신생아 환자 시뮬레이터에 사용 하기 위해 해부학 현실적인 신생아 심장 모델
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
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. |
Riferimenti
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