Name: three-dimensional printing of a complex aortic anomaly
Uploaded: 2018-11-01T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly at JoVE.com

著者が認める「広陳」プロジェクトは、上海市教育委員会、上海教育でサポートされて国家自然科学基金、中国の (第 81771971)、上海浦江プログラム (号 14PJD008 と 17PJ1401500) からの資金開発基金 (第 14 CG 06)、上海 (番 17411962800、17ZR1432900) および科学自然科学基金、上海自治体 (17JC1400200) の技術委員会。W. Z. 認める中国の 1000 若い才能プログラム、上海自治体 (若い東教授賞) および科学の教育委員会、国家自然科学基金、中国の (31501555、81772007、および 21734003) からの資金と上海市の技術委員会 (17JC1400200、16391903900)。

本研究は、中山病院復旦大学 (B2016-142R) の倫理委員会によって承認された、すべての参加者は、インフォームド コンセントを与えた。
1. 症状と画像データの取得による大動脈の異常の診断
<ol><li>外来で胸部の痛み、嚥下障害、上肢の血圧差などの症状を持っている患者を識別します。操作の寛容かもしれない患者を除外します。</li>
	<li>Kommerell 憩室8?...

<ol>
	<li>Tanaka, A., Milner, R., Ota, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kommerell's+diverticulum+in+the+current+era:+a+comprehensive+review.">Kommerell's diverticulum in the current era: a comprehensive review.</a> General Thoracic and Cardiovascular Surgery. 63 (5), 245-259 (2015).</li><li>Rosu, C., Dorval, J. F., Abraham, C. Z., Cartier, R., Demers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-stage+hybrid+repair+of+right+aortic+arch+with+Kommerell's+Diverticulum.">Single-stage hybrid repair of right aortic arch with Kommerell's Diverticulum.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 103 (4), e381-e384 (2017).</li><li>Idrees, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hybrid+repair+of+Kommerell+diverticulum.">Hybrid repair of Kommerell diverticulum.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 147 (3), 973-976 (2014).</li><li>Kankala, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+arbitrary+3-D+components+in+cardiac+surgery:+from+macro-,+micro-+to+nanoscale.">Fabrication of arbitrary 3-D components in cardiac surgery: from macro-, micro- to nanoscale.</a> Biofabrication. 9 (3), 032002 (2017).</li><li>Vukicevic, M., Mosadegh, B., Min, J. K., Little, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+3-D+printing+and+its+future+directions.">Cardiac 3-D printing and its future directions.</a> JACC Cardiovascular Imaging. 10 (2), 171-184 (2017).</li><li>Yoo, S. J., Spray, T., Austin, E. H., Yun, T. J., van Arsdell, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hands-on+surgical+training+of+congenital+heart+surgery+using+3-dimensional+print+models.">Hands-on surgical training of congenital heart surgery using 3-dimensional print models.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (6), 1530-1540 (2017).</li><li>Hermsen, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scan,+print,+practice,+perform:+Development+and+use+of+a+patient-specific+3-dimensionalprinted+model+in+adult+cardiac+surgery.">Scan, print, practice, perform: Development and use of a patient-specific 3-dimensionalprinted model in adult cardiac surgery.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (1), 132-140 (2017).</li><li>Sun, X., Zhang, H., Zhu, K., Wang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient-specific+three-dimensional+printing+for+Kommerell's+diverticulum.">Patient-specific three-dimensional printing for Kommerell's diverticulum.</a> International Journal of Cardiology. 255, 184-187 (2018).</li><li>Ota, T., Okada, K., Takanashi, S., Yamamoto, S., Okita, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+treatment+for+Kommerell's+diverticulum.">Surgical treatment for Kommerell's diverticulum.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 131 (3), 574-578 (2006).</li><li>Agematsu, K., Ueda, T., Hoshino, S., Nishiya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rupture+of+Kommerell+diverticulum+after+total+arch+replacement.">Rupture of Kommerell diverticulum after total arch replacement.</a> Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 11 (6), 800-802 (2010).</li></ol>

大動脈奇形は、しばしば複雑な大動脈異常を示す心血管疾患のまれなスペクトルを構成します。MR、CT などの医用画像が必要な複雑な大動脈弓異常を明らかにする、異常分岐パターン、気管と食道との関係およびその他関連する病態。CT、MR 血管造影では、大動脈の血管の場所の 2 D 情報を提供できます。2 D 画像の 3次元デジタル復元、大動脈の血管の解剖学的関係をさらに定義できます。し?...

大動脈奇形、大動脈弓系の非常にまれな先天性奇形です。画像解析によって、または嚥下障害のようなエンティティの評価による彼ら診断することができます。 または鎖骨下1を盗みます。臨床では、手術2,3中の可視化が限られている狭い手術空間の解剖学的異常を識別するために重要です。現在、従来の平面二次元 (2 D) 画像、コンピューター断層撮影 (CT) や磁気共鳴画像 (MRI) などは通常、手術前に外科医に提示されます。ただし、2 D イメージングに基づく異常のイメージを外科医のために困難です。したがって、手術中に複雑な大動脈血管を分離しようとしながら予測不可能な難しさに出会うことができます。血管、気管、食道に予測不可能な傷害が発生し、悲惨な結果が発生します。
過去 10 年間で 3次元イメージングのモデリングは、複雑な解剖学的異常4,5,6,7を理解する外科医を助ける心臓手術で使用されています。三次元 (3 D) 印刷技術は、物理モデルのモデリング データに変換を助けることができます。デジタルの再建と比べると 3次元プリント物理モデル解剖学的詳細のより良い理解を提示でき奇形の直感的ビューを提供します。大動脈異常手術、大動脈の場所の理解不足が患者に悲惨なことができるので、プリントされた直感的 3次元モデルは重要です。外科の間に任意間違いは予測不可能な出血やけがにつながる可能性があります。プリントのモデルを使用すると、外科医は大動脈の枝の空間的な関係を完全に理解できます。手術中に外科医はまた複雑な血管の場所の混乱を避けるために 3-D モデルのリアルタイム レビューを実行できます。
ここでは、術前計画と先天性の大動脈弁疾患に対処しながら術中の指導のための 3次元プリント モデルを適用するプロトコルを提案する.Kommerell 憩室、複雑な先天性の大動脈異常の種類は、ケーススタディとして選ばれました。手順には、計算された断層レントゲン写真撮影の血管造影 (CTA) イメージング、関心の領域の分割、建物の 3 D モデル、術前手術計画、術中 3 D プリント モデル8の見直しに基づく診断が含まれます。この 3 D 印刷の戦略は大幅に手術中に予測不可能な組織傷害の危険を減らすことができます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="911">
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:247px;">3D printer</td>
			<td style="width:231px;">Meditool Enterprise Co., Ltd</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:297px;">For 3D printing</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Chaos Version 2.0</td>
			<td>Meditool Enterprise Co., Ltd</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>For 3D segmentation and reconstruction</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional printing of a complex aortic anomaly

複雑な先天性大動脈奇形には、臨床的に無症候性や呼吸や食道の症状で存在できる奇形の様々 な種類が含まれます。これらの異常は他の先天性心疾患と関連付けられるかもしれない。コンピューター断層撮影など、二次元の画像データから正確な解剖学的血管の場所を特定するは難しいです。添加剤の製造方法として三次元 (3 D) 印刷は、三次元の物理モデルに隠密取得した画像データをことができます。このプロトコルは、体積の DICOM の 3次元データに画像と解剖学的に現実的な 3 D モデルとして印刷モデリング手順を説明します。このモデルを使用して、外科場所を確認できます容器、複雑な大動脈の異常の術前計画と術中の指導のために有用であります。

CT 血管造影画像、デジタル モデリング、3次元印刷の買収は、すべての病院で行われました。2 時間は、3-D モデル CT 血管造影画像から 3次元印刷の準備に費やされました。ここで、手順と 3 D プリンターを使用して、医師に患者特有の 3 D 物理モデルをすぐに送信できるし、時間手術の判断が可能します。CT 血管造影検査データの取得から 3次元印刷までのワークフロ?...

Watch this Scientific Journal Video about Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly at JoVE.com

Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

ここでは、先天性大動脈異常を処理する際に、術前計画と複雑な血管の場所の術中の再編成に 3次元印刷モデルを使用するプロトコルを提案する.

複雑な大動脈の異常の三次元印刷

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal ...

この方法は、カメラ DICOM に関する複雑な大間異常フィールドの主要な質問に答える助けとなります。この技術の主な利点は、3Dプリントモデルが複雑な大動脈手術中に予測不可能な組織損傷のリスクを減らすことができるということです。関心のある領域のセグメンテーションのためにDICOM形式でソフトウェアにコンピュータ断層撮影および地理画像のすべてをインポートし、ケースライブラリ内の患者のケースを開くためにダブルクリックします。DICOM シリーズを選択し、モデルの偵察をクリックして、モデルの再構築ページを開きます。エンジニアと心臓外科医のチームに、DICOM形式の生データをレビューしてもらい、主要な解剖学的特徴と関心のある領域を特定します。領域をセグメント化するには、閾値の区分をクリックし、血管マスクのしきい値範囲を調整します。[確認]をクリックしてオブジェクトリスト内に血管マスクを生成し、偵察をクリックして3Dビューア内の3D血管マスクを再構築します。しきい値セグメンテーションをもう一度クリックし、気管マスクのしきい値範囲を調整します。マーキーセグメンテーションをクリックして、目的の領域を遠間と肺に制限し、マスク編集をクリックして気管と肺の間の接続を消去します。[領域が拡大]をクリックし、2D ビューアのいずれかのマスクの任意のポイントをクリックしてシードを選択します。結果として領域が拡大し、気管マスクがオブジェクトリストに表示されることを確認します。次に、[偵察]をクリックして 3D ビューアで 3D 気管を再構築し、対象領域をマスクとして保存します。対象領域の 3D 再構築の場合は、[エクスポート] をクリックして、3D モデルを標準の三角形言語ファイルとしてエクスポートし、建物のプラットフォームの中心にモデルを配置します。容器の中心線の接線を、プラットフォームの Z 軸に平行になるように、その端部に合わせます。サポートは、オーバーハングに自動的に生成されます。[スライス]をクリックして保存し、ステレオリソグラフィプリンタで適切な3D印刷パラメータを設定します。印刷後、ソフトウェアでスライスした輪郭を405ナノメートルの紫外線でスキャンし、感光樹脂を毎秒3メートルのスキャン速度で硬化させます。次に、手術前に、外科医に3Dプリントモデルを使用して、3Dモデルが生成された患者に対して詳細かつ正確な手術計画を立てるようにします。コロナ平面、横平面、および矢状平面からの画像を使用して、コンピュータ断層撮影と地理画像を3Dモデルに再構築することができます。これらの画像では、Y軸に沿った大間と気管の解剖学的関係が観察される。その開発後、この技術は、大動脈手術における血管異常を探求する3Dプリンティングの分野の研究者のための道を開きました。

Research

JoVE Journal

Medicine

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

三次元異<em&gt; in vitroで</em卵巣がんの発生と進行中に間質相互作用の上皮&gt;モデリング

Epithelial ovarian cancers (EOCs) are the leading cause of death from gynecological malignancy in Western societies. Despite advances in surgical ...

Three-dimensional Imaging of Nociceptive Intraepidermal Nerve Fibers in Human Skin Biopsies

人間の皮膚生検における侵害受容性表皮内神経線維の三次元イメージング

A punch biopsy of the skin is commonly used to quantify intraepidermal nerve fiber densities (IENFD) for the diagnosis of peripheral polyneuropathy 1,2. ...

Three Dimensional Cultures: A Tool To Study Normal Acinar Architecture vs. Malignant Transformation Of Breast Cells

三次元文化：乳細胞の悪性形質転換正常対腺房アーキテクチャを研究するためのツール

Invasive breast carcinomas are a group of malignant epithelial tumors characterized by the invasion of adjacent tissues and propensity to metastasize. The ...

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional (3D) Model

Quantification of Breast Cancer Cell Invasiveness Using a Three-dimensional 3D Model

3次元（3D）モデルを用いた乳癌細胞浸潤の定量化

It is now well known that the cellular and tissue microenvironment are critical regulators influencing tumor initiation and progression. Moreover, the ...

Three-dimensional Co-culture Model for Tumor-stromal Interaction

腫瘍間質相互作用のための三次元共培養モデル

Cancer progression (initiation, growth, invasion and metastasis) occurs through interactions between malignant cells and the surrounding tumor stromal ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

三次元（3D）腫瘍スフェロイド浸潤アッセイ

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Three-dimensional Alginate-bead Culture of Human Pituitary Adenoma Cells

ヒト下垂体腺腫細胞の三次元アルギン酸ビーズ文化

A three-dimensional culture method is described in which primary pituitary adenoma cells are grown in alginate beads. Alginate is a polymer derived from ...

Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty (PVP)

Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP

3次元印刷ガイドテンプレートアシスト経皮椎形成術(PVP)

Percutaneous vertebroplasty (PVP) is considered an effective treatment for the back pain caused by osteoporotic vertebral compression fracture. The ...

Multicolor 3D Printing of Complex Intracranial Tumors in Neurosurgery

脳神経外科における複雑頭蓋内腫瘍の多色3D印刷

Three-dimensional (3D) printing technologies offer the possibility of visualizing patient-specific pathologies in a physical model of correct dimensions. ...

Three-Dimensional Collagen Matrix Scaffold Implantation as a Liver Regeneration Strategy

肝再生戦略としての三次元コラーゲンマトリックス足場移植

Liver diseases are the leading cause of death worldwide. Excessive alcohol consumption, a high-fat diet, and hepatitis C virus infection promote fibrosis, ...