浙江大学(xué)的研(yán)究人员(yuán)正在寻找新(xīn)的方法来改进(jìn)儿(ér)童(tóng)的(de)术前计划,他们的发现在最近出版(bǎn)的《三(sān)维打印(yìn)在肺静脉畸形患儿(ér)术前计划中(zhōng)的应用:辛格中心的(de)经验》中概(gài)述。由于3D打印模型可以用于完成诊断、评估治疗方案和手术计(jì)划,因此本研究将许多最(zuì)大的好处付诸实践(jiàn)。
在这项研究中,我国医学(xué)科学家对2017年11月至2019年1月被诊断出患有异常肺静脉(mò)连接(jiē)(APVC)的17名儿童进(jìn)行了研(yán)究。年龄从(cóng)出生两天到二十个月不等,变化如下:
10例全心上型APVC患儿(ér)
一名儿(ér)童患心内型APVC
一名(míng)儿童(tóng)患混合型APVC
三名儿童患(huàn)局部型APVC
来自CT扫描(miáo)的数据被(bèi)导入到Mimics 19.0软件中,用于心脏模型(xíng)的3D建模和(hé)设计,以显(xiǎn)示心脏的元素(sù),例如乳头肌(jī),肌肉(ròu)束和流出道(dào)。尽管很少引用3D打印技(jì)术对APVC进行研究,但从这项研(yán)究(jiū)中(zhōng)可以明显看出,使用(yòng)模型(xíng)可以在这(zhè)种情况下发出(chū)更多的光。
“我们根据(jù)CT心脏模块的左心(xīn)室(LV),右心室(RV),主动脉(AO)和肺动脉(PA)区域(yù)模块手动标记每个区域,并用不同的颜色区分它(tā)们。研究人员特别注(zhù)意标记(jì)每个(gè)部分的边界。”
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Mimics19.0软件中(zhōng)的(de)图像分(fèn)割和后(hòu)处理。对彩色掩模进(jìn)行(háng)分割,进行3D建模(mó)。(A)冠状面;(B)横向平面(miàn);(C)矢状面;(D)3D建模。绿色的腔静脉(mò)和右心房;紫红色(sè)的肺静脉和左心房;紫色(sè)的(de)右心室;橙色的左心室;红(hóng)色的主动(dòng)脉;深(shēn)蓝色的肺动脉。
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4例诊断为心上型TAPVC。(A)指患(huàn)者1,从后(hòu)方观看(kàn);(B)是指患者5,从后方观看;(C)指患者(zhě)9,从后(hòu)方看;(D)是指患者10,从后部(bù)观看。在(zài)常见(jiàn)肺静脉汇合处与(yǔ)左侧垂直静脉(VV)的交界(jiè)处存在阻塞(sāi)。AO主动脉;PA肺动脉;PV肺静脉(mò);SVC上腔静脉。方向(xiàng)标签:I,劣等; L,左; R,右; S,上等。
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2例确诊(zhěn)为心内型(xíng)TAPVC。对空心(xīn)心脏模型的(de)一部分进行了细(xì)分,以(yǐ)强调所(suǒ)关注的(de)PV和RA。肺静脉通过右心(xīn)房的冠状窦(dòu)开口。(A)指(zhǐ)患(huàn)者11,从下方观看;(B)指患者12,从右(yòu)侧看。 CS冠状窦(dòu);IVC下腔静脉;PV肺静脉; RA右心房。方(fāng)向标签:A,前;I,劣等; L,左; P,后; R,右; S,上等。
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1例(13号患者)诊断为心下(xià)型(xíng)TAPVC,后(hòu)视(shì)图。红色箭头表(biǎo)示肺(fèi)静脉和下腔静脉的交界处。主动脉;下(xià)腔静脉;肺(fèi)静脉;垂直静(jìng)脉;全肺红色箭头(tóu)指示肺静脉(mò)和下腔静(jìng)脉的交界处(chù)。AO主动脉;IVC下腔(qiāng)静(jìng)脉;PV肺静脉;VV垂直静脉;TAPVC完全异常的肺静脉连接(jiē)。方(fāng)向标签:I,劣等(děng); L,左; R,右; S,上等。
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3例(lì)诊断为PAPVC。图像(A,B)都(dōu)代表患者15。(A)蓝色(sè)箭头指向RPV流入右心房。后视图。(B)蓝色箭(jiàn)头表示RPV的出口,流入右心房。从(cóng)右边查看。(C)患者16被诊断患有(yǒu)PAPVC;蓝色箭头表示RPV流入(rù)右(yòu)心房,后视图。(D)患者(zhě)17.蓝色箭头表示RSPV流入SVC,后视图。AO主动脉(mò);CoA主动(dòng)脉缩窄;IVC下腔(qiāng)静脉;LIPV左下肺静脉;LSP,左上肺(fèi)静脉(mò); RA右(yòu)心房;RIPV右下肺静(jìng)脉;RPV右(yòu)肺静脉;RSPV右上肺静脉;SVC上腔(qiāng)静脉(mò)。方向标签(qiān):A,前;I,劣(liè)等; L,左; P,后(hòu); R,右(yòu); S,上等。
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随访期间有(yǒu)2例接(jiē)受(shòu)了心脏CT检(jiǎn)查。(A,D)血容量;(B,C)中空模(mó)型。图像(A,B,C)代表心(xīn)包膜(mó)上腔TAPVC修复后的患(huàn)者(zhě)3。(A,B)从后方看;(三)从前侧看。(C)蓝色和黄色箭头代表右肺静脉和左肺静脉的开(kāi)口,没有吻合(hé)口(kǒu)狭窄。(D)心脏上(shàng)压TAPVC修复后患者4的俯视图。与(yǔ)其他肺(fèi)静脉分支相(xiàng)比,显示(shì)了LSPV的狭窄(蓝色箭头)。AO主(zhǔ)动脉;LA左心房;LIPV左下肺静脉;LSPV左上肺静脉;PA肺动脉;PV肺静脉(mò);RIPV,右下肺静脉; RSPV右上肺静脉。方向标签:A,前(qián);I,劣等(děng); L,左; P,后; R,右; S,上等。
个性化心脏(zāng)模型的3D打印通(tōng)过ISLA 650 3D打(dǎ)印机(中国,Shining 3D)完成。然后根据(jù)模型,患者的病史和影像数(shù)据进行术前计(jì)划。消毒后,这些模型还用(yòng)作手术室的手术指南(nán)。每个(gè)患者特定(dìng)的心脏模型大约需要半小时到两个小时才能(néng)建模,而3D打印则需要两个到五个小(xiǎo)时不等。所有(yǒu)17例患者(zhě)均进行(háng)了手术,每次手术均成功。
3D模型(xíng)显示的畸形与术中观察结果一致,并且术前计划(huá)与实际(jì)手术(shù)计(jì)划相符。这(zhè)些心脏模型(xíng)可以进行消毒(dú),并带(dài)入手术室进行(háng)手术导航。这些3D模型(xíng)极大(dà)地协助了(le)APVC手(shǒu)术的术(shù)前规划(huá),并且具有(yǒu)重要的临床应(yīng)用价值。
手术后,对(duì)这些(xiē)心脏模型进(jìn)行了评估(gū),看其质量是(shì)否高,是否可以帮助进(jìn)行(háng)术前计划,减少不(bú)可预(yù)见的情况并有益于医学教育。我们的心脏外(wài)科医师和心(xīn)脏(zāng)病(bìng)专(zhuān)家通(tōng)过问卷调查对上述问题进行了评估。
3D打(dǎ)印的心脏模型和诸如植入物之(zhī)类的医疗设备(bèi)已用于与(yǔ)心脏问题和缺陷(xiàn)相(xiàng)关(guān)联,其(qí)指南和模型已(yǐ)用于从复杂的医学培训到儿(ér)科手术,创(chuàng)建心脏贴片的方法等所(suǒ)有方面。