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3D打印3D 打印手術模型研究 APVC

2020-02-22  1822

浙江大學的研究人員正在尋找新的方法來改進兒童的術前計劃,他們的發現在最近出版的《三維打印在肺靜脈畸形患兒術前計劃中的應用:辛格中心的經驗》中概述。由于3D打印模型可以用于完成診斷、評估治療方案和手術計劃,因此本研究將許多最大的好處付諸實踐。

在這項研究中,我國醫學科學家對2017年11月至2019年1月被診斷出患有異常肺靜脈連接(APVC)的17名兒童進行了研究。年齡從出生兩天到二十個月不等,變化如下:

10例全心上型APVC患兒

一名兒童患心內型APVC

一名兒童患混合型APVC

三名兒童患局部型APVC

來自CT掃描的數據被導入到Mimics 19.0軟件中,用于心臟模型的3D建模和設計,以顯示心臟的元素,例如乳頭肌,肌肉束和流出道。盡管很少引用3D打印技術對APVC進行研究,但從這項研究中可以明顯看出,使用模型可以在這種情況下發出更多的光。

“我們根據CT心臟模塊的左心室(LV),右心室(RV),主動脈(AO)和肺動脈(PA)區域模塊手動標記每個區域,并用不同的顏色區分它們。研究人員特別注意標記每個部分的邊界。”

Mimics19.0軟件中的圖像分割和后處理。對彩色掩模進行分割,進行3D建模。(A)冠狀面;(B)橫向平面;(C)矢狀面;(D)3D建模。綠色的腔靜脈和右心房;紫紅色的肺靜脈和左心房;紫色的右心室;橙色的左心室;紅色的主動脈;深藍色的肺動脈。

4例診斷為心上型TAPVC。(A)指患者1,從后方觀看;(B)是指患者5,從后方觀看;(C)指患者9,從后方看;(D)是指患者10,從后部觀看。在常見肺靜脈匯合處與左側垂直靜脈(VV)的交界處存在阻塞。AO主動脈;PA肺動脈;PV肺靜脈;SVC上腔靜脈。方向標簽:I,劣等; L,左; R,右; S,上等。

2例確診為心內型TAPVC。對空心心臟模型的一部分進行了細分,以強調所關注的PV和RA。肺靜脈通過右心房的冠狀竇開口。(A)指患者11,從下方觀看;(B)指患者12,從右側看。 CS冠狀竇;IVC下腔靜脈;PV肺靜脈; RA右心房。方向標簽:A,前;I,劣等; L,左; P,后; R,右; S,上等。

1例(13號患者)診斷為心下型TAPVC,后視圖。紅色箭頭表示肺靜脈和下腔靜脈的交界處。主動脈;下腔靜脈;肺靜脈;垂直靜脈;全肺紅色箭頭指示肺靜脈和下腔靜脈的交界處。AO主動脈;IVC下腔靜脈;PV肺靜脈;VV垂直靜脈;TAPVC完全異常的肺靜脈連接。方向標簽:I,劣等; L,左; R,右; S,上等。

3例診斷為PAPVC。圖像(A,B)都代表患者15。(A)藍色箭頭指向RPV流入右心房。后視圖。(B)藍色箭頭表示RPV的出口,流入右心房。從右邊查看。(C)患者16被診斷患有PAPVC;藍色箭頭表示RPV流入右心房,后視圖。(D)患者17.藍色箭頭表示RSPV流入SVC,后視圖。AO主動脈;CoA主動脈縮窄;IVC下腔靜脈;LIPV左下肺靜脈;LSP,左上肺靜脈; RA右心房;RIPV右下肺靜脈;RPV右肺靜脈;RSPV右上肺靜脈;SVC上腔靜脈。方向標簽:A,前;I,劣等; L,左; P,后; R,右; S,上等。

隨訪期間有2例接受了心臟CT檢查。(A,D)血容量;(B,C)中空模型。圖像(A,B,C)代表心包膜上腔TAPVC修復后的患者3。(A,B)從后方看;(三)從前側看。(C)藍色和黃色箭頭代表右肺靜脈和左肺靜脈的開口,沒有吻合口狹窄。(D)心臟上壓TAPVC修復后患者4的俯視圖。與其他肺靜脈分支相比,顯示了LSPV的狹窄(藍色箭頭)。AO主動脈;LA左心房;LIPV左下肺靜脈;LSPV左上肺靜脈;PA肺動脈;PV肺靜脈;RIPV,右下肺靜脈; RSPV右上肺靜脈。方向標簽:A,前;I,劣等; L,左; P,后; R,右; S,上等。

個性化心臟模型的3D打印通過ISLA 650 3D打印機(中國,Shining 3D)完成。然后根據模型,患者的病史和影像數據進行術前計劃。消毒后,這些模型還用作手術室的手術指南。每個患者特定的心臟模型大約需要半小時到兩個小時才能建模,而3D打印則需要兩個到五個小時不等。所有17例患者均進行了手術,每次手術均成功。

3D模型顯示的畸形與術中觀察結果一致,并且術前計劃與實際手術計劃相符。這些心臟模型可以進行消毒,并帶入手術室進行手術導航。這些3D模型極大地協助了APVC手術的術前規劃,并且具有重要的臨床應用價值。

手術后,對這些心臟模型進行了評估,看其質量是否高,是否可以幫助進行術前計劃,減少不可預見的情況并有益于醫學教育。我們的心臟外科醫師和心臟病專家通過問卷調查對上述問題進行了評估。

3D打印的心臟模型和諸如植入物之類的醫療設備已用于與心臟問題和缺陷相關聯,其指南和模型已用于從復雜的醫學培訓到兒科手術,創建心臟貼片的方法等所有方面。



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