మిట్రల్ వాల్వ్ జోక్యాల కోసం హై-ఫిడిలిటీ బీటింగ్ హార్ట్ సిమ్యులేటర్ యొక్క సృష్టి

Milan Even

మిట్రల్ వాల్వ్ రెగర్జిటేషన్ (MR) అనేది గుండె స్థితి, ఇక్కడ రక్తం ప్రతి హృదయ స్పందనతో మిట్రల్ వాల్వ్ ద్వారా వెనుకకు కారుతుంది. పరిశోధకులు శస్త్రచికిత్సల నుండి తక్కువ ఇన్వాసివ్ విధానాల వరకు వివిధ చికిత్సలపై పని చేస్తున్నారు. అయినప్పటికీ, మిట్రల్ వాల్వ్ యొక్క సంక్లిష్టతలను సరిగ్గా అనుకరించే మోడల్ లేకపోవడం వల్ల ఈ జోక్యాలను పరీక్షించడం కష్టంగా ఉంది.

ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, శాస్త్రవేత్తలు మిట్రల్ వాల్వ్ రిపేర్ మరియు రీప్లేస్‌మెంట్‌కు సంబంధించిన పరీక్ష జోక్యాల కోసం రూపొందించిన హై-ఫిడిలిటీ బీటింగ్ హార్ట్ సిమ్యులేటర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. మిట్రల్ వాల్వ్ పరికరాల పనితీరు మరియు రూపకల్పనను పరీక్షించడానికి నియంత్రిత వాతావరణాన్ని అందించడానికి తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన ప్రత్యామ్నాయాన్ని సృష్టించడం ప్రాథమిక లక్ష్యం.

సిమ్యులేటర్ సంరక్షించబడిన ఇంట్రాకార్డియాక్ కణజాలాన్ని మృదువైన రోబోటిక్ కార్డియాక్ కండరాలతో కలిపి, బయోహైబ్రిడ్ వ్యవస్థను సృష్టిస్తుంది. పాసివ్ హార్ట్ స్ట్రక్చర్ మరియు బ్లడ్ ఫ్లో కోసం ఎక్స్‌టర్నల్ పంప్‌లను ఉపయోగించే సాంప్రదాయ కార్డియోవాస్కులర్ సిమ్యులేటర్‌ల వలె కాకుండా, ఈ మోడల్ ఎడమ జఠరిక మయోకార్డియం యొక్క సహజ చలనాన్ని ప్రతిబింబించడానికి బయోమిమెటిక్ సాఫ్ట్ రోబోటిక్ యాక్యుయేటర్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. డిజైన్‌లో మిట్రల్ వాల్వ్ యొక్క ముఖ్యమైన శరీర నిర్మాణ సంబంధమైన లక్షణాలు, యాన్యులస్, కరపత్రాలు, చోర్డే టెండినియే మరియు పాపిల్లరీ కండరాలు ఉంటాయి.

ముఖ్య లక్షణాలు:

వాస్తవిక చలనం: బయోమిమెటిక్ సాఫ్ట్ రోబోటిక్ మయోకార్డియం మిట్రల్ వాల్వ్ పనితీరు యొక్క ఖచ్చితమైన ప్రతిరూపణను నిర్ధారిస్తూ, స్క్వీజింగ్, ట్విస్టింగ్ మరియు ఇంటర్‌వెంట్రిక్యులర్ సెప్టల్ మోషన్‌తో సహా లైఫ్‌లైక్ కార్డియాక్ మోషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

నియంత్రణ: సిమ్యులేటర్ కార్డియాక్ మోషన్, హృదయ స్పందన రేటు మరియు వాల్వ్ పనితీరుపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది, ఇది మరింత నియంత్రిత పరీక్ష వాతావరణాన్ని అందిస్తుంది.

దృశ్యమానత మరియు డేటా సేకరణ: ప్లాట్‌ఫారమ్ ఆప్టికల్‌గా క్లియర్ ఫ్లూయిడ్ మరియు ఎండోస్కోపిక్ కెమెరాలను ఉపయోగించి ఇంట్రాకార్డియాక్ వాతావరణం యొక్క ప్రత్యక్ష దృశ్యమానతను అందిస్తుంది. ఇదిహెమోడైనమిక్ పారామితుల యొక్క నిజ-సమయ కొలతను అనుమతిస్తుంది, శస్త్రచికిత్స మరమ్మతులు లేదా పరికర విస్తరణపై తక్షణ అభిప్రాయాన్ని ఇస్తుంది.

పరిశోధకులు చోర్డే చీలిక ద్వారా తీవ్రమైన MR యొక్క అనుకరణలను నిర్వహించారు, వివిధ శస్త్రచికిత్స మరియు ఇంటర్వెన్షనల్ టెక్నిక్‌లను ఉపయోగించారు, ఇందులో శ్రావ్యమైన మరమ్మత్తు, సర్జికల్ బయోప్రోస్టెటిక్ వాల్వ్ రీప్లేస్‌మెంట్ మరియు ట్రాన్స్‌కాథెటర్ ఎడ్జ్-టు-ఎడ్జ్ రిపేర్ (TEER) ఉన్నాయి. వైద్యులతో కలిసి, వారు వాల్వ్ పునఃస్థాపన తర్వాత మరియు TEER విధానాల ప్రభావాన్ని విజయవంతంగా తొలగించడాన్ని ప్రదర్శించారు.

పరిశోధకులు చోర్డే చీలిక ద్వారా తీవ్రమైన MR యొక్క అనుకరణలను నిర్వహించారు, వివిధ శస్త్రచికిత్స మరియు ఇంటర్వెన్షనల్ టెక్నిక్‌లను ఉపయోగించారు, ఇందులో శ్రావ్యమైన మరమ్మత్తు, సర్జికల్ బయోప్రోస్టెటిక్ వాల్వ్ రీప్లేస్‌మెంట్ మరియు ట్రాన్స్‌కాథెటర్ ఎడ్జ్-టు-ఎడ్జ్ రిపేర్ (TEER) ఉన్నాయి. వైద్యులతో కలిసి, వారు వాల్వ్ పునఃస్థాపన తర్వాత మరియు TEER విధానాల ప్రభావాన్ని విజయవంతంగా తొలగించడాన్ని ప్రదర్శించారు.

ముగింపులో, ఈ హై-ఫిడిలిటీ బీటింగ్ హార్ట్ సిమ్యులేటర్ అభివృద్ధి మిట్రల్ వాల్వ్ జోక్యాల కోసం ప్రిలినికల్ టెస్టింగ్‌లో గణనీయమైన పురోగతిని సూచిస్తుంది. సంరక్షించబడిన గుండె కణజాలాన్ని మృదువైన రోబోటిక్ సాంకేతికతతో కలపడం ద్వారా, ప్లాట్‌ఫారమ్ వైద్య పరికరాలు మరియు విధానాలను పరీక్షించడానికి మరియు శుద్ధి చేయడానికి వాస్తవిక మరియు నియంత్రించదగిన వాతావరణాన్ని అందిస్తుంది. అప్లికేషన్‌లు మిట్రల్ వాల్వ్ జోక్యాలకు మించి విస్తరించి ఉన్నాయి, ఇతర ఇంట్రా కార్డియాక్ పరికరాలకు చిక్కులు ఉంటాయి. ఈ ఆవిష్కరణ బెంచ్‌టాప్ టెస్టింగ్ మరియు రియల్-వరల్డ్ అప్లికేషన్‌ల మధ్య అంతరాన్ని తగ్గిస్తుంది, చివరికి మెరుగైన విధానపరమైన ప్రణాళిక మరియు వేగవంతమైన పరికర ఆమోదాల ద్వారా వైద్య నిపుణులు మరియు రోగులకు ప్రయోజనం చేకూరుస్తుంది.

ప్రస్తావనలు

---

Park, C., Singh, M., Saeed, M. Y., Nguyen, C. T., & Roche, E. T. (2024). Biorobotic hybrid heart as a benchtop cardiac mitral valve simulator. Device, 1(1), 100217. https://doi.org/10.1016/j.device.2023.100217