RU2801492C1 - Two-layer phantom of a vertebra with adjustable force parameters during deformation due to a change in the ratio of material components - Google Patents
Two-layer phantom of a vertebra with adjustable force parameters during deformation due to a change in the ratio of material components Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801492C1 RU2801492C1 RU2022131255A RU2022131255A RU2801492C1 RU 2801492 C1 RU2801492 C1 RU 2801492C1 RU 2022131255 A RU2022131255 A RU 2022131255A RU 2022131255 A RU2022131255 A RU 2022131255A RU 2801492 C1 RU2801492 C1 RU 2801492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phantom
- vertebral
- layer
- component
- vertebra
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Фантомы позвонков являются анатомическими медицинскими моделями и могут найти широкое применение в области проведения обучающих нейрохирургических операций, например, в области нейрохирургии. Различают декоративные (показательные) фантомы, с помощью которых возможно проводить обучение функциональным особенностям и анатомическому строению. Существуют также фантомы, позволяющие проводить хирургическое обучение мануальным действиям, которые необходимы при проведении оперирования пациентов. Например, для имитации процесса установки транспедикулярных систем на позвоночник. Такие фантомы имеют однослойную или многослойную структуру, в зависимости от предлагаемого качества желаемой имитации. Например, двухслойные фантомы имеют внешний слой, имитирующий костную кортикоидную ткань, и внутренний слой, имитирующий губчатую костную ткань. Каждый фантом может обладать своим уникальным способом изготовления.Vertebral phantoms are anatomical medical models and can be widely used in the field of training neurosurgical operations, for example, in the field of neurosurgery. There are decorative (indicative) phantoms, with the help of which it is possible to teach functional features and anatomical structure. There are also phantoms that allow for surgical training in manual actions that are necessary when operating on patients. For example, to simulate the process of installing transpedicular systems on the spine. Such phantoms have a single-layer or multi-layer structure, depending on the offered quality of the desired simulation. For example, bilayer phantoms have an outer layer that mimics corticoid bone and an inner layer that mimics cancellous bone. Each phantom can have its own unique manufacturing method.
Уровень техникиState of the art
Из современной научно-технической литературы и патентной документации известны патенты, описывающие процесс изготовления многослойных изделий:From modern scientific and technical literature and patent documentation, patents are known that describe the process of manufacturing multilayer products:
US 9238320 B2 - процесс производства полиуретановых композитных компонентов. Данный патент описывает способ производства композитного компонента, включающего опору из термопластичной композиции и по меньшей мере один полиуретановый слой, находящийся в непосредственном контакте с опорой. Данный способ производства позволяет получать прочные композитные изделия с улучшенными характеристиками.US 9238320 B2 - process for the production of polyurethane composite components. This patent describes a method for manufacturing a composite component comprising a thermoplastic composition support and at least one polyurethane layer in direct contact with the support. This method of production makes it possible to obtain durable composite products with improved characteristics.
KR 102089845 В1 - способ и устройство для получения многослойного литья под давлением с межэтапным охлаждением. Помимо устройства для изготовления, данный патент описывает метод поэтапного литья по меньшей мере двухслойных изделий, где каждый новый отливаемый элемент является по меньшей мере частичной оболочкой для предыдущих. Данный способ производства обеспечивает высокую точность позиционирования каждого нового слоя относительно предыдущего за счет частичной фиксации предыдущего слоя в форме.KR 102089845 B1 - method and apparatus for producing multilayer injection molding with interstage cooling. In addition to the device for manufacturing, this patent describes a method of step-by-step casting of at least two-layer products, where each new cast element is at least a partial shell for the previous ones. This method of production ensures high positioning accuracy of each new layer relative to the previous one due to the partial fixation of the previous layer in the mold.
DE 102015007832 A1 оптический компонент и метод производства оптического компонента в процессе многослойного литья под давлением. Настоящее изобретение относится к оптическому компоненту, изготовленному методом многослойного литья под давлением, в частности к оптическому компоненту для светильника. Данный патент описывает технологию литья под давлением по меньшей мере в два этапа изделия большого объема по меньшей мере в двух формах, при котором каждый последующий заливаемый элемент позиционируется относительно предыдущего с помощью фиксации в форме.DE 102015007832 A1 Optical component and method for producing an optical component in a multilayer injection molding process. The present invention relates to an optical component made by multi-layer injection molding, in particular to an optical component for a luminaire. This patent describes a technology for injection molding at least two stages of a large volume product in at least two molds, in which each subsequent poured element is positioned relative to the previous one by fixing in the mold.
US 7048534 B2 - процессы формовки и устройства для формовки мячей для гольфа. Данный патент раскрывает технологию формирования многослойного мяча для гольфа, состоящего по меньшей мере дух слоев и содержащего по меньшей мере одно углубление, позволяющее центрировать сердцевину мяча относительно формообразующей поверхности внешнего слоя. Технология позволяет равномерно наносить на сердцевину мяча для гольфа по меньшей мере один внешний слой, улучшающий характеристики изделияUS 7048534 B2 - molding processes and devices for molding golf balls. This patent discloses a technology for forming a multilayer golf ball, consisting of at least two layers and containing at least one recess, allowing the core of the ball to be centered relative to the shaping surface of the outer layer. The technology allows at least one outer layer to be uniformly applied to the core of a golf ball, improving the performance of the product.
СА 2951051 С - Метод изготовления анатомических фантомов с элементами, имеющими переменную плотность. Данный патент раскрывает технологию поэтапного изготовления многослойных анатомических структур на основе поливинилового спирта с помощью размещения смеси в составных формах для последующего отверждения состава методом цикличного замораживания и оттаивания. Технология подразумевает размещение уже застывшего элемента в форму большего размера, заполненную незастывшей смесью для получения многослойных изделий с инкапсулированными элементами.SA 2951051 C - Method for manufacturing anatomical phantoms with elements having a variable density. This patent discloses a technology for the staged production of multilayer anatomical structures based on polyvinyl alcohol by placing the mixture in composite molds for subsequent curing of the composition by cyclic freezing and thawing. The technology involves placing an already solidified element into a larger mold filled with an uncured mixture to obtain multilayer products with encapsulated elements.
Несмотря на то что вышеописанные методы многослойного производства позволяют изготавливать изделия с помощью поэтапного нанесения каждого нового слоя на зафиксированный в форме уже изготовленный элемент, ни один из предложенных способов не позволяет производить изделия, в которых каждый новый слой полностью закрывал бы собой предыдущий.Despite the fact that the above-described methods of multilayer production make it possible to manufacture products by applying each new layer in stages on an already manufactured element fixed in the mold, none of the proposed methods allows the production of products in which each new layer would completely cover the previous one.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран патент US 20180350268 A1. Данный патент описывает комплект спинального тренажера, включающий анатомическую модель по меньшей мере части позвоночного столба, состоящий из аналогов позвоночных сегментов и аналогов межпозвоночных дисков, изготавливаемых из поливинилалкоголя методом замораживания и оттаивания. Акцент сделан на методе изготовления аналогов межпозвоночных дисков. Однако данный аналог не предполагает понимание необходимости регулировки сил взаимодействия хирургического инструмента с телом позвонка, возникающих в процессе проведения хирургических операций. Также авторы не устанавливают соотношения компонентов применяемых материалов и не меняют свойства применяемых материалов, в частности, возникающие при деформировании этих материалов.As the closest analogue (prototype) selected patent US 20180350268 A1. This patent describes a spinal trainer kit that includes an anatomical model of at least part of the spinal column, consisting of analogues of vertebral segments and analogues of intervertebral discs, made from polyvinyl alcohol by the method of freezing and thawing. Emphasis is placed on the method of manufacturing analogues of intervertebral discs. However, this analog does not imply an understanding of the need to adjust the forces of interaction between the surgical instrument and the vertebral body that occur during surgical operations. Also, the authors do not establish the ratio of the components of the materials used and do not change the properties of the materials used, in particular, those arising from the deformation of these materials.
Заявленное изобретение, в отличие от ближайшего аналога, позволяет проводить обучение медицинских работников процессу проведения установки транспедикулярных винтов с учетом изменения силовых параметров, возникающих в ходе проведения хирургических манипуляций.The claimed invention, unlike the closest analogue, makes it possible to train medical workers in the process of installing pedicle screws, taking into account changes in the power parameters that occur during surgical procedures.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Изобретение представляет собой фантом, применяемый в хирургических целях, который состоит из внешнего слоя с толщиной, определенной в диапазоне от 1.5 до 3 мм, имитирующего костную кортикоидную ткань, и внутреннего слоя, силовые параметры при деформации которого регулируются соотношением двухкомпонентного литьевого полиуретана и двухкомпонентного литьевого пенополиуретана на этапе изготовлении.The invention is a phantom used for surgical purposes, which consists of an outer layer with a thickness determined in the range from 1.5 to 3 mm, imitating bone corticoid tissue, and an inner layer, the force parameters during deformation of which are controlled by the ratio of two-component molded polyurethane and two-component molded polyurethane foam at the manufacturing stage.
Задача изобретения - предоставлять хирургам возможность проводить хирургическое обучение мануальным действиям с разными силовыми ощущениями, которые могут возникать при проведении операций над позвонками. При этом мануальные действия осуществляются при помощи хирургических инструментов, таких как транспедикулярный винт или метчик. В частности, двухслойный фантом позвонка позволяет осуществлять имитацию процесса установки транспедикулярных винтов.The objective of the invention is to provide surgeons with the opportunity to conduct surgical training in manual actions with different force sensations that may occur during operations on the vertebrae. In this case, manual actions are carried out using surgical instruments, such as a pedicle screw or a tap. In particular, the two-layer phantom of the vertebra allows the simulation of the process of installing pedicle screws.
Техническим результатом изобретения является возможность проводить регулирование силовых параметров материала, получая разные свойства материала для осуществления более качественной имитации и приближения по свойствам к реальным позвонкам пациента двухслойного фантома позвонка с регулируемыми силовыми параметрами материала. Предлагаемый фантом позвонка включает внешний слой с толщиной, определенной в диапазоне от 1.5 до 3 мм, имитирующий костную кортикоидную ткань, и внутренний слой, силовые параметры при деформации которого регулируются соотношением компонентов материала.The technical result of the invention is the ability to control the power parameters of the material, obtaining different properties of the material for better imitation and approximation in properties to the patient's real vertebrae of a two-layer vertebral phantom with adjustable power parameters of the material. The proposed vertebral phantom includes an outer layer with a thickness determined in the range from 1.5 to 3 mm, which imitates corticoid bone tissue, and an inner layer, the force parameters during deformation of which are controlled by the ratio of the material components.
Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается на этапе изготовления при помощи изменения соотношения двухкомпонентного литьевого полиуретана и двухкомпонентного литьевого пенополиуретана в составе внутреннего слоя фантома позвонка, имитирующего трабекулярную костную ткань. Следует отметить, что состав для изготовления равномерного внешнего слоя фантома позвонка, в отличии от состава для изготовления внутреннего слоя, неизменен и состоит из двухкомпонентного литьевого полиуретана.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved at the manufacturing stage by changing the ratio of two-component molded polyurethane and two-component molded polyurethane foam as part of the inner layer of the vertebral phantom, which imitates trabecular bone tissue. It should be noted that the composition for the manufacture of a uniform outer layer of the vertebral phantom, in contrast to the composition for the manufacture of the inner layer, is unchanged and consists of a two-component cast polyurethane.
Материал имеет силовые свойства сопротивления проникновению внутрь своей структуры. Приложенные внешние силы и крутящие моменты к материалу, возникающие от применения деформирующих хирургических инструментов на позвонке, порождают внутренние усилия сопротивления. Эти внутренние усилия, распределенные по площади поверхности соприкосновения материала и инструмента, называются механическим напряжением.The material has power properties of resistance to penetration into its structure. The applied external forces and torques to the material, arising from the use of deforming surgical instruments on the vertebra, generate internal resistance forces. These internal forces, distributed over the area of contact between the material and the tool, are called mechanical stress.
Механическое напряжение материала зависит от природы вещества и характеризуется внутренними силами взаимодействия молекул, которые направлены против давления и деформации материала. Количественная оценка данного параметра для определенного материала возможна, по косвенной оценке, деформации, вызванной этим механическим напряжением, посредством использования тензометрических датчиков вкупе со специализированной методикой и математическим обеспечением. При этом в зависимости от формы выбранного инструмента для нагнетания деформаций методика определения механических напряжений и математический аппарат кардинально отличаются. В случае применения хирургических инструментов резьбовой формы, таких как транспедикулярные винты и метчики, методики определения механических напряжений в настоящий момент не имеется. Поэтому для анализа механических свойств материала, которые непосредственно влияют на процесс проведения хирургической манипуляции, в графическом и числовом виде, вводится такое понятие как силовые параметры материала. Силовые параметры материала позвонков - это силовые характеристики, полученные в ходе процесса механического взаимодействия деформирующего хирургического инструмента и материала позвонка при проведении хирургической манипуляции. Как и механические напряжения, определять силовые параметры материала целесообразно также с помощью тензометрических датчиков.The mechanical stress of the material depends on the nature of the substance and is characterized by internal forces of interaction of molecules, which are directed against the pressure and deformation of the material. Quantification of this parameter for a particular material is possible, by indirect assessment, of the deformation caused by this mechanical stress, through the use of strain gauges, coupled with a specialized technique and software. At the same time, depending on the shape of the selected tool for injecting deformations, the method for determining mechanical stresses and the mathematical apparatus are fundamentally different. In the case of threaded surgical instruments, such as pedicle screws and taps, there is currently no method for determining mechanical stresses. Therefore, to analyze the mechanical properties of the material, which directly affect the process of surgical manipulation, in a graphical and numerical form, such a concept as the force parameters of the material is introduced. Power parameters of the material of the vertebrae are power characteristics obtained during the process of mechanical interaction between the deforming surgical instrument and the material of the vertebra during surgical manipulation. As well as mechanical stresses, it is also advisable to determine the power parameters of the material using strain gauges.
Тензометрический датчик измеряет линейные силы и крутящие моменты, возникающие в области соприкосновения деформирующей кромки хирургического инструмента и материала позвонка. Так как материал хирургического инструмента или винта-импланта имеет на порядок большую твердость, чем материал позвонка, его можно принять за недеформируемое твердое тело. Из этого следует, что измеренные тензометрическим датчиком значения линейных сил и крутящих моментов, при выполнении хирургической манипуляции, будут способствовать определению силовых параметров и характеризовать силовые свойства сопротивления материала позвонка.The strain gauge sensor measures the linear forces and torques that occur in the area of contact between the deforming edge of the surgical instrument and the material of the vertebra. Since the material of a surgical instrument or an implant screw has an order of magnitude greater hardness than the material of a vertebra, it can be mistaken for a non-deformable solid body. It follows from this that the values of linear forces and torques measured by a strain gauge sensor, when performing a surgical procedure, will help determine the power parameters and characterize the power properties of the resistance of the vertebral material.
При вращательно-поступательном движении во время введения деформирующего хирургического инструмента в материал позвонка наиболее значительной частью внешнего усилия является крутящий момент сопротивления относительно продольной оси инструмента. Не менее важным параметром хода хирургической манипуляции является глубина захода хирургического инструмента в материал позвонка. Поэтому силовые параметры материала основываются на измеряемом крутящем моменте сопротивления материала и глубине захода хирургического инструмента. А определить силовые параметры материала позвонка возможно на основе анализа зависимости этих параметров друг относительно друга. Функция изменения крутящего момента сопротивления относительно глубины погружения деформирующего хирургического инструмента является нелинейной (фигура 1), что на порядок усложняет процесс численного анализа данной зависимости.During the rotational-translational motion during the introduction of a deforming surgical instrument into the vertebral material, the most significant part of the external force is the resistance torque relative to the longitudinal axis of the instrument. An equally important parameter of the course of surgical manipulation is the depth of entry of the surgical instrument into the material of the vertebra. Therefore, the force parameters of the material are based on the measured material resistance torque and the insertion depth of the surgical instrument. And it is possible to determine the power parameters of the vertebral material based on the analysis of the dependence of these parameters relative to each other. The function of changing the resistance torque relative to the depth of immersion of the deforming surgical instrument is non-linear (figure 1), which complicates the process of numerical analysis of this dependence by an order of magnitude.
Для существенного упрощения процесса анализа силовых параметров материала позвонка следует преобразовать полученную зависимость измеренного крутящего момента сопротивления материала от глубины захода хирургического инструмента (далее по тексту - зависимость момент/глубина) в линейную функцию. Для того чтобы построить прямую по измеренным данным, необходимо ее аппроксимировать, посредством применения метода наименьших квадратов. Далее на основе вычисленных коэффициентов и значений аргумента исходной функции строится прямая линия, являющаяся основной линией зависимости момент/глубина (фигура 2).To significantly simplify the process of analyzing the power parameters of the vertebral material, it is necessary to convert the obtained dependence of the measured torque moment of material resistance on the depth of insertion of the surgical instrument (hereinafter referred to as the moment/depth dependence) into a linear function. In order to construct a straight line from the measured data, it is necessary to approximate it by applying the least squares method. Further, based on the calculated coefficients and the values of the argument of the original function, a straight line is constructed, which is the main line of the moment/depth dependence (figure 2).
Линейная функция описывается двумя параметрами: угловым коэффициентом и значением смещения прямой по оси у. Математически такие параметры представляются в виде уравнения прямой:The linear function is described by two parameters: the slope and the offset value of the straight line along the y-axis. Mathematically, such parameters are represented as an equation of a straight line:
где - значения измеренного крутящего момента сопротивления и значения глубины захода хирургического инструмента, соответственно; K - угловой коэффициент; b - смещение прямой по оси у.Where - the values of the measured resistance torque and the value of the insertion depth of the surgical instrument, respectively; K - angular coefficient; b - offset of the straight line along the y-axis.
Зависимость момент/глубина, полученная при вкручивании винта-импланта в образец материала фантома позвонка с отмеченными силовыми параметрами материала представлена на фигуре 3.The moment/depth dependence obtained by screwing the implant screw into a vertebral phantom material sample with marked material strength parameters is shown in Figure 3.
Основываясь на параметрах основной линии зависимости момента/глубины, которая в данном исследовании является характеристикой деформируемого материала, в качестве силовых параметров материалов приняты:Based on the parameters of the main line of the moment / depth dependence, which in this study is a characteristic of a deformable material, the following are taken as the force parameters of materials:
1. Коэффициент наклона основной линии зависимости измеренного крутящего момента сопротивления материала, действующего на хирургический инструмент вокруг оси вкручивания, от глубины захода этого инструмента. (Другими словами, силовой параметр наклона - K).1. Slope coefficient of the main line of the dependence of the measured torque moment of resistance of the material acting on the surgical instrument around the screwing axis, on the depth of entry of this instrument. (In other words, the slope force parameter is K).
2. Значение смещения основной линии зависимости измеренного крутящего момента сопротивления материала, действующего на хирургический инструмент вокруг оси вкручивания, от глубины захода этого инструмента. (Другими словами, силовой параметр смещения - b).2. The value of the displacement of the main line of the dependence of the measured torque moment of material resistance acting on the surgical instrument around the screwing axis, on the depth of entry of this instrument. (In other words, the displacement force parameter is b).
Силовые параметры возможно использовать для подбора такого материала, который по своим механическим характеристикам будет соответствовать костной ткани.Power parameters can be used to select a material that, in terms of its mechanical characteristics, will correspond to bone tissue.
Силовые свойства костной ткани непостоянны и зависят как от химического состава, общей структуры, плотности, количества и прочности внутренних компонентов костной ткани, так и от расы, пола, возраста, индивидуальных условий роста человека. Поэтому, для изготовления фантомов позвонков, которые по своим силовым свойствам будут соответствовать костной ткани, необходимо получать материалы с различными силовыми параметрами. Данные параметры материала необходимо иметь возможность регулировать в зависимости от нужд применения. Это возможно реализовать в процессе подбора компонентов материала фантома позвонка при его изготовлении.The power properties of bone tissue are not constant and depend both on the chemical composition, general structure, density, quantity and strength of the internal components of bone tissue, and on race, gender, age, individual conditions of human growth. Therefore, in order to manufacture phantoms of the vertebrae, which, in terms of their strength properties, will correspond to bone tissue, it is necessary to obtain materials with different strength parameters. These material parameters must be able to be adjusted depending on the needs of the application. This can be realized in the process of selecting the components of the vertebral phantom material during its manufacture.
Условно можно разделить процесс изготовления фантома позвонка на этапы:It is conditionally possible to divide the process of manufacturing a vertebral phantom into stages:
1) Получение геометрических параметров кортикальной и трабекулярной костной ткани позвонка человека из DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) - стандарт обработки, хранения, передачи, печати и визуализации медицинских изображений данных пациентов, полученных с помощью компьютерной или магнитно-резонансной томографии. Следует отметить, что геометрические параметры позвонков индивидуальны у каждого пациента. В этой связи формирование 3D-модели двухслойного фантома позвонка производится по следующим усредненным геометрическим параметрам: фигуре 4(a): а - высота позвонка (тело позвонка с остистым отростком), b - ширина позвонка (тело позвонка с поперечными отростками), с - ширина тела позвонка, d - высота тела позвонка, e1-е3 - диапазон толщин кортикального слоя тела позвонка. На фигуре 4(б): f толщина тела позвонка, g - суставные отростки, h - высота позвонка (тело позвонка с остистым отростком).1) Obtaining the geometric parameters of the cortical and trabecular bone tissue of a human vertebra from DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) - a standard for processing, storing, transmitting, printing and visualizing medical images of patient data obtained using computed or magnetic resonance imaging. It should be noted that the geometric parameters of the vertebrae are individual for each patient. In this regard, the formation of a 3D model of a two-layer vertebral phantom is performed according to the following averaged geometric parameters: figure 4(a): a - vertebral height (vertebral body with spinous process), b - vertebral width (vertebral body with transverse processes), c - width vertebral body, d - the height of the vertebral body, e 1 -e 3 - the range of thicknesses of the cortical layer of the vertebral body. Figure 4(b): f thickness of the vertebral body, g - articular processes, h - height of the vertebra (vertebral body with spinous process).
2) Формирование 3D-моделей внешнего и внутреннего слоев фантома позвонка на основе полученных геометрических параметров и изготовление мастер моделей аддитивным методом с помощью фотополимерной 3D-печати. На фигуре 5 схематично представлена 3D-модель двухслойного фантома позвонка человека, сформированного на основе DICOM данных пациента, включающая 3D-модели двухслойного фантома позвонка с разрезом - 1, модель внешнего слоя фантома позвонка- 2 и модель внутреннего слоя фантома позвонка - 3.2) Formation of 3D models of the outer and inner layers of the vertebral phantom based on the obtained geometric parameters and the production of master models using an additive method using photopolymer 3D printing. Figure 5 schematically shows a 3D model of a two-layer human vertebral phantom formed on the basis of DICOM patient data, including 3D models of a two-layer vertebral phantom with a cut - 1, a model of the outer layer of the vertebral phantom - 2 and a model of the inner layer of the vertebral phantom - 3.
3) Изготовление с помощью мастер моделей внутреннего и внешнего слоев силиконовых двухсоставных литьевых форм для изготовления внутреннего и внешнего слоев фантома методом двухэтапного литья в силикон с закладными. На фигуре 6 представлено схематичное изображение силиконовых форм 4 - для изготовления внутреннего слоя, и 5 - для изготовления внешнего слоя.3) Making with the help of a master model of the inner and outer layers of silicone two-component injection molds for the manufacture of the inner and outer layers of the phantom by the method of two-stage casting in silicone with embeds. The figure 6 shows a schematic representation of silicone molds 4 - for the manufacture of the inner layer, and 5 - for the manufacture of the outer layer.
4) Изготовление внутреннего слоя фантома, имитирующего трабекулярную костную ткань позвонка человека методом литья смеси двухкомпонентного литьевого полиуретана, обладающего в застывшем виде твердостью по Шору 70D, плотностью 1,05 г/см3, удлинением при разрыве 7,5%, модулем упругости при сжатии 309,6 МПа, прочностью на разрыв 20,7 МПа, модулем растяжения 923,9 МПа, прочностью на изгиб 27,6 МПа, модулем упругости 813,6 МПа и прочностью на сжатие 26,2 МПа, с добавлением двухкомпонентного литьевого пенополиуретана, обладающего в застывшем виде плотностью 0,4 г/см3, в силиконовую двухсоставную форму внутреннего слоя фантома позвонка. Изменение процентного содержания в общей смеси двухкомпонентного литьевого пенополиуретана позволяет регулировать силовые параметры материала.4) Production of the inner layer of a phantom imitating the trabecular bone tissue of a human vertebra by casting a mixture of a two-component cast polyurethane having a solidified 70D Shore hardness, a density of 1.05 g/cm 3 , an elongation at break of 7.5%, and an elastic modulus in compression 309.6 MPa, tensile strength 20.7 MPa, tensile modulus 923.9 MPa, bending strength 27.6 MPa, elastic modulus 813.6 MPa and compressive strength 26.2 MPa, with the addition of a two-component injection molded polyurethane foam with in a frozen form with a density of 0.4 g/cm 3 , into a silicone two-part form of the inner layer of the vertebral phantom. Changing the percentage in the total mixture of two-component molded polyurethane foam allows you to adjust the power parameters of the material.
Важно отметить, что композиция для изготовления внутреннего слоя двухслойного фантома позвонка представляет собой смесь, включающую два компонента литьевого полиуретана (A1 - 100 частей компонента полиуретана, содержащего изоцианат, B1 - 90 частей компонента полиуретана, содержащего полиол) и два компонента литьевого пенополиуретана (А2 - 1 часть компонента пенополиуретана содержащего изоцианат, Б2 - 2 части компонента пенополиуретана содержащего полиол и вспенивающий агент). Полимеризация двухкомпонентного литьевого полиуретана происходит в результате взаимодействия его компонентов, один из которых содержит изоционат, вступающий в реакцию с выделением тепла со вторым компонентом, содержащим полиол. Полимеризация двухкомпонентного литьевого пенополиуретана происходит в результате взаимодействия подобных компонентов, однако отличается выделением газа, способствующего образованию ячеистой структуры пенополиуретана.It is important to note that the composition for making the inner layer of a two-layer phantom of the vertebra is a mixture that includes two components of cast polyurethane (A 1 - 100 parts of a polyurethane component containing isocyanate, B 1 - 90 parts of a polyurethane component containing polyol) and two components of cast polyurethane foam ( A 2 - 1 part of a polyurethane foam component containing an isocyanate, B 2 - 2 parts of a polyurethane foam component containing a polyol and a blowing agent). The polymerization of a two-component cast polyurethane occurs as a result of the interaction of its components, one of which contains an isocyanate that reacts with heat release with the second component containing a polyol. Polymerization of two-component molded polyurethane foam occurs as a result of the interaction of similar components, but differs in the release of gas, which contributes to the formation of a cellular structure of polyurethane foam.
В таблице 1 показаны различные процентные соотношения компонентов в смеси материала внутреннего слоя двухслойного фантома позвонка в зависимости от процента суммы двух компонентов литьевого пенополиуретана А2+Б2 от веса всей смеси материала внутреннего слоя.Table 1 shows different percentages of the components in the mixture of the material of the inner layer of a two-layer phantom of the vertebrae, depending on the percentage of the sum of the two components of cast polyurethane foam A 2 +B 2 from the weight of the entire mixture of material of the inner layer.
В целях предотвращения преждевременной реакции компонентов, для изготовления смеси формирования внутреннего слоя фантома позвонка все компоненты смешиваются в определенной последовательности, а именно, согласно предварительно выбранному процентному соотношению состава смеси двухкомпонентного литьевого пенополиуретана, отдельно смешиваются компоненты A1 и А2, и компоненты Б1 и Б2. Полученные смеси А1А2 и Б1Б2 смешиваются непосредственно перед заливкой в форму внутреннего слоя фантома позвонка.In order to prevent premature reaction of the components, to produce a mixture for forming the inner layer of the vertebral phantom, all components are mixed in a certain sequence, namely, according to a pre-selected percentage of the composition of the mixture of two-component molded polyurethane foam, components A 1 and A 2 are mixed separately, and components B 1 and B 2 . The resulting mixtures A 1 A 2 and B 1 B 2 are mixed immediately before pouring into the mold of the inner layer of the vertebral phantom.
5) Изготовление и установка при помощи клея цианакрилат на внешнюю поверхность внутреннего слоя фантома от 12 до 24 центрирующих закладных элементов из материала внешнего слоя фантома позвонка, необходимых для центрирования и фиксации внутреннего слоя фантома относительно формообразующей поверхности внешнего слоя фантома в процессе заливки и застывания внешнего слоя фантома. Закладной центрирующий элемент условно делится на две части - закругленный конус с постоянной высотой, равной 1,5 мм, который при размещении внутреннего слоя фантома в форме внешнего слоя касается ее формообразующей поверхности, обеспечивая таким образом надежную фиксацию, а также цилиндрическое основание диаметром 4 мм с регулируемой высотой Н. При этом толщина внешнего слоя фантома в области тела позвонка обеспечивается высотой цилиндрического основания Н закладных центрирующих элементов на месте закрепления на внутреннем слое, позволяя регулировать толщину внешнего слоя в диапазоне от 1.5 до 3 мм. На фигуре 7 показано схематичное изображение центрирующего закладного элемента с регулируемой высотой цилиндрической части Н. На фигуре 8 представлено схематичное изображение внутреннего слоя фантома - 6, с размещенными центрирующими закладными элементами - 7.5) Fabrication and installation with cyanoacrylate glue on the outer surface of the inner layer of the phantom from 12 to 24 centering embedded elements from the material of the outer layer of the vertebral phantom, necessary for centering and fixing the inner layer of the phantom relative to the shaping surface of the outer layer of the phantom during pouring and solidification of the outer layer phantom. The embedded centering element is conditionally divided into two parts - a rounded cone with a constant height of 1.5 mm, which, when the inner layer of the phantom is placed in the form of an outer layer, touches its shaping surface, thus ensuring reliable fixation, as well as a cylindrical base with a diameter of 4 mm with adjustable height H. At the same time, the thickness of the outer layer of the phantom in the area of the vertebral body is provided by the height of the cylindrical base H of embedded centering elements at the place of fixation on the inner layer, allowing you to adjust the thickness of the outer layer in the range from 1.5 to 3 mm. The figure 7 shows a schematic representation of the centering embedded element with an adjustable height of the cylindrical part H. The figure 8 shows a schematic representation of the inner layer of the phantom - 6, with centering embedded elements - 7 placed.
6) Размещение внутреннего слоя фантома с установленными центрирующими закладными элементами в форме изготовления внешнего слоя фантома таким образом, чтобы внутренний слой был надежно зафиксирован относительно формообразующей поверхности внешнего слоя фантома центрирующими закладными элементами для последующей заливки внешнего слоя фантома, имитирующего кортикальную костную ткань позвонка человека методом литья смеси двухкомпонентного литьевого полиуретана, обладающего в застывшем виде твердостью по Шору 70D, плотностью 1,05 г/см3, удлинением при разрыве 7,5%, модулем упругости при сжатии 309,6 МПа, прочностью на разрыв 20,7 МПа, модулем растяжения 923,9 МПа, прочностью на изгиб 27,6 МПа, модулем упругости 813,6 МПа и прочностью на сжатие 26,2 МПа, формирующего таким образом внешний слоя фантома так, чтобы он полностью покрывал внутренний слой фантома позвонка в форме, став после отверждения единым целым с центрирующими закладными элементами. На фигуре 9 представлено схематичное изображение внутреннего слоя фантома с установленными центрирующими закладными элементами - 6, расположенного в силиконовой форме для изготовления внешнего слоя фантома - 5.6) Placement of the inner layer of the phantom with installed centering embedded elements in the form of manufacturing the outer layer of the phantom in such a way that the inner layer is securely fixed relative to the shaping surface of the outer layer of the phantom by centering embedded elements for subsequent pouring of the outer layer of the phantom, which imitates the cortical bone tissue of a human vertebra by casting a mixture of a two-component cast polyurethane having a cured hardness of 70D Shore, a density of 1.05 g/cm 3 , an elongation at break of 7.5%, a compressive modulus of 309.6 MPa, a tensile strength of 20.7 MPa, a tensile modulus 923.9 MPa, bending strength 27.6 MPa, elastic modulus 813.6 MPa and compressive strength 26.2 MPa, thus forming the outer layer of the phantom so that it completely covers the inner layer of the vertebral phantom in the form, becoming after curing integral with centering embedded elements. The figure 9 shows a schematic representation of the inner layer of the phantom with installed centering embedded elements - 6, located in a silicone mold for the manufacture of the outer layer of the phantom - 5.
7) Изъятие из силиконовой двухсоставной формы изготовленного двухслойного фантома позвонка и отчистка от следов литья, образующихся на стыках формы.7) Removal of the fabricated two-layer phantom of the vertebra from the two-part silicone mold and cleaning of casting marks formed at the joints of the mold.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Фигура 1 - График изменения крутящего момента сопротивления от глубины захода деформирующего хирургического инструмента.Figure 1 - Graph of the change in the torque of resistance from the depth of entry of the deforming surgical instrument.
Фигура 2 - График изменения крутящего момента сопротивления от глубины захода деформирующего хирургического инструмента с отмеченной основной линией зависимости момент/глубина.Figure 2 - Graph of the change in the torque of resistance from the depth of entry of the deforming surgical instrument with the marked main line of the dependence moment / depth.
Фигура 3 - Процесс вкручивания винта-импланта в образец материала фантома позвонка с показанными силовыми параметрами.Figure 3 - The process of screwing the implant screw into a sample of vertebral phantom material with the shown force parameters.
Фигура 4 - Процесс получения геометрических параметров кортикальной и трабекулярной костной ткани позвонка человека из DICOM данных пациентов.Figure 4 - The process of obtaining the geometric parameters of the cortical and trabecular bone tissue of the human vertebra from DICOM patient data.
Фигура 5 – 3D-модель двухслойного фантома позвонка человека, сформированного на основе DICOM данных пациента.Figure 5 - 3D model of a two-layer phantom of a human vertebra, formed on the basis of DICOM patient data.
Фигура 6 - Схематичное изображение силиконовых форм для изготовления внутреннего слоя и внешнего слоя фантома позвонка.Figure 6 - Schematic representation of silicone molds for the manufacture of the inner layer and outer layer of the vertebral phantom.
Фигура 7 - Схематичное изображение центрирующего закладного элемента с регулируемой высотой.Figure 7 - Schematic representation of the centering embedded element with adjustable height.
Фигура 8 - Схематичное изображение внутреннего слоя фантома позвонка с установленными центрирующими закладными элементами.Figure 8 - Schematic representation of the inner layer of the vertebral phantom with installed centering embedded elements.
Фигура 9 - Схематичное изображение внутреннего слоя фантома с установленными центрирующими закладными элементами, расположенного в силиконовой форме.Figure 9 - Schematic representation of the inner layer of the phantom with installed centering embedded elements, located in a silicone mold.
Фигура 10 - Двухслойный фантом позвонка, раскрывающий внутреннюю структуру.Figure 10 - Two-layer phantom of the vertebra, revealing the internal structure.
Фигура 11 - Образцы материалов внутреннего слоя фантома с регулируемыми силовыми параметрами при деформации.Figure 11 - Samples of materials of the inner layer of the phantom with adjustable force parameters during deformation.
Фигура 12 - Графики основных линий зависимости момент/глубина при вкручивании винтов-имплантов в образцы материалов фантома.Figure 12 - Graphs of the main lines of the dependence of the moment / depth when screwing implant screws into samples of phantom materials.
Фигура 13 - Графики основных линий зависимости момент/глубина, полученные при нарезании резьбы метчиком в образцах материалов фантома.Figure 13 - Graphs of the main lines of the dependence of the moment / depth, obtained when cutting threads with a tap in samples of phantom materials.
Фигура 14 - Общий график усредненных основных линий зависимости момент/глубина для каждого из образцов материалов, измеренных при вкручивании винта-импланта.Figure 14 - General graph of the averaged main lines of the dependence of the moment/depth for each of the samples of materials, measured when screwing in the screw-implant.
Фигура 15 - Общий график усредненных основных линий зависимости момент/глубина для каждого из образцов материалов, измеренных при нарезании резьбы метчиком.Figure 15 - General graph of the averaged main lines of the dependence of the moment/depth for each of the samples of materials measured during tapping.
Фигура 16 - График изменения силового параметра наклона K по хирургическим манипуляциям с метчиком, винтом-имплантом и их средняя линяя.Figure 16 - Graph of the change in the force parameter of the slope K for surgical manipulations with the tap, screw-implant and their average line.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Изобретение осуществляется за счет двух взаимосвязанных процессов:The invention is carried out through two interrelated processes:
1. Апробация процесса изготовления двухслойного фантома позвонка.1. Approbation of the process of manufacturing a two-layer vertebral phantom.
2. Апробация возможности регулирования силовых параметров материала.2. Approbation of the possibility of regulating the power parameters of the material.
Для изготовления образцов внутреннего слоя фантома позвонка проводились заливки всех составов, представленных в таблице 2 на примере позвонка L4, в силиконовую двухсоставную форму внутреннего слоя фантома. После ожидания завершения процесса застывания (15 минут) проводилось изъятие готового внутреннего слоя фантома и последующая отчистка от следов, характерных для производства методом литья в силиконовые формы.To prepare samples of the inner layer of the phantom of a vertebra, all the compositions presented in Table 2 were poured into a silicone two-component mold of the inner layer of the phantom. After waiting for the completion of the solidification process (15 minutes), the finished inner layer of the phantom was removed and then cleaned from traces typical for production by casting into silicone molds.
Далее проводилась заливка внешнего слоя из двухкомпонентного литьевого полиуретана, обладающего в застывшем виде твердостью по Шору 70D, плотностью 1,05 г/см3, удлинением при разрыве 7,5%, модулем упругости при сжатии 309,6 МПа, прочностью на разрыв 20,7 МПа, модулем растяжения 923,9 МПа, прочностью на изгиб 27,6 МПа, модулем упругости 813,6 МПа и прочностью на сжатие 26,2 МПа таким образом формирующего внешний слой фантома позвонка, полностью покрывающий собой внутренний слой фантома. При этом после отверждения внешний слой фантома позвонка становится одним целым с внутренним слоем и установленными на нем закладными центрирующими элементами. Далее следовало изъятие двухслойного фантома позвонка человека и отчистка его от следов производства методом литья в силиконовые формы. На фигуре 10а представлены - двухслойный фантом позвонка человека, произведенный методом двухэтапного литья в силикон с закладными, фигура 10б - двухслойный фантом позвонка с вырезанной частью, раскрывающей внутреннюю структуру, включающую внутренний слой фантома - 6 и внешний слой фантома - 8, с толщиной в диапазоне от 1.6 до 2 мм в области тела позвонка, фигура 10в - набор двухслойных фантомов позвонков человека, произведенных методом двухэтапного литья в силикон с закладными и обладающих различными предварительно выбранными силовыми параметрами при деформации.Next, the outer layer was poured from a two-component cast polyurethane, having a hardened 70D Shore hardness, a density of 1.05 g/cm 3 , an elongation at break of 7.5%, a modulus of elasticity in compression of 309.6 MPa, a tensile strength of 7 MPa, tensile modulus 923.9 MPa, bending strength 27.6 MPa, elastic modulus 813.6 MPa and compressive strength 26.2 MPa thus forming the outer layer of the vertebral phantom, completely covering the inner layer of the phantom. In this case, after curing, the outer layer of the vertebral phantom becomes one with the inner layer and embedded centering elements installed on it. This was followed by the removal of a two-layer phantom of a human vertebra and cleaning it from traces of production by casting into silicone molds. Figure 10a shows - a two-layer phantom of a human vertebra, produced by the method of two-stage casting in silicone with mortgages; from 1.6 to 2 mm in the region of the vertebral body, figure 10c - a set of two-layer phantoms of human vertebrae, produced by the method of two-stage casting in silicone with mortgages and having various pre-selected force parameters during deformation.
Для обоснования возможности регулирования силовых параметров материала при деформировании каждого изготовленного двухслойного фантома позвонка необходимо провести испытания по вкручиванию винта-импланта и метчика в образцы материалов губчатой (здоровой или трабекулярной) ткани. При этом материалы тканей должны обладать различными значениями силовых параметров за счет изменения состава компонентов материала.To substantiate the possibility of regulating the force parameters of the material during the deformation of each fabricated two-layer phantom of a vertebra, it is necessary to test the screw-implant and the tap into samples of spongy (healthy or trabecular) tissue materials. In this case, tissue materials should have different values of force parameters due to changes in the composition of the material components.
Для определения силовых параметров при деформировании образцов материалов смеси (полимерных смол) с содержанием пенополиуретана во время проведения хирургических манипуляций с помощью транспедикулярных метчиков и винтов-имплантов также использовалось устройство на базе силомоментного и инерциального датчиков. Применяемое устройство позволяет проводить косвенные измерения следующих величин:To determine the force parameters during the deformation of samples of mixture materials (polymer resins) containing polyurethane foam during surgical procedures using transpedicular taps and implant screws, a device based on a force-momentum and inertial sensors was also used. The device used allows indirect measurements of the following quantities:
• Крутящего момента сопротивления [Н*м] ходу ввинчивания транспедикулярных метчиков и винтов-имплантов;• Torque of resistance [N*m] to the course of screwing in transpedicular taps and implant screws;
• Глубины захода [мм] хирургического инструмента в материал.• Insertion depth [mm] of the surgical instrument into the material.
Испытания проводились на 6 брусках с различным процентным соотношением компонентов в смеси материала в зависимости от процента суммы двух компонентов литьевого пенополиуретана А2+Б2 от веса всей смеси материала внутреннего слоя: 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%. Хирургические инструменты, используемые во время испытаний:The tests were carried out on 6 bars with different percentages of components in the material mixture, depending on the percentage of the sum of the two components of molded polyurethane foam A 2 + B 2 from the weight of the entire mixture of the material of the inner layer: 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%. Surgical instruments used during testing:
- Шило для транспедикулярной фиксации.- Awl for transpedicular fixation.
- Метчик для транспедикулярной фиксации диаметром 6 мм.- Tap for transpedicular fixation with a diameter of 6 mm.
- Винт-имплант для транспедикулярной фиксации диаметром 6 мм.- Screw-implant for transpedicular fixation with a diameter of 6 mm.
В каждый брусок последовательно проведено 6 записанных процедур вкручивания импланта в позвонок с измерениями момента сопротивления и длины. Одна такая процедура включает создание стартового отверстия глубиной 10 мм, применение метчика для нарезания резьбового профиля в отверстии и вкручивание винта-импланта в позвонок. Силовые параметры материала могут немного различаться в зависимости от типа хирургической манипуляции, поэтому полученные силовые параметры материала с винтами-имплантами и метчиками различаются и обрабатываются отдельно друг от друга. Производилась запись данных измерений во время применения метчика и при вкручивании винта-импланта. Всего было проведено 72 записанных хирургических манипуляций, из них 58 были помещены в общий пул данных (29 - Метчик, 29 - Винт-имплант). Фото брусков из материалов фантомов с регулируемыми силовыми параметрами при деформации представлены на фигуре 11.In each bar, 6 recorded procedures for screwing the implant into the vertebra were sequentially performed with measurements of the moment of resistance and length. One such procedure involves creating a 10 mm deep starting hole, using a tap to cut a thread profile in the hole, and screwing the implant screw into the vertebra. The force parameters of the material may vary slightly depending on the type of surgical manipulation, therefore, the obtained force parameters of the material with implant screws and taps differ and are processed separately from each other. Measurement data were recorded during the application of the tap and when the screw-implant was screwed in. A total of 72 recorded surgical procedures were performed, of which 58 were placed in the general data pool (29 - Tap, 29 - Screw-implant). Photos of bars made of phantom materials with adjustable force parameters during deformation are shown in figure 11.
На фигуре 12 представлены графики основных линий зависимости момент/глубина, полученные при вкручивании транспедикулярных винтов-имплантов в образцы материалов фантома. Прямые для каждого из материалов имеют собственный цвет. Основные линии зависимости момент/глубина хирургических манипуляций с винтами-имплантами на одном и том же материале находятся очень близко друг к другу и имеют похожий наклон, что говорит о возможности группирования и усреднения силовых параметров одного и того же материала по хирургическим манипуляциям с винтами-имплантами.The figure 12 shows plots of the main lines of the moment/depth relationship obtained by screwing pedicle screw implants into samples of phantom materials. Straight lines for each of the materials have their own color. The main lines of the moment/depth dependence of surgical manipulations with implant screws on the same material are very close to each other and have a similar slope, which indicates the possibility of grouping and averaging the force parameters of the same material for surgical manipulations with implant screws .
На фигуре 13 представлены графики основных линий зависимости момент/глубина, полученные при вкручивании метчиков в образцы материалов фантома. Прямые для каждого из материалов имеют собственный цвет. Основные линии зависимости момент/глубина хирургических манипуляций с метчиками на одном и том же материале находятся очень близко друг к другу и имеют похожий наклон, что говорит о возможности группирования и усреднения силовых параметров одного и того же материала по хирургическим манипуляциям с метчиками.The figure 13 presents plots of the main lines of the moment/depth dependence obtained by screwing the taps into the phantom material samples. Straight lines for each of the materials have their own color. The main dependence lines of the moment/depth of surgical manipulations with taps on the same material are very close to each other and have a similar slope, which indicates the possibility of grouping and averaging the force parameters of the same material for surgical manipulations with taps.
В связи с представленным выше, для анализа силовых параметров материалов удобнее всего усреднить полученные графики по всем хирургическим манипуляциям, проведенным одним и тем же инструментом на одном типе материала. И по полученным усредненным основным линиям определить силовые параметры для каждого из образцов материалов. Поэтому, на фигуре 14 представлен общий график усредненных основных линий зависимости момент/глубина для каждого из образцов материалов, измеренных при вкручивании винта-импланта. И на фигуре 15 представлен график усредненных основных линий зависимости момент/глубина для каждого из образцов материалов, измеренных при нарезании резьбы метчиком в фантоме позвонка.In connection with the above, to analyze the force parameters of materials, it is most convenient to average the obtained graphs over all surgical procedures performed with the same instrument on the same type of material. And on the basis of the obtained averaged main lines, determine the force parameters for each of the material samples. Therefore, Figure 14 is a general plot of the averaged moment/depth principal lines for each of the material samples measured while screwing in the implant screw. And Figure 15 is a plot of the average moment/depth baselines for each of the material samples measured while tapping in a vertebral phantom.
Из приведенных выше графиков усредненных основных линий возможно определить силовые параметры для каждого из образцов материалов, полученных при нарезании резьбы метчиком и вкручивании винта-импланта. Числовые значения силовых параметров представлены в таблице 3.From the graphs of the averaged main lines given above, it is possible to determine the force parameters for each of the material samples obtained by tapping the thread and screwing the implant screw. The numerical values of the power parameters are presented in Table 3.
Из данных, представленных в таблице 1, можно сделать вывод о том, что силовые параметры материала зависят от подобранного состава компонентов, точнее концентрации ключевого вещества в материале двухслойного фантома позвонка. Чем больше концентрация, тем меньшее усилие нужно приложить, чтобы успешно провести хирургическую манипуляцию. Это позволяет подбирать силовые параметры хирургических манипуляций в зависимости от нужд медицинских обучающих курсов.From the data presented in Table 1, it can be concluded that the strength parameters of the material depend on the selected composition of the components, more precisely, the concentration of the key substance in the material of the two-layer vertebral phantom. The greater the concentration, the less effort must be applied to successfully carry out the surgical manipulation. This allows you to select the power parameters of surgical manipulations depending on the needs of medical training courses.
По полученным данным, представленным в таблице 1, на фигуре 16 представлен график изменения силового параметра наклона K в зависимости от используемого при хирургической манипуляции материала. Анализ данного графика показывает линейную область, благодаря наличию которой можно проводить регулирование силовых параметров материала, получая разные свойства материала для осуществления более качественной имитации и приближения по свойствам к реальным позвонкам пациента. На основе представленного диапазона регулирования силовых параметров становится возможным предлагать более качественные медицинские образовательные услуги по обучению проведения операций по транспедикулярной фиксации.According to the data obtained, presented in table 1, figure 16 shows a graph of the change in the force parameter of the slope K, depending on the material used in the surgical manipulation. The analysis of this graph shows a linear area, due to the presence of which it is possible to regulate the force parameters of the material, obtaining different properties of the material for better simulation and approximation in properties to the patient's real vertebrae. On the basis of the presented range of regulation of power parameters, it becomes possible to offer better medical educational services for training in transpedicular fixation operations.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801492C1 true RU2801492C1 (en) | 2023-08-09 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2776805B1 (en) * | 1998-03-30 | 2002-11-22 | Eurosurgical | ANATOMICAL STRUCTURE FOR THE TRAINING OF SURGEONS IN ORTHOPEDIC SURGERY, ESPECIALLY SPINAL |
| DE102015007832A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | Optoflux GmbH | Optical component and method for producing an optical component in the multi-layer injection molding process |
| RU168198U1 (en) * | 2015-08-17 | 2017-01-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства Здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО КРАСГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России) | SIMULATOR FOR EXECUTION OF SPINAL OPERATIONS |
| US20180350268A1 (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | Tim Wu | Spinal training simulator |
| RU186961U1 (en) * | 2018-07-10 | 2019-02-11 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический центр медицинской радиологии Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПЦМР ДЗМ") | Phantom device for testing x-ray methods of osteodensitometry |
| CN109830157A (en) * | 2019-01-23 | 2019-05-31 | 同济大学 | A kind of production method of 5 sacrum of waist, 1 anterior stabilization model |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2776805B1 (en) * | 1998-03-30 | 2002-11-22 | Eurosurgical | ANATOMICAL STRUCTURE FOR THE TRAINING OF SURGEONS IN ORTHOPEDIC SURGERY, ESPECIALLY SPINAL |
| DE102015007832A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | Optoflux GmbH | Optical component and method for producing an optical component in the multi-layer injection molding process |
| RU168198U1 (en) * | 2015-08-17 | 2017-01-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства Здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО КРАСГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого Минздрава России) | SIMULATOR FOR EXECUTION OF SPINAL OPERATIONS |
| US20180350268A1 (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-06 | Tim Wu | Spinal training simulator |
| RU186961U1 (en) * | 2018-07-10 | 2019-02-11 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический центр медицинской радиологии Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПЦМР ДЗМ") | Phantom device for testing x-ray methods of osteodensitometry |
| CN109830157A (en) * | 2019-01-23 | 2019-05-31 | 同济大学 | A kind of production method of 5 sacrum of waist, 1 anterior stabilization model |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60128141T2 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR MODELING BONE STRUCTURES | |
| US8281638B2 (en) | Method and apparatus for producing a planar implant for a human or animal body | |
| JP2020522398A (en) | Systems and methods for building synthetic anatomical models having predetermined anatomical, biomechanical, and physiological properties | |
| US20100196867A1 (en) | Phantom for ultrasound guided needle insertion and method for making the phantom | |
| EP2315193A1 (en) | Mold for producing simulated blood vessel, method of producing simulated blood vessel and simulated blood vessel | |
| GB2288686A (en) | Medical Training Device and Method | |
| US10350833B1 (en) | Methods and systems for creating anatomical models | |
| Yin et al. | 3D printed multi-material medical phantoms for needle-tissue interaction modelling of heterogeneous structures | |
| CN106175998A (en) | A kind of personalized prosthese and preparation method thereof and using method | |
| RU2801492C1 (en) | Two-layer phantom of a vertebra with adjustable force parameters during deformation due to a change in the ratio of material components | |
| CN112138207A (en) | Bone cement solid-phase powder, bone cement and preparation method and application thereof | |
| EP3349694A1 (en) | Implant molding system | |
| Weber et al. | A comparison of the mechanical properties of Simplex, Zimmer, and Zimmer low viscosity bone cements | |
| US10290234B2 (en) | Simulated bone materials and methods of making same | |
| Neamtu et al. | Analysis of the Relaxation Effect by Vibrations on Some Rheological Models of Tissues | |
| Zentner et al. | Synthesis process of a compliant fluidmechanical actuator for use as an adaptive electrode carrier for cochlear implants | |
| Chanda | Biofidelic soft composites–experimental and computational modeling | |
| Lipovka et al. | On the mechanics of a fusiform cerebral aneurysm: Mooney-Rivlin mathematical model for the experimental data | |
| JP5219582B2 (en) | Brain model | |
| Vakrčka et al. | Mechanical testing and numerical modelling of porous structures improving oseintegration of implants | |
| Yang et al. | Biomechanics in augmentation rhinoplasty | |
| Maladzi et al. | Concept design and possibility study interpedicular locking screw implant fixation for osteoporosis spine bone | |
| An et al. | Synthetic materials and structures used as models for bone | |
| RU221086U1 (en) | Scoliometer | |
| Beltrán-Fernández et al. | Design and characterization of a mandibular prosthesis prototype by hemimandibulectomy |