هنا نقدم تطوير إعداد الدورة الدموية وهمية لتقييم العلاج متعدد الوسائط، والتخطيط قبل التدخل، وتدريب الأطباء على تشريح القلب والأوعية الدموية. مع تطبيق المسح المقطعي للمريض محددة، وهذا الإعداد مثالية للنهج العلاجية، والتدريب، والتعليم في الطب الفردي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تطوير وتقييم الأشباح القلبية الوعائية المطبوعة ثلاثية الأبعاد للتخطيط والتدريب التدخلي
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
التدخلات القائمة على القسطرة هي خيارات العلاج القياسية لأمراض القلب والأوعية الدموية. ولذلك، يمكن أن تساعد النماذج الخاصة بالمرضى في تدريب المهارات السلكية للأطباء وكذلك تحسين تخطيط الإجراءات التدخلية. كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير عملية تصنيع نماذج مطبوعة ثلاثية الأبعاد خاصة بالمرضى للتدخلات القلبية الوعائية.
لإنشاء شبح مرن مطبوع ثلاثي الأبعاد ، تمت مقارنة مواد طباعة ثلاثية الأبعاد مختلفة بالأنسجة البيولوجية البورسينية (أي الأنسجة الأبهرية) من حيث الخصائص الميكانيكية. وقد اختيرت مادة مناسبة استنادا إلى اختبارات الشد المقارنة وحددت سماكة مواد محددة. تم جمع مجموعات بيانات CT المعززة بالتباين مجهولة المصدر بأثر رجعي. تم استخراج نماذج الحجم الخاصة بالمرضى من مجموعات البيانات هذه ثم طباعتها ثلاثية الأبعاد. تم بناء حلقة تدفق نابض لمحاكاة تدفق الدم داخل الألومنيوم أثناء التدخلات. تم تقييم مدى ملاءمة النماذج للتصوير السريري من خلال التصوير بالأشعة السينية والتصوير المقطعي والتصوير بالرنين المغناطيسي 4D والتصوير فوقسونوغرافيا (دوبلر). واستخدمت وسيلة التباين لتعزيز الرؤية في التصوير بالأشعة السينية. تم تطبيق تقنيات القسطرة المختلفة لتقييم الأشباح المطبوعة ثلاثية الأبعاد في تدريب الأطباء وكذلك لتخطيط العلاج قبل التدخل.
وأظهرت النماذج المطبوعة دقة طباعة عالية (~ 30 ميكرومتر) وكانت الخصائص الميكانيكية للمواد المختارة مماثلة للميكانيكا الحيوية الفسيولوجية. وأظهرت النماذج المادية والرقمية دقة تشريحية عالية بالمقارنة مع مجموعة البيانات الإشعاعية الأساسية. كانت النماذج المطبوعة مناسبة للتصوير بالموجات فوق الصوتية وكذلك الأشعة السينية القياسية. عرض التصوير فوق السونوغرافيا دوبلر والتصوير بالرنين المغناطيسي 4D أنماط التدفق والخصائص البارزة (أي الاضطراب، والإجهاد القص الجدار) مطابقة البيانات الأصلية. في بيئة مختبرية تعتمد على القسطرة، كان من السهل قسطرة الأشباح الخاصة بالمريض. كان من الممكن التخطيط للعلاج وتدريب الإجراءات التدخلية على التشريحات الصعبة (مثل أمراض القلب الخلقية( CHD).
كانت الأشباح القلبية الوعائية المرنة الخاصة بالمريض مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، وكان من الممكن تطبيق تقنيات التصوير السريري الشائعة. هذه العملية الجديدة مثالية كأداة تدريبية للتدخلات القائمة على القسطرة (الكهربية) ويمكن استخدامها في تخطيط العلاج الخاص بالمرضى.
المقدمة
تكتسب العلاجات الفردية أهمية متزايدة في الممارسة السريرية الحديثة. أساسا، يمكن تصنيفها في مجموعتين: النهج الوراثية والمورفولوجية. بالنسبة للعلاجات الفردية المستندة إلى الحمض النووي الشخصي الفريد ، إما تسلسل الجينوم أو التحديد الكمي لمستويات التعبير الجيني ضروري1. يمكن للمرء أن يجد هذه الأساليب في علم الأورام، على سبيل المثال، أو في علاج اضطراب التمثيل الغذائي2. يلعب المورفولوجيا الفريدة (أي التشريح) لكل فرد دورا مهما في الطب التدخلي والجراحي والأطراف الاصطناعية. يمثل تطوير الأطراف الاصطناعية الفردية وتخطيط العلاج قبل التدخل / المنطوق التركيزات المركزية لمجموعات البحث اليوم3و
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ونظرت اللجنة الأخلاقية لدراسة لودفيغ ماكسيميليانس - جامعة مونشن في الموافقة الأخلاقية، وتم التنازل عنها بالنظر إلى أن مجموعات البيانات الإشعاعية المستخدمة في هذه الدراسة جمعت بأثر رجعي ولم يتم الكشف عن هويتها بالكامل.
يرجى الرجوع إلى إرشادات السلامة للتصوير بالرنين المغناطيسي في المعهد، خاصة فيما يتعلق ببطين LVAD المستخدم والمكونات المعدنية لحلقة التدفق.
1. الحصول على البيانات
- قبل إنشاء الأشباح التشريحية ، حدد مجموعة بيانات إشعاعية مناسبة ، ويفضل أن تكون من المرضى في تخصصات القلب والأوعية الدموية. يمكن اشتقاق النموذج الافتراضي ثلاثي الأبعاد من مجموعات بيانات التصوير المقطعي المحوسب (CT) أو التصوير بالرن....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تركز النتائج التمثيلية الموصوفة على عدد قليل من هياكل القلب والأوعية الدموية المستخدمة عادة في التخطيط أو التدريب أو إعدادات الاختبار. تم إنشاء هذه باستخدام مجموعات بيانات CT-منشط الذهن مع ST من 1.0 مم وحجم voxel من 1.0 mm³. تم تعيين سمك جدار نماذج تمدد الأوعية الدموية الأبهري في 2.5 ملم امتثالا لنتائج اختبار الشد المقارنة للمادة الطباعة (قوة الشد: 0.62 ± 0.01 N/mm2; واوالحد الأقصى: 1. 55 ± 0.02 N; الاستطالة: 9.01 ± 0.34 ٪) وعينات الأبهر البورسيني (العرض: 1 مم؛ واو
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يسمح سير العمل المقدم بإنشاء نماذج فردية وبالتالي إجراء تخطيط العلاج قبل التدخل ، بالإضافة إلى تدريب الأطباء على التشريح الفردي. ولتحقيق ذلك، يمكن استخدام البيانات الطبوغرافية الخاصة بالمريض للتجزئة والطباعة ثلاثية الأبعاد للأشباح القلبية الوعائية المرنة. من خلال تنفيذ هذه النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد في الدورة الدموية الوهمية ، يمكن محاكاة المواقف السريرية المختلفة واقعيا.
في الوقت الحاضر ، تركز العديد من إجراءات تخطيط العلاج على المحاكاة الرقمية لسيناريوهات مختلفة ، من أجل تحديد النتيجة ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ولا يعلن صاحبا البلاغ عن وجود تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
وقد تم دعم هذا المنشور من قبل مؤسسة القلب الألمانية/ المؤسسة الألمانية لأبحاث القلب.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
برنامج Cardinal Health Berlin التجارية أنابيب
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 3-Matic | Materialise AB | الإصدار 15.0 - برنامج النمذجة ثلاثية الأبعاد التجاري | |
| Affiniti 50 | Philips Medical Systems GmbH | نظام التصوير بالموجات فوق الصوتية | |
| Agilista W3200 | Keyence Co. | طابعة Polyjet ثلاثية الأبعاد بدقة مكانية تبلغ 30 ومايكرو. م | |
| AR-G1L | شركة Keyence | مادة الطباعة ثلاثية الأبعاد | |
| المرنة Artis Zee | Siemens Healthcare GmbH | ماسح ضوئي بالأشعة السينية | |
| cvi42 | CCI Inc. | إصدار البرنامج 5.12 - قسطرة تشخيصية لبرنامج تحليل التدفق 4D | |
| ، MPA 2 | Cordis متعددة الأغراض ، قسطرة شركة | لنماذج تدريب الأطفال ، الأحجام 4F للرضع و 5F للأطفال ، الشباب | |
| جهاز مساعدة البطين Excor | Heart GmbH | 80-100ml حجم السكتة الدماغية | |
| Imeron 400 Contrast Agent | Bracco Imaging | CT - عامل التباين | |
| IntroGuide F | Angiokard Medizintechnik GmbH | Guidewire مع طرف J ؛ القطر: 0.035 بوصة الطول: 220 سم | |
| Lunderquist Guidewire | Cook Medical Inc. | (T) سلك التوجيه التداخلي EVAR | |
| MAGNETOM Aera | Siemens Healthcare GmbH | ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي | |
| Magnevist عامل التباين | Bayer Vital GmbH | MRI - عامل التباين | |
| يحاكي | Materialise | AB الإصدار 23.0 - استوديو نمذجة برامج التجزئة | |
| Keyence Co. | 3D-طابعة تقطيع البرمجيات | ||
| PVC | |||
| Radifocus دليل الأسلاك M | Terumo Europe NV | Straight guidewire; القطر: 0.035 "الطول: 260 سم | |
| صندوق مفيد حقا 9L | منتجات مفيدة حقا المحدودة. | ||
| Rotigarose - Standard Agar | Carl Roth GmbH | 3810.4 | |
| Solidworks | Dassault Systemes SE | إصدار 2019-2020 ؛ برنامج تصميم CAD | |
| SOMATOM Force | Siemens Healthcare GmbH | الماسح الضوئي المقطعي المحوسب | |
| عبر | برنامج التصوير الإشعاعي | Siemens Healthcare GmbH |
المراجع
- Goetz, L. H., Schork, N. J. Personalized medicine: motivation, challenges, and progress. Fertility and Sterility. 109 (6), 952-963 (2018).
- Gwin, W. R., Disis, M. L., Ruiz-Garcia, E. Immuno-Oncology in the Era of Personalized Medicine. Advances in Ex....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
