Name: three-dimensional printing of a complex aortic anomaly
Uploaded: 2018-11-01T13:30:00
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Os autores reconhecem a financiamento nacional Natural Science Foundation da China (n. º 81771971), Shanghai Pujiang programa (n º 14PJD008 e 17PJ1401500), "Chen Guang" projeto apoiado pela Comissão de educação Municipal de Shanghai e educação de Xangai Fundação para o desenvolvimento (n º 14 CG 06), Fundação de ciências naturais de Shanghai (n º s 17411962800 e 17ZR1432900) e ciência e tecnologia Comissão de município de Shanghai (17JC1400200). W.Z. reconhece financiamento do Nacional Natural Science Foundation da China (31501555 e 81772007 e 21734003), o programa chinês de 1000 jovens talentos, a Comissão de educação do município de Shanghai (Young Oriental Professorship Award) e da ciência e Comissão de tecnologia do município de Shanghai (17JC1400200 e 16391903900).

O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de ética da Universidade de Fudan Zhongshan Hospital (B2016-142R) e todos os participantes deram seu consentimento.
1. diagnóstico da anomalia aórtica por sintomas e aquisição de dados de imagem
<ol><li>Identifica pacientes que apresentam sintomas como dor no peito, disfagia ou uma diferença de pressão arterial dos membros superiores em clínica ambulatorial. Exclua os pacientes que podem ser intolerantes da operação.</li>
	<li>Realize ang...

<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>

Anomalias aórtica congênitas compreendem um espectro raro de doenças cardiovasculares, que mostram frequentemente complexas anomalias da aorta. Imagiologia médica, tais como TC e RM, são necessários para elucidar o complexo arco aórtico anomalias, o anormal de ramificação padrão, sua relação com a traqueia e o esôfago e outros associados a patologias. Tanto a TC e RM angiografia pode fornecer informações de 2-D de localização de embarcações da aorta. Com reconstrução 3D digital de imagem 2-D, a rela?...

Anomalias da aorta congênitas são extremamente raras malformações congênitas do sistema de arco aórtico. Eles podem ser diagnosticados por análise de imagem ou avaliação de entidades como disfagia ou subclávia roubar1. Em cenários clínicos, é importante identificar a anomalia anatômica no confinado espaço cirúrgico que limitou a visualização durante a cirurgia,2,3. Atualmente, convencional planar bidimensional (2D) imagem, como tomografia computadorizada (CT) e ressonância magnética (MRI), geralmente são apresentados aos cirurgiões antes da cirurgia. No entanto, é difícil para os cirurgiões para a anomalia baseada a imagem 2-D da imagem. Consequentemente, eles poderiam dificuldades imprevisíveis ao tentar separar os vasos complexos da aorta durante a cirurgia. Danos imprevisíveis para o navio, a traqueia e o esôfago podem ocorrer e resultar em resultados desastrosos.
Na última década, modelagem de imagens 3-d tem sido usada em cirurgia cardíaca para ajudar cirurgiões a entender o complexo anomalia anatômica4,5,6,7. Tecnologia de impressão tridimensional (3D) pode ajudar a converter os dados de modelagem em um modelo físico. Comparado com a reconstrução digital, modelos físicos impressos em 3D poderiam apresentar uma melhor compreensão dos detalhes anatômicos e proporcionar uma visão intuitiva da malformação. Para cirurgia aórtica anomalia, o impresso modelo 3-d intuitiva é significativo porque má compreensão dos locais da aorta pode ser desastroso para os pacientes. Durante a cirurgia, qualquer erro pode levar a hemorragia imprevisível e lesão. Usando os modelos de impressos, os cirurgiões podem entender completamente as relações espaciais dos ramos da aorta. Durante a cirurgia, os cirurgiões também podem executar em tempo real revisão dos modelos 3-d para evitar a confusão entre os locais de complexos vasculares.
Aqui, apresentamos um protocolo para aplicar 3D modelos impressos para planejamento pré-operatório e intra-operatório orientação ao lidar com doenças congênitas da aorta. Divertículo de Kommerell, um tipo de anomalia aórtica congênita complexa, foi selecionado como um estudo de caso. As etapas incluem diagnóstico baseado na angiografia computadorizada (CTA) de imagem, particionamento de regiões de interesse, construção de modelos 3-d, planejamento cirúrgico pré-operatório e revendo intra-operatória de modelos impressos em 3D8. Esta estratégia de impressão 3-d pode reduzir substancialmente o risco de lesões no tecido imprevisíveis durante a cirurgia.

<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

Anomalias aórtica congênitas complexas incluem diversos tipos de malformações que podem ser clinicamente assintomática ou com sintomas respiratórios ou Esofágicos. Estas anomalias podem estar associadas a outras doenças congênitas do coração. É difícil identificar a localização do navio anatômica exata de dados de imagens bidimensionais, tais como a tomografia computadorizada. Como um método de fabricação aditiva, tridimensional (3D) impressão pode secreta os dados de imagem adquiridas em 3-d modelos físicos. Este protocolo descreve o procedimento para modelagem a DICOM volumétrica de imagens em 3-d dados e imprimi-la como um modelo 3D anatomicamente realista. Usando este modelo, cirurgiões podem identificar a localização do navio do complexas anomalias da aorta, que é útil para o planejamento pré-operatório e orientação intra-operatória.

Aquisição de imagens de angiografia CT, modelagem digital e impressão 3-d foram todas feitas em um hospital. Duas horas foram gastas para obter o modelo 3-d da imagem CT angiografia pronto para a impressão em 3D. Usando o procedimento e impressora 3-d aqui, um modelo físico em 3D do paciente específico pode ser enviado aos médicos rapidamente e a decisão cirúrgica pode ser feita em tempo. O trabalho de aquisição de dados de CT angiografia a impressão 3-d foi mostrado na <stron...

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Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

Aqui, apresentamos um protocolo para usar três dimensionais modelos de impressos para planejamento pré-operatório e reorganização intra-operatória de complicado vasculares locais ao manusear uma anomalia congênita da aorta.

Impressão tridimensional de uma anomalia complexa da aorta

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

Este método pode ajudar a responder perguntas-chave no complexo campo de anomalias aorta sobre a câmera DICOM. A principal vantagem dessa técnica é que o modelo impresso em 3D pode reduzir o risco de lesão tecidual imprevisível durante a complexa cirurgia aórtica. Para a segmentação de uma região de interesse importe todas as imagens computadas de tomografia e geografia para o software em formato DICOM e clique duas vezes para abrir o caso do paciente dentro da biblioteca de casos.Selecione a série DICOM e clique no modelo de reconhecimento para abrir a página de reconstrução do modelo. Tenha um engenheiro e uma equipe de cirurgiões cardíacos revisando os dados brutos formatados do DICOM para identificar as principais características anatômicas e regiões de interesse. Para segmentar a região, clique na segmentação do limiar e ajuste o intervalo de limiar para a máscara vascular.Clique em confirmar para gerar a máscara vascular dentro da lista de objetos e clique em recon para reconstruir a máscara vascular 3D dentro do visualizador 3D. Clique novamente na segmentação do limiar e ajuste o intervalo de limiar para a máscara de traqueia. Clique na segmentação do letreiro para limitar a região de interesse ao mediastino e ao pulmão e clique na edição da máscara para apagar a conexão entre a traqueia e o pulmão.Clique na região crescer e clique em qualquer ponto da máscara em qualquer um dos espectadores 2D para selecionar uma semente. Confirme que a região cresce como resultado e que a máscara de traqueia aparecerá na lista de objetos. Em seguida, clique em recon para reconstruir a traqueia 3D no visualizador 3D e salvar a região de interesse como uma máscara.Para reconstrução 3D da região de interesse clique em exportar o modelo 3D como um arquivo de linguagem triângulo padrão e posicionar o modelo no centro da plataforma de construção. Alinhe a tangente da linha central do navio em sua extremidade de modo que seja paralela ao eixo Z da plataforma. Os suportes serão gerados automaticamente para as saliências.Clique em fatiar e salvar e defina os parâmetros de impressão 3D apropriados em uma impressora estereolitográfica. Após a impressão, escaneie os contornos fatiados pelo software com luz ultravioleta de 405 nanômetros para endurecer a resina fotossensível a uma taxa de varredura de três metros por segundo. Em seguida, antes da cirurgia, os cirurgiões utilizem o modelo impresso em 3D para fazer planos cirúrgicos detalhados e precisos para o paciente a partir do qual o modelo 3D foi gerado.Usando imagens do plano coronal, do plano transverso e do plano sagital, a tomografia computadorizada e a imagem geografia podem ser reconstruídas em um modelo 3D como demonstrado. Nessas imagens, pode-se observar a relação anatômica entre a aorta e a traqueia ao longo do eixo Y. Após seu desenvolvimento, essa tecnologia abriu caminho para pesquisadores da área de impressão 3D explorarem anomalias vasculares em cirurgia aórtica.

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