复杂的先天性心脏病是一个困难的3D问题。现有的3D打印技术无法密切复制心肌组织的特性。该协议为高保真手术训练创建模型。
这种技术经济高效地从他们的成像中创建特定于患者的3D模型。对其器官的内部和外部解剖结构进行建模,使我们能够深入了解和照顾我们的患者。在紧密代表解剖组织的材料中创建这些模型允许该技术应用于包括解剖学在内的任何程序训练器。
首先,在 CAD 程序中打开心肌病例模型 STL 文件。在万智牌中,导入通过导入第二部分生成的 STL 文件。在项目管理窗口中,选择模型渲染的透明选项。
使用鼠标左右按钮控制旋转和平移工具,通过将心脏的顶点朝下和主动脉弧水平指向来调整心肌基底的视图。要从模型中修剪多余的心肌病例材料,请转至工具,选择"剪切"并指示折线,然后选择感兴趣点并单击"应用"。同样,将心肌病例切成多块。
转到切口,选择指示折线,然后选择兴趣点,以通过主动脉进行水平切口,将心肌病例分成包含顶点和上半部分的下半部分,以及沿着心肌病例下半部分和上半部的最宽部分进行两个垂直切割。最后,单击"应用"。为确保在装配过程中正确对齐,请使用间隙值为 0.25 毫米的螺旋体生成工具和布尔减法工具,创建匹配的道具和道具腔,并通过单击"添加道具"将它们添加到心肌病例部件中。
指示模型上的位置,然后单击"应用"。在心肌病例的上半部分之一中,创建一个直径为一厘米的硅胶填充孔,并使用SME验证孔的位置。选择"检查诊断"以单独检查所有病例的诊断,以发现心肌病例中出现正常倒置、边缘不良、轮廓不良、边缘近乎不良、平面孔或外壳等错误。
如果检测到错误,请单击"自动解决"以修复它。或者,可以手动或使用修复工具或向导来修复错误。如果无法使用备用选项修复错误,请使用收缩包装工具修复错误。
单击"修复",选择收缩包装,然后按照对话框根据需要调整收缩包装样品间隔和间隙填充值,以纠正特定部件上的错误,而无需在SME审查时改变生理学。然后将单个心肌病例保存或导出为STL文件。在适当的切片机软件中打开心肌病例和血池模型,以生成3D打印文件。
手动将3D打印支架添加到所有部件,或使用软件中提供的自动支撑生成工具(如果可用)。对模型进行切片以生成G代码,以便在3D打印机上使用文本手稿中描述的参数,并保存或导出G代码。将打印文件上传到3D打印机。
确保将正确的灯丝加载到3D打印机上后,开始打印。打印完成后,使用针鼻钳和镊子从打印件上取下所有支撑材料。将心肌病例碎片组装在血池模具周围,确保所有碎片紧密地结合在一起。
如果心肌病例无法适应血池周围,请使用手持式旋转打磨工具对外壳模具件进行小幅调整以去除材料。接下来,使用丙酮蒸气平滑心肌外壳的表面。为此,请在容器的底部和侧面用不受丙酮影响的纸巾衬托。
将丙酮倒在底部纸巾上,让它将纸巾扩散到容器的侧面,但不要在底部形成一个水池。在容器中放入一块铝箔以覆盖底部纸巾。将心肌表壳片定向到铝箔上,使所需的光滑面垂直,确保这些片不会相互接触或容器壁上的纸巾。
用铝箔覆盖容器,让心肌外壳件在容器中保持不受干扰,直到达到所需表面光洁度的80%。一旦表面光滑,小心地从容器中取出心肌外壳碎片,仅接触外表面,并让碎片在通风良好的区域完全脱气约30分钟或直到碎片变得完全干燥和坚硬。使用CAD软件测量心肌分割的体积,以确定所需的硅酮量。
彻底搅拌有机硅的A部分和B部分。如果模型上需要颜色,请添加颜料并彻底混合所有部件和颜料,然后将彻底混合的硅胶放入真空室中,在29英寸的汞柱下放置两到三分钟。当这种有机硅混合物完全脱气时,将其从腔室中取出并将血池浸入硅胶混合物中,以确保血池中的所有空隙和空腔都被硅胶填充,并且血池被彻底涂覆。
在通风良好的区域,用易于释放的产品彻底喷洒心肌病例的所有部分。将心肌病例的下半部分聚集在血池的顶端周围。如果发生泄漏,请使用夹具,热胶或粘土密封泄漏。
接下来,将硅胶倒入血池和外壳壁之间的空间,直到组装好的心肌模具片被填充。组装心肌外壳的剩余部分后,根据需要使用橡皮筋和夹具将外壳部件牢固。当硅胶凝固时,从心肌表壳中取出硅胶心脏,并修剪掉从表壳或填充孔之间的空间产生的任何硅胶接缝。
在识别出硅胶模型上所有开口端的血管后,修剪覆盖血管的任何硅胶,以暴露内部的ABS血池。将硅胶心脏浸没在丙酮中,ABS将在丙酮浸没后10至15分钟开始软化。ABS软化后,用镊子去除大块ABS,以提高ABS溶解过程的速度。
当大部分ABS血池溶解后,用干净的丙酮冲洗硅胶心脏两到三次,以去除硅胶中的所有ABS。从丙酮中取出心脏模型,让剩余的丙酮在通风良好的区域从模型中蒸发。为了评估硅胶模型的准确性和功能,制作了两个切口,一个在前左心室,另一个在右心室后部,以可视化内部解剖结构。
预期的室间隔缺损以及适当的内部结构都存在,并且由先天性心脏外科医生在模型中缝制GORE-TEX贴片以纠正室间隔缺损。模具设计至关重要。确保将模具切成尽可能多的块,以适合血池。
该技术解锁了复杂的患者专用有机硅模型的创建。我们不再受3D打印材料限制的约束。相反,我们有能力满足对复杂手术培训师的任何需求。