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    香港中文大学研究有关心脏病的3D打印

    2019-12-23来源:中国3D打印网

      香港中文大学的范逸婷、黄大伦、黄道远和李培伟在最近发表的《结构性心脏病的三维打印和干预》一书中探讨了世界3D打印的潜力医学、心脏病学,尤其是结构性心脏病(SHD)。

      SHD会引起以下问题:

      1、主动脉瓣狭窄

      2、二尖瓣关闭不全

      3、房间隔缺损

      4、左心耳(LAA)凝块

      常规成像是有限的,而3D打印模型的出现使医学专业人士能够从精神上重建2D图像,从而获得对病理学的更复杂理解。随着3D打印继续进入医学领域,模型用于:

      1、指导治疗

      2、程序模拟

      3、促进血液动力学研究

      4、改善介入训练

      5、促进病人与临床医生的沟通

      要创建医学模型,必需获得图像,必需处理数据并且必需对对象进行3D打印。研究人员指出:“用于SHD的最常用成像来源是超声心动图,计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)。”“其他方式,例如正电子发射断层扫描,单光子发射CT和锥束CT,则很少使用。所有图像应使用通用的医学数字成像和通信(DICOM)格式。

             在3D打印模型上进行MitraClip的过程前模拟。(A)心脏的数字模型。不同的颜色代表不同的心脏组件(灰色:二尖瓣;浅粉红色:三尖瓣;浅金色:房间隔,左心房,左右心室)。(B)用于程序前仿真的多资料3D打印心脏模型。阀门上印有挠性资料,其余局部则印有硬质资料。(C)在房间隔中钻出的5个孔代表不同类型的心脏结构干预的不同位置。(D)MiraClip装置通过输送导管通过房间隔释放到二尖瓣。蓝色圆圈:MitraClip;红色圆圈:左心耳闭塞(LAAO)。 S,上等; A,前; P,后;我,下等; IVC,下腔静脉; LAA,左心耳; MV,二尖瓣。

      多种资料在制造医疗模型中都很流行并且可能:通过资料喷射进行多资料打印越来越多地用于创建心脏结构。不同的组织成分印有不同的纹理。例如,用柔性打印资料打印主动脉瓣膜,并用硬质打印资料打印附着在瓣膜上的钙化物。”

      3D打印在设备周边泄漏方面的应用。 (A,B,C)一例TAVI后发现装置周围有渗漏,需要闭塞装置周围的渗漏:(A)TAVI后常规TEE显示装置周围渗漏(黄色圆圈); (B)在源自TAVI CT后的3D打印的主动脉根模型上模拟器械周围的渗漏闭塞; (C)发现10毫米血管塞最适合这种情况。(D,E,F,G)封闭ASD后发现残留泄漏的情况:(D)多资料3D打印模型在ASD封堵器旁边(星号*)显示残留泄漏(蓝色圆圈);(E)输送导管经过泄漏位置;(F)设备(两个星号**)在原位释放。(G)3D打印模型的双眼视图显示所选设备的稳定释放和停留时间。3D,三维;TAVI,经导管主动脉瓣植入;TEE,食道回声;CT,计算机断层扫描;ASD,房间隔缺损。

      作者指出,尽管创建医学模型仍然存在持续的挑战,但“尽管对3D打印心血管医学的应用充满热情。”尽管明显缺乏技术规范,主要是因为技术的新颖性此外,可负担性仍然存在问题-以及“增加临床益处的证据缺乏”。

      需要更高的准确性,以及改进的数据采集和后处理技术的规范化。尽管需要对模型和手术指南的创建和使用进行更深入的研究,但为了提供更好的信息和制定行业规范也需要进行比拟。作者还建议使用更简化的工作流程。

      “3D打印资料的机械性能,例如拉伸强度、弹性、柔韧性、硬度和耐用性,对心血管应用至关重要。迄今为止,陈述的大多数心血管应用都采用了性能与拟模仿的心血管组织的资料。“要使这种有前途的技术应用于临床,需要在技术规范化方面做出更大的努力,并对3D打印的附加收益和成本效益进行临床评估。”

      3D打印的医学模型不仅对医生和患者都非常有益,因为它们不仅可以进行诊断,而且还可以继续更换药物-允许进行涉及复杂重建,手术指南制作等的程序。

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