Karmaşık bir aort anomali üç boyutlu baskı
1 Kasım 2018
Burada, üç boyutlu yazdırılan model pre-operative planlama ve karmaşık vasküler yerlerin intraoperatif yeniden yapılanma için bir Konjenital Aort anomali işlerken kullanmak için bir iletişim kuralı mevcut.
Bu yöntem kamera DICOM hakkında karmaşık aort anomali alanında anahtar sorulara cevap yardımcı olabilir. Bu tekniğin ana avantajı 3D baskılı model karmaşık aort cerrahisi sırasında öngörülemeyen doku hasarı riskini azaltabilir olmasıdır. İlgi alanının bölümlemi için tüm bilgisayarlı tomografi ve coğrafya görüntülerini DICOM formatında yazılıma aktarın ve hasta kılıfını vaka kitaplığında açmak için çift tıklayın.
DICOM serisini seçin ve model yeniden yapılandırma sayfasını açmak için model recon'una tıklayın. Önemli anatomik özellikleri ve ilgi çekici bölgeleri belirlemek için bir mühendis ve kalp cerrahlarından oluşan bir ekibin DICOM biçimlendirilmiş ham verileri gözden geçirmesini sağlar. Bölgeyi segmentlendirmek için eşik segmentasyonunu tıklatın ve vasküler maske için eşik aralığını ayarlayın.
Nesne listesindeki vasküler maskeyi oluşturmak için onayla'yı tıklatın ve 3B görüntüleyiciiçindeki 3B vasküler maskeyi yeniden oluşturmak için keşif'i tıklatın. Eşik segmentasyonunu yeniden tıklatın ve trakea maskesi için eşik aralığını ayarlayın. Mediasten ve akciğer ilgi bölgesini sınırlamak için seçim çerçevesi segmentasyonunu tıklatın ve trakea ile akciğer arasındaki bağlantıyı silmek için maske editini tıklatın.
Bölge büyümesi'ni tıklatın ve bir tohum seçmek için 2B görüntüleyenlerden herhangi birinde maskenin herhangi bir noktasını tıklatın. Sonuç olarak bölgenin büyüdüğünü ve trakea maskesinin nesne listesinde görüneceğini doğrulayın. Ardından, 3B görüntüleyicideki 3B trakeayı yeniden oluşturmak ve ilgi çekici bölgeyi maske olarak kaydetmek için yeniden con'a tıklayın.
İlgi alanının 3B yeniden inşası için 3B modeli standart üçgen dil dosyası olarak dışa aktarmak ve modeli yapı platformunun merkezine konumlandırmak için dışa aktarmayı tıklatın. Gemi merkezi hattının teğetini ekstremitesine, platformun Z eksenine paralel olacak şekilde hizalayın. Destekler, çıkıntılara otomatik olarak oluşturulur.
Stereolitografik yazıcıda uygun 3B yazdırma parametrelerini dilimle ve kaydet'e tıklayın ve ayarlayın. Baskıdan sonra, ışığa duyarlı rezorini saniyede üç metre hızla sertleştirmek için yazılım tarafından dilimlenmiş konturları 405 nanometre ultraviyole ışıkla tarayın. Daha sonra, ameliyattan önce, cerrahlar 3D modeli oluşturulduğu hasta için ayrıntılı ve doğru cerrahi planlar yapmak için 3D baskılı modeli kullanın.
Koronal düzlem, enine düzlem ve sagital düzlemden görüntüler kullanılarak, bilgisayarlı tomografi ve coğrafya görüntüsü gösterildiği gibi bir 3D model olarak yeniden oluşturulabilir. Bu görüntülerde Y ekseni boyunca aort ve trakea arasındaki anatomik ilişki görülebilir. Bu teknoloji, geliştirilmesinden sonra, 3D baskı alanında araştırmacıların aort cerrahisinde vasküler anomaliyi keşfetmelerinin önünü açmıştır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, özellikle konjenital aort anomalilerinde, karmaşık vasküler bölgelerin ameliyat öncesi planlamasında ve ameliyat sırasındaki organizasyonunda üç boyutlu yazdırılmış modellerin kullanımına yönelik bir protokol sunmaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Kalp cerrahisi
- 3D yazdırma teknolojisi
- Vasküler anomaliler
Arka Plan
- Konjenital aort anomalileri önemli cerrahi zorluklar teşkil eder.
- Anatomiyi anlamak, başarılı cerrahi sonuçlar için kritik öneme sahiptir.
- 3D baskı, karmaşık yapıların görselleştirilmesini geliştirebilir.
- Mevcut yöntemler, cerrahi sırasında öngörülemeyen doku hasarlarına yol açabilir.
Çalışmanın Amacı
- Kompleks aort cerrahileri için ameliyat öncesi planlamayı geliştirmek.
- Cerrahi müdahalelerle ilişkili riskleri azaltmak.
- 3D modeller aracılığıyla vasküler anatominin daha iyi anlaşılmasını sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- DICOM formatındaki görüntülerin özelleşmiş yazılıma aktarılması.
- Verilerin gözden geçirilmesi için mühendisler ve kalp cerrahları arasındaki iş birliği.
- Eşik ayarları kullanılarak ilgi bölgelerinin segmentasyonu.
- Geliştirilmiş cerrahi planlama için model rekonstrüksiyonu.
Ana Sonuçlar
- 3B yazdırılmış modeller, karmaşık vasküler yapıların somut bir temsilini sağlar.
- Cerrahi sırasında temel anatomik özelliklerin daha iyi tanımlanması.
- Daha iyi preoperatif planlama yoluyla doku yaralanması riskinin azaltılması.
- Cerrahi ekipler arasında hastaya özgü anatomi konusunda geliştirilmiş iletişim.
Sonuçlar
- 3B yazım, konjenital aort anomalilerinin yönetiminde değerli bir araçtır.
- Bu yöntem, cerrahi sonuçları önemli ölçüde iyileştirebilir.
- Gelecekteki uygulamalar diğer karmaşık vasküler cerrahilere genişletilebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulanabilirlik Özeti
Kompleks konjenital aort anomalileri, doğru anatomik lokalizasyon için 2D görüntülemenin yetersizlikleri nedeniyle ameliyat öncesi planlamada önemli zorluklar teşkil eder. Üç boyutlu (3-D) baskı, volumetrik DICOM görüntüleme verilerini anatomik olarak gerçekçi fiziksel modellere dönüştürerek cerrahların damar konumlarını belirlemesine ve kompleks aort cerrahisi sırasında öngörülemeyen doku hasarı riskini azaltmasına olanak tanır. Bu yaklaşım, cerrahi karar verme sürecindeki öngörüsel güveni destekler ve keşiften klinik uygulamaya kadar olan translasyonel sürekliliği artırır.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Vasküler anomali araştırmalarında anatomik açıklığa kavuşturulması için somut modeller sağlayarak terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Temel anatomik özelliklerin daha iyi tanımlanması yoluyla biyolojik risklerin azaltılmasını destekler ve hedef doğrulamadaki belirsizlikleri giderir.
- Öngörücü Değer: Ekiplerin müdahale öncesinde cerrahi fizibiliteyi ve riski değerlendirmesine imkan tanıyarak portföy önceliklendirmesini geliştirir.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Görüntüleme verilerini standardize edilmiş 3-D modellere dönüştürerek, sonraki iş akışları için doğrulanmış biyolojik analoglar hazırlar.
- Operasyonel Değer: DICOM girdilerinden tutarlı model üretimi yoluyla analiz standardizasyonu ve tekrarlanabilirlik sorunlarını giderir.
- Ölçeklenebilirlik: Vasküler anomali çalışmaları genelinde platformun yeniden kullanım potansiyelini vurgulayarak, preklinik ortamlarda güvenilir bileşik veya cihaz değerlendirmesine olanak tanır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Mekanistik anlayışı destekleyerek, Y ekseni boyunca aortik-trakeal uzaysal ilişkileri modelleyerek hastalıkla olan ilgisini tartışır.
- Operasyonel Değer: Cerrahi yaklaşımların iteratif tasarımını ve test edilmesini mümkün kılarak, keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar olan sürekliliği tanımlar.
- Riske Göre Ayarlanmış İlerleme: Vasküler girişim geliştirmede go/no-go (devam/tamam) kriterlerini belirleyen ameliyat öncesi modeller sağlayarak, riske göre ayarlanmış kararları ele alır.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem, Erken Keşif aşamasından Preklinik çalışmalara kadar uzanan keşif sürecine entegre edilerek vasküler anomali araştırmalarında hipotez testlerini, yolakların açıklığa kavuşturulmasını ve biyolojik risklerin azaltılmasını destekler.
- Keşif Biyolojisi: Yöntemin, karmaşık aortik-trakeal anatomik ilişkilerin görselleştirilmesine olanak tanıyarak hipotez testlerini ve yolakların netleştirilmesini nasıl desteklediğini açıklar.
- Tarama: Segmentlere ayrılmış DICOM verilerinden tekrarlanabilir 3-B model üretimi yoluyla güvenilir değerlendirmeyi kolaylaştıran analiz hazırlığını tanımlar.
- Analitik: Vasküler ve trakeal maske üretimi gibi kantitatif çıktıları vurgulayarak, ekiplerin farklı modeller arasındaki anatomik durumları karşılaştırmasına olanak tanır.
- Translasyonel Araştırma: Cerrahi planların hastaya özgü anatomiye göre iteratif olarak iyileştirilmesini sağlayarak, yöntemi preklinik sürekliliğe bağlar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Yöntemi, farklı modeller ve kurumlar arasında uyarlanabilir, vasküler anomali çalışmaları için yeniden kullanılabilir bir yetkinlik olarak çerçeveler.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Vasküler anomali modellemesinde öngörü güvenilirliği, hedef doğrulama ve mekanistik belirsizliğin azaltılması.
- Operasyonel Değer: Klinik görüntüleme verilerinden 3-B model oluşturmanın standardizasyonu, tekrarlanabilirliği ve ölçeklenebilirliği.
- Stratejik Değer: Cerrahi inovasyonda daha iyi devam/dur kararları, sermaye verimliliği ve geç evre biyolojik risklerin azaltılması.
- Portföy Etkisi: Anatomik olarak doğru preoperatif modellere dayalı, riske göre ayarlanmış önceliklendirme ve ilerleme kararları.
Uygulama Hususları
- Tıbbi görüntüleme, segmentasyon yazılımları ve 3 boyutlu yazdırma iş akışlarında gerekli bilimsel uzmanlık.
- Enstrümantasyon ve analitik altyapı ihtiyaçları arasında DICOM uyumlu yazılımlar, stereolitografik yazıcılar ve işlem sonrası UV kürleme sistemleri yer almaktadır.
- Tutarlı veri incelemesi ve model doğrulaması için mühendislik, radyoloji ve cerrahi ekipler arasında ekipler arası standardizasyon gereksinimleri.
- Konjenital anomalilerdeki farklı vasküler ve trakeal geometrilere yönelik düzenlemeler dahil olmak üzere, model sistemleri genelindeki adaptasyon değerlendirmeleri.
- Pratik sınırlamalar arasında yüksek kaliteli giriş görüntülerine olan bağımlılık ile segmentasyon, rekonstrüksiyon ve yazdırma için gereken süre yer almaktadır.
