Stampa tridimensionale di un'anomalia aortica complessa

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per utilizzare modelli stampati tridimensionali per la pianificazione preoperatoria e intraoperatoria riorganizzazione dei percorsi vascolari complicati quando si maneggia un’anomalia aortica congenita.

Abstract

Le anomalie aortiche congenite complesse includono diversi tipi di malformazioni che possono essere clinicamente asintomatici o presenti con i sintomi respiratori o esofagei. Queste anomalie possono essere associate con altre malattie di cuore congenite. È difficile identificare la posizione anatomica precisa nave da dati di imaging bidimensionale, come la tomografia computata. Come metodo di produzione additiva, stampa tridimensionale (3D) può convertire i dati di immagini acquisiti in modelli fisici 3D. Questo protocollo descrive la procedura per la modellazione il DICOM volumetrico di imaging in dati 3D e la stampa come un modello 3D anatomicamente realistico. Utilizzando questo modello, chirurghi possono identificare la posizione di nave di anomalie complesse aortiche, che è utile per la pianificazione pre-operatoria e di orientamento intra-operatoria.

Introduction

Anomalie congenite aortiche sono estremamente rare malformazioni congenite del sistema dell’arco aortico. Può essere diagnosticate mediante analisi di imaging o valutazione di entità come disfagia o subclavian rubi¹. In scenari clinici, è importante individuare l’anomalia anatomica nello spazio chirurgico limitato che ha limitato la visualizzazione durante la chirurgia^2,3. Attualmente, imaging planare convenzionale bidimensionale (2D), come la tomografia computata (CT) e formazione immagine a risonanza magnetica (MRI), solitamente vengono presentati ai chirurghi prima dell’intervento. Tuttavia, è difficile per i chirurghi all’immagine l’anomalia basato sull’imaging 2D. Di conseguenza, potrebbe incontrano difficoltà imprevedibili durante il tentativo di separare i complessi vasi aortici durante la chirurgia. Lesioni imprevedibili per la nave, la trachea e l’esofago potrebbero verificarsi e provocare esiti disastrosi.

Nell’ultimo decennio, modellazione 3D imaging è stato utilizzato in cardiochirurgia per aiutare i chirurghi all’anomalia anatomica complessa^4,5,6,7. Tecnologia di stampa tridimensionale (3D) può aiutare a convertire i dati di modellazione in un modello fisico. Confrontato con la ricostruzione digitale, 3D stampati modelli fisici potrebbero presentare una migliore comprensione dei dettagli anatomici e fornire una visione intuitiva della malformazione. Per la chirurgia di anomalia aortica, stampato modello 3D intuizionale è significativo perché scarsa comprensione delle posizioni aortiche potrebbe essere disastroso per i pazienti. Durante l’intervento chirurgico, ogni errore potrebbe portare a sanguinamento imprevedibile e lesioni. Utilizzando i modelli stampati, chirurghi possono comprendere appieno le relazioni spaziali dei rami aortici. Durante l’intervento chirurgico, i chirurghi possono anche eseguire revisione in tempo reale dei modelli 3-d per evitare confusione dei percorsi vascolari complessi.

Qui, presentiamo un protocollo per applicare modelli 3D stampati per pianificazione pre-operatoria e di orientamento intra-operatoria mentre si occupano di malattie congenite aortiche. Diverticolo di Kommerell, un tipo di anomalia aortica congenita complessa, è stato selezionato come caso di studio. I passaggi includono diagnosi basata su angiografia di tomografia computata (CTA) imaging, partizionamento regioni di interesse, costruzione di modelli 3D, progettazione chirurgica preoperative ed esaminare intra-operatoria di modelli 3D stampato⁸. Questa strategia di stampa 3-d poteva ridurre sostanzialmente il rischio di lesione del tessuto imprevedibile durante l’intervento chirurgico.

Protocol

Lo studio presente è stato approvato dal comitato etico dell’ospedale Zhongshan Fudan University (B2016-142R) e tutti i partecipanti hanno dato il loro consenso informato. 1. diagnosi dell’anomalia aortica sintomi e acquisizione di dati di Imaging Identificare i pazienti che hanno sintomi come dolore toracico, disfagia o una differenza di pressione sanguigna degli arti superiori nella clinica di paziente esterno. Escludere i pazienti che potrebbero essere intolleranti dell’operazion…

Representative Results

Acquisizione di immagini di angiografia, modellazione digitale e stampa 3-d di CT erano tutti fatto in un ospedale. Due ore sono stati spesi per ottenere il modello 3D dall’immagine di angiografia di CT pronti per la stampa 3D. Utilizzando la procedura e la stampante 3D qui, un modello fisico 3D paziente-specifici possa essere inviato ai medici rapidamente e la decisione chirurgica può essere fatta in tempo. Il flusso di lavoro dall’acquisizione dei dati di angiografia di CT di stampa 3-…

Discussion

Anomalie congenite aortiche comprendono un raro spettro di malattie cardiovascolari, che spesso mostrano anomalie complesse aortiche. Imaging per applicazioni mediche, quali il CT e MR, sono tenuti a delucidare anomalie complesse dell’arco aortico, l’anomala ramificazione pattern, il loro rapporto con la trachea e l’esofago e altre patologie collegate. L’angiografia di CT e il signor può fornire informazioni 2-D di posizioni vaso aortico. Con ricostruzione 3D digitale di formazione immagine 2-D, il rapporto anatomico de…

Materials

3D printer	Meditool Enterprise Co., Ltd		For 3D printing
Chaos Version 2.0	Meditool Enterprise Co., Ltd		For 3D segmentation and reconstruction