtı okuma için teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| Ecoflex 5 | Smooth-on | Silicon casting material | |
| 400ml Static mixers | Smooth-on | Mixing tubes | |
| Manual dispensing gun | Smooth-on | Used for injection molding | |
| 5-56 PTFE spray | CRC | Release agent for the molds | |
| Sodium-hydroxide | N/A | This was purchased as caustic soda at the hardware store, in dry, 99% pure form. As it is widely available, there is no company specified | |
| VeroWhite | Stratasys | The hard material used in the print | |
| TangoBlackPlus | Stratasys | The rubber material used in the print | |
| Support Material | Stratasys | The standard support material used by stratasys | |
| Magill Forceps | GIMA | Infant size. This is for removing the inner molds | |
| Stratasys Connex 350 | Stratasys | If this machine is not owned, another option is to have the parts printed through a third party printing firm such as 3D-hubs to get the parts printed and shipped. | |
| Balco Powerblast (Water Jet) | Stratasys | ||
| Euro 8-24 Set P (Air Compressor) | iSC | 4007292 | |
| Syringe with blunt needle | N/A | A 20ml syringe with a 0.5mm diameter blunt needle. | |
| Mimics 17.0 software | Materialise | This software was used to segment the heart model from the MRI. There are sevaral free MRI imaging software tools available such as InVesalius, or Osirix, although they may prove to provide less functionality. | |
| Magics 9.0 software | Materialise | This was used to repair and smooth the .stl files generated by mimics. This smoothing can also be done in most other 3D modeling freeware. | |
| Solidworks | Software used for editting the heart model. Most other freeware CAD software can be used to perform this stage of processing. |
Referenzen
- Wyllie, J., Bruinenberg, J., Roehr, C. C., Rüdiger, M., Trevisanuto, D., Urlesberger, B. European resuscitation council guidelines for resuscitation 2015. Resuscitation. 95, 249-263 (2015).
- Sawyer, T., Strandjord, T. P., Johnson, K., Low, D. Neonatal airway simulators, how good are they? A comparative study of physical and functional fidelity. J. Perinatol. 36 (2), 151-156 (2015).
- Yao, R., et al. Three-dimensional printing: review of application in medicine and hepatic surgery. Cancer Biol. Med. 13 (4), 443-451 (2016).
- Chua, C. K., et al. Rapid prototyping assisted surgery planning. Int. J. Adv. Manuf. Tech. 14 (9), 624-630 (1998).
- Gibson, I., et al. The use of rapid prototyping to assist medical applications. Rapid Prototyping J. 12 (1), 53-58 (2006).
- Cai, H. Application of 3D printing in orthopedics: status quo and opportunities in China. Ann. Transl. Med. 3 (Suppl 1), S12 (2015).
- Thielen, M. W. H., Delbressine, F. L. M. Rib cage recreation: towards realistic neonatal manikin construction using MRI scanning and 3D printing. FASE. , 41-44 (2016).
- Thielen, M., Joshi, R., Delbressine, F., Bambang Oetomo, S., Feijs, L. An innovative design for cardiopulmonary resuscitation manikins based on a human-like thorax and embedded flow sensors. JOEIM. 231 (3), 243-249 (2017).
- Cohrs, N. C., et al. A soft Total Artificial Heart – First Concept Evaluation on a Hybrid Mock Circulation. Artif. Organs. , (2017).
- Sparks, J. L., et al. Use of silicone materials to simulate tissue biomechanics as related to deep tissue injury. Adv. Skin Wound Care. 28 (2), 59-68 (2015).
- Van der Horst, A., Geven, M. C., Rutten, M. C., Pijls, N. H., Nvan de Vosse, F. Thermal anemometric assessment of coronary flow reserve with a pressure-sensing guide wire: An in vitro evaluation. Med. Eng. Phys. 33 (6), 684-691 (2011).
- Miriyev, A., Stack, K., Lipson, H. Soft material for soft actuators. Nature comm. 8 (596), (2017).
