הדפסה תלת-ממדית של סטייה אבי העורקים מורכבים
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימוש שלושה דגמים מודפסים תלת-ממדי עבור שטרם-נותחו תכנון וארגון אינטרה-פעיל של מיקומים וסקולרית מסובך בעת טיפול אנומליה מולדת של אבי העורקים.
Abstract
מורכבות חריגות אבי העורקים מולדות כוללות סוגים מגוונים של מומים שעשויים להיות אסימפטומטיים קלינית או נוכח עם תסמינים בדרכי הנשימה או הוושט. חריגות אלה עשויה להיות קשורה למחלות לב מולדים אחרים. קשה לזהות את מיקום כלי אנטומי מדויק מנתוני דו מימדי הדמיה, כגון טומוגרפיה. כמו שיטת הייצור מוספים, הדפסה תלת-ממדי (3-D) יכול חשאי הנתונים שהושגו ההדמיה לתוך מודלים פיזיים תלת-ממדי. פרוטוקול זה מתאר את ההליך עבור מידול DICOM הנפחי הדמיה לתוך נתונים תלת-ממדיים והדפסתו כמודל תלת-ממדיים ריאליסטיים מבחינה אנטומית. באמצעות מודל זה, מנתחים ניתן לזהות את מיקום כלי מורכב חריגות של אבי העורקים, אשר שימושי שטרם-נותחו תכנון והדרכה אינטרה-פעיל.
Introduction
אנומליות מולדות אבי העורקים הם נדירים ביותר מומים מולדים של מערכת קשת אבי העורקים. הם יכולים להיות מאובחנים על-ידי הדמיה ניתוח או הערכה של ישויות כמו בבליעה או בריחי לגנוב1. בתרחישים קליניים, חשוב לזהות את אנומליה אנטומית בשטח כירורגית סגור זה הגביל להדמיה במהלך ניתוח2,3. כיום, הדמיה מישורי קונבנציונאלי דו-ממדית (2-D), כגון טומוגרפיה (CT), דימות תהודה מגנטית (MRI), מוצגים בדרך כלל המנתחים לפני הניתוח. עם זאת, קשה מנתחים לשיקוף הסטייה בהתבסס על ההדמיה דו-ממדיים. כתוצאה מכך, יכול ייתקלו בבעיות לא צפויות בעת שניסה להפריד את כלי אבי העורקים מורכבים במהלך הניתוח. לא צפוי לפגיעה את כלי הקיבול, קנה הנשימה, הוושט יכול להתרחש, לגרום לתוצאות הרות אסון.
בעשור האחרון, מידול הדמיה תלת-ממדית שימש בניתוח לב לעזור מנתחים להבין את מורכבות החריגה אנטומיים4,5,6,7. טכנולוגיית הדפסת תלת-ממדי (3-D) יכול לעזור להמיר את הנתונים דוגמנות למודל הפיזי. לעומת שחזור דיגיטלי, דגמים תלת-ממדים פיזיים המודפס יכול להציג הבנה טובה יותר של פרטים אנטומיים, מספק תצוגה אינטואיטיבית של מום. לניתוח סטייה של אבי העורקים, הדגם התלת-ממדי אינטואיטיבית המודפס הוא משמעותי, משום הבנה המסכן של אבי העורקים מיקומים יכולות להיות הרסניות לחולים. במהלך הניתוח, כל טעות עלולה להוביל דימום בלתי צפוי ופציעה. באמצעות המודלים המודפס, מנתחים יכול להבין יחסים מרחביים הסניפים של אבי העורקים. במהלך הניתוח, המנתחים, באפשרותך לבצע ביקורת בזמן אמת של מודלים תלת-ממדי כדי למנוע בלבול של המיקומים וסקולרית מורכבים.
כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי להחיל דגמים תלת-ממדים המודפס שטרם-נותחו תכנון והדרכה אינטרה-פעיל תוך התמודדות עם מחלות מולדות של אבי העורקים. הסעיף של Kommerell, סוג של סטייה אבי העורקים מולדים מורכבים, נבחר כמקרה. השלבים כוללים אבחון המבוססת על טומוגרפיה מסתמים (CTA) הדמיה, יצירת מחיצות אזורים מעניינים, בניית דגמים תלת-ממדים, תכנון ניתוח לפני הניתוח של סקירת אינטרה-פעיל של דגמים תלת-ממדים המודפס8. אסטרטגיה הדפסה תלת-ממדית זו יכול להפחית באופן משמעותי את הסיכון של פגיעה רקמה בלתי צפוי במהלך הניתוח.
Protocol
Representative Results
Discussion
אנומליות מולדות אבי העורקים מהווים קשת נדירים של מחלות לב וכלי דם, אשר לעתים קרובות להציג חריגות אבי העורקים מורכבים. דימות רפואי, כגון CT ומר, יש צורך להבהיר חריגות מורכבים מבחינה, חריגה מסעף תבנית, יחסיהם עם קנה הנשימה, הוושט, וכן אחרים הקשורים פתולוגיות. מר וגם CT angiography יכול לספק מידע דו-ממ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים לאשר מימון הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (מספר 81771971), תוכנית ופאג’יאנג שנגחאי (מס 14PJD008 ו- 17PJ1401500), “צ’אן גואנג” פרוייקט הנתמך על-ידי ועדת החינוך העירונית שנגחאי וחינוך שנגחאי פיתוח קרן (מס ‘ 14 CG 06), יסודות מדעי הטבע שנגחאי (‘ קט ‘ 17411962800 ו- 17ZR1432900), ומדע וטכנולוגיה עיריית שנגחאי (17JC1400200). W.Z. מודה מימון נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (31501555, 81772007, 21734003), תוכנית כשרונות צעירים 1000 ביותר בסין, ועדת החינוך של עיריית שנגחאי (פרס פרופסורה המזרחי הצעיר), מדע, טכנולוגיה ועדת עיריית שנגחאי (17JC1400200 ו- 16391903900).
Materials
| 3D printer | Meditool Enterprise Co., Ltd | For 3D printing | |
| Chaos Version 2.0 | Meditool Enterprise Co., Ltd | For 3D segmentation and reconstruction |
References
- Tanaka, A., Milner, R., Ota, T. Kommerell’s diverticulum in the current era: a comprehensive review. General Thoracic and Cardiovascular Surgery. 63 (5), 245-259 (2015).
- Rosu, C., Dorval, J. F., Abraham, C. Z., Cartier, R., Demers, P. Single-stage hybrid repair of right aortic arch with Kommerell’s Diverticulum. The Annals of Thoracic Surgery. 103 (4), e381-e384 (2017).
- Idrees, J., et al. Hybrid repair of Kommerell diverticulum. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 147 (3), 973-976 (2014).
- Kankala, R. K., et al. Fabrication of arbitrary 3-D components in cardiac surgery: from macro-, micro- to nanoscale. Biofabrication. 9 (3), 032002 (2017).
- Vukicevic, M., Mosadegh, B., Min, J. K., Little, S. H. Cardiac 3-D printing and its future directions. JACC Cardiovascular Imaging. 10 (2), 171-184 (2017).
- Yoo, S. J., Spray, T., Austin, E. H., Yun, T. J., van Arsdell, G. S. Hands-on surgical training of congenital heart surgery using 3-dimensional print models. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (6), 1530-1540 (2017).
- Hermsen, J. L., et al. Scan, print, practice, perform: Development and use of a patient-specific 3-dimensionalprinted model in adult cardiac surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (1), 132-140 (2017).
- Sun, X., Zhang, H., Zhu, K., Wang, C. Patient-specific three-dimensional printing for Kommerell’s diverticulum. International Journal of Cardiology. 255, 184-187 (2018).
- Ota, T., Okada, K., Takanashi, S., Yamamoto, S., Okita, Y. Surgical treatment for Kommerell’s diverticulum. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 131 (3), 574-578 (2006).
- Agematsu, K., Ueda, T., Hoshino, S., Nishiya, Y. Rupture of Kommerell diverticulum after total arch replacement. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 11 (6), 800-802 (2010).
