Name: development and evaluation of 3d-printed cardiovascular phantoms for interventional planning and training
Uploaded: 2021-01-18T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training at JoVE.com

وقد تم دعم هذا المنشور من قبل مؤسسة القلب الألمانية/ المؤسسة الألمانية لأبحاث القلب.

ونظرت اللجنة الأخلاقية لدراسة لودفيغ ماكسيميليانس - جامعة مونشن في الموافقة الأخلاقية، وتم التنازل عنها بالنظر إلى أن مجموعات البيانات الإشعاعية المستخدمة في هذه الدراسة جمعت بأثر رجعي ولم يتم الكشف عن هويتها بالكامل.
يرجى الرجوع إلى إرشادات السلامة للتصوير بالرنين المغ?...

<ol>
	<li>Goetz, L. H., Schork, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Personalized+medicine:+motivation,+challenges,+and+progress.">Personalized medicine: motivation, challenges, and progress.</a> Fertility and Sterility. 109 (6), 952-963 (2018).</li><li>Gwin, W. R., Disis, M. L., Ruiz-Garcia, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immuno-Oncology+in+the+Era+of+Personalized+Medicine.">Immuno-Oncology in the Era of Personalized Medicine.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 1168, 117-129 (2019).</li><li>Spetzger, U., Frasca, M., K&#246;nig, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+planning,+manufacturing+and+implantation+of+an+individualized+cervical+fusion+titanium+cage+using+patient-specific+data.">Surgical planning, manufacturing and implantation of an individualized cervical fusion titanium cage using patient-specific data.</a> European Spine Journal. 25 (7), 2239-2246 (2016).</li><li>Gardner, S. J., Kim, J., Chetty, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modern+radiation+therapy+planning+and+delivery.">Modern radiation therapy planning and delivery.</a> Hematology/Oncology Clinics of North America. 33 (6), 947-962 (2019).</li><li>Haglin, J. M., 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=Patient-specific+orthopaedic+implants.">Patient-specific orthopaedic implants.</a> Orthopaedic surgery. 8 (4), 417-424 (2016).</li><li>Liaw, C. Y., Guvendiren, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+and+emerging+applications+of+3D+printing+in+medicine.">Current and emerging applications of 3D printing in medicine.</a> Biofabrication. 9 (2), 024102 (2017).</li><li>Pugliese, 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=The+clinical+use+of+3D+printing+in+surgery.">The clinical use of 3D printing in surgery.</a> Updates in Surgery. 70 (3), 381-388 (2018).</li><li>Kamalian, S., Lev, M. H., Gupta, R., Masdeu, J. C., Gonzalez, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Clinical Neurology. , 3-20 (2016).</li><li>B&#252;cking, T. M., 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=From+medical+imaging+data+to+3D+printed+anatomical+models.">From medical imaging data to 3D printed anatomical models.</a> PLoS One. 12 (5), 0178540 (2017).</li><li>Steinberg, E. L., Segev, E., Drexler, M., Ben-Tov, T., Nimrod, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preoperative+planning+of+orthopedic+procedures+using+digitalized+software+systems.">Preoperative planning of orthopedic procedures using digitalized software systems.</a> Israel Medical Association Journal. 18 (6), 354-358 (2016).</li><li>Hua, J., Aziz, S., Shum, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Virtual+surgical+planning+in+oral+and+maxillofacial+surgery.">Virtual surgical planning in oral and maxillofacial surgery.</a> Oral and Maxillofacial Surgery Clinics of North America. 31 (4), 519-530 (2019).</li><li>Schmauss, D., Haeberle, S., Hagl, C., Sodian, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+printing+in+cardiac+surgery+and+interventional+cardiology:+a+single-centre+experience.">Three-dimensional printing in cardiac surgery and interventional cardiology: a single-centre experience.</a> European Journal of Cardiothoracic Surgery. 47 (6), 1044-1052 (2015).</li><li>Smelt, J. L. C., 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=Operative+Planning+in+thoracic+surgery:+A+pilot+study+comparing+imaging+techniques+and+three-dimensional+printing.">Operative Planning in thoracic surgery: A pilot study comparing imaging techniques and three-dimensional printing.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 107 (2), 401-406 (2019).</li><li>Masaeli, R., Zandsalimi, K., Rasoulianboroujeni, M., Tayebi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+three-dimensional+printing+of+bone+substitutes.">Challenges in three-dimensional printing of bone substitutes.</a> Tissue Engineering Part B: Reviews. 25 (5), 387-397 (2019).</li><li>Rafiee, M., Farahani, R. D., Therriault, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-material+3D+and+4D+printing:+A+survey.">Multi-material 3D and 4D printing: A survey.</a> Advanced Science. 7 (12), 1902307 (2020).</li><li>Wang, S., 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=Development+and+testing+of+an+ultrasound-compatible+cardiac+phantom+for+interventional+procedure+simulation+using+direct+three-dimensional+printing.">Development and testing of an ultrasound-compatible cardiac phantom for interventional procedure simulation using direct three-dimensional printing.</a> 3D Printing and Additive Manufacturing. 7 (6), 269-278 (2020).</li><li>D'Souza, W. D., 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=Tissue+mimicking+materials+for+a+multi-imaging+modality+prostate+phantom.">Tissue mimicking materials for a multi-imaging modality prostate phantom.</a> Medical Physics. 28 (4), 688-700 (2001).</li><li>Tejo-Otero, A., Buj-Corral, I., Fenollosa-Art&#233;s, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+printing+in+medicine+for+preoperative+surgical+planning:+A+review.">3D printing in medicine for preoperative surgical planning: A review.</a> Annals of Biomedical Engineering. 48 (2), 536-555 (2020).</li><li>Rotman, O. M., 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=Realistic+vascular+replicator+for+TAVR+procedures.">Realistic vascular replicator for TAVR procedures.</a> Cardiovascular Engineering and Technology. 9 (3), 339-350 (2018).</li><li>Hussein, N., 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=Hands-on+surgical+simulation+in+congenital+heart+surgery:+Literature+review+and+future+perspective.">Hands-on surgical simulation in congenital heart surgery: Literature review and future perspective.</a> Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery. 32 (1), 98-105 (2020).</li><li>Fedorov, A., 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=3D+slicer+as+an+image+computing+platform+for+the+quantitative+imaging+network.">3D slicer as an image computing platform for the quantitative imaging network.</a> Magnetic resonance imaging. 30 (9), 1323-1341 (2012).</li><li>Katsura, M., Sato, J., Akahane, M., Kunimatsu, A., Abe, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+and+novel+techniques+for+metal+artifact+reduction+at+ct:+practical+guide+for+radiologists.">Current and novel techniques for metal artifact reduction at ct: practical guide for radiologists.</a> Radiographics. 38 (2), 450-461 (2018).</li><li>P&#233;pin, A., Daouk, J., Bailly, P., Hapdey, S., Meyer, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+respiratory+motion+in+PET/computed+tomography:+the+state+of+the+art.">Management of respiratory motion in PET/computed tomography: the state of the art.</a> Nuclear Medicine Communications. 35 (2), 113-122 (2014).</li><li>Scott, A. D., Keegan, J., Firmin, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+in+cardiovascular+MR+imaging.">Motion in cardiovascular MR imaging.</a> Radiology. 250 (2), 331-351 (2009).</li></ol>

يسمح سير العمل المقدم بإنشاء نماذج فردية وبالتالي إجراء تخطيط العلاج قبل التدخل ، بالإضافة إلى تدريب الأطباء على التشريح الفردي. ولتحقيق ذلك، يمكن استخدام البيانات الطبوغرافية الخاصة بالمريض للتجزئة والطباعة ثلاثية الأبعاد للأشباح القلبية الوعائية المرنة. من خلال تنفيذ هذه النماذج الم...

تكتسب العلاجات الفردية أهمية متزايدة في الممارسة السريرية الحديثة. أساسا، يمكن تصنيفها في مجموعتين: النهج الوراثية والمورفولوجية. بالنسبة للعلاجات الفردية المستندة إلى الحمض النووي الشخصي الفريد ، إما تسلسل الجينوم أو التحديد الكمي لمستويات التعبير الجيني ضروري1. يمكن للمرء أن يجد هذه الأساليب في علم الأورام، على سبيل المثال، أو في علاج اضطراب التمثيل الغذائي2. يلعب المورفولوجيا الفريدة (أي التشريح) لكل فرد دورا مهما في الطب التدخلي والجراحي والأطراف الاصطناعية. يمثل تطوير الأطراف الاصطناعية الفردية وتخطيط العلاج قبل التدخل / المنطوق التركيزات المركزية لمجموعات البحث اليوم3و4و5.
تأتي من إنتاج النموذج الصناعي ، والطباعة ثلاثية الأبعاد مثالية لهذا المجال من الطب الشخصي6. تصنف الطباعة ثلاثية الأبعاد كطريقة تصنيع مضافة وعادة ما تستند إلى ترسب طبقة بطبقة من المواد. في الوقت الحاضر، تتوفر مجموعة واسعة من الطابعات ثلاثية الأبعاد مع تقنيات الطباعة المختلفة، مما يتيح معالجة المواد البوليمرية أو البيولوجية أو المعدنية. نظرا لزيادة سرعات الطباعة فضلا عن التوافر المستمر على نطاق واسع للطابعات ثلاثية الأبعاد ، أصبحت تكاليف التصنيع أقل تكلفة تدريجيا. لذلك ، أصبح استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للتخطيط قبل التدخل في الروتين اليومي ممكنا اقتصاديا7.
كان الهدف من هذه الدراسة هو إنشاء طريقة لتوليد أشباح خاصة بالمرضى أو أمراض محددة ، قابلة للاستخدام في تخطيط العلاج الفردي في طب القلب والأوعية الدموية. يجب أن تكون هذه الأشباح متوافقة مع طرق التصوير الشائعة ، وكذلك مع النهج العلاجية المختلفة. وكان الهدف الثاني هو استخدام التشريحات الفردية كنماذج تدريبية للأطباء.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3-matic</td>
			<td>Materialise AB</td>
			<td></td>
			<td>Software Version 15.0 - Commercial 3D-Modeling Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Affiniti 50</td>
			<td>Philips Medical Systems GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Ultrasonic Imaging System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agilista W3200</td>
			<td>Keyence Co.</td>
			<td></td>
			<td>Polyjet 3D-Printer with a spatial resolution of 30&#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AR-G1L</td>
			<td>Keyence Co.</td>
			<td></td>
			<td>flexible 3D-Printing material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artis Zee</td>
			<td>Siemens Healthcare GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Angiographic X-ray Scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cvi42</td>
			<td>CCI Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Software Version 5.12 - 4D Flow Analysis Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diagnostic Catheter, Multipurpose MPA 2</td>
			<td>Cordis, A Cardinal Health company</td>
			<td></td>
			<td>Catheter for pediatric training models, Sizes 4F for infants and 5F for children, young adults</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excor Ventricular Assist Device</td>
			<td>Berlin Heart GmbH</td>
			<td></td>
			<td>80 -100ml stroke volume</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imeron 400 Contrast Agent</td>
			<td>Bracco Imaging</td>
			<td></td>
			<td>CT - Contrast Agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IntroGuide F</td>
			<td>Angiokard Medizintechnik GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Guidewire with J-tip; diameter: 0.035&#34; length: 220cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lunderquist Guidewire</td>
			<td>Cook Medical Inc.</td>
			<td></td>
			<td>(T)EVAR interventional guidewire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAGNETOM Aera</td>
			<td>Siemens Healthcare GmbH</td>
			<td></td>
			<td>MRI Scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnevist Contrast Agent</td>
			<td>Bayer Vital GmbH</td>
			<td></td>
			<td>MRI - Contrast Agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mimics</td>
			<td>Materialise AB</td>
			<td></td>
			<td>Software Version 23.0 - Commercial Segmentation Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modeling Studio</td>
			<td>Keyence Co.</td>
			<td></td>
			<td>3D-Printer Slicing Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC tubing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radifocus Guide Wire M</td>
			<td>Terumo Europe NV</td>
			<td></td>
			<td>Straight guidewire; diameter: 0.035&#34; length: 260cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Really useful box 9L</td>
			<td>Really useful products Ltd.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotigarose - Standard Agar</td>
			<td>Carl Roth GmbH</td>
			<td>3810.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks</td>
			<td>Dassault Systemes SE</td>
			<td></td>
			<td>Software Version 2019-2020; CAD Design Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SOMATOM Force</td>
			<td>Siemens Healthcare GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Computed Tomography Scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syngo via</td>
			<td>Siemens Healthcare GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Radiological Imaging Software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

development and evaluation of 3d-printed cardiovascular phantoms for interventional planning and training

التدخلات القائمة على القسطرة هي خيارات العلاج القياسية لأمراض القلب والأوعية الدموية. ولذلك، يمكن أن تساعد النماذج الخاصة بالمرضى في تدريب المهارات السلكية للأطباء وكذلك تحسين تخطيط الإجراءات التدخلية. كان الهدف من هذه الدراسة هو تطوير عملية تصنيع نماذج مطبوعة ثلاثية الأبعاد خاصة بالمرضى للتدخلات القلبية الوعائية.
لإنشاء شبح مرن مطبوع ثلاثي الأبعاد ، تمت مقارنة مواد طباعة ثلاثية الأبعاد مختلفة بالأنسجة البيولوجية البورسينية (أي الأنسجة الأبهرية) من حيث الخصائص الميكانيكية. وقد اختيرت مادة مناسبة استنادا إلى اختبارات الشد المقارنة وحددت سماكة مواد محددة. تم جمع مجموعات بيانات CT المعززة بالتباين مجهولة المصدر بأثر رجعي. تم استخراج نماذج الحجم الخاصة بالمرضى من مجموعات البيانات هذه ثم طباعتها ثلاثية الأبعاد. تم بناء حلقة تدفق نابض لمحاكاة تدفق الدم داخل الألومنيوم أثناء التدخلات. تم تقييم مدى ملاءمة النماذج للتصوير السريري من خلال التصوير بالأشعة السينية والتصوير المقطعي والتصوير بالرنين المغناطيسي 4D والتصوير فوقسونوغرافيا (دوبلر). واستخدمت وسيلة التباين لتعزيز الرؤية في التصوير بالأشعة السينية. تم تطبيق تقنيات القسطرة المختلفة لتقييم الأشباح المطبوعة ثلاثية الأبعاد في تدريب الأطباء وكذلك لتخطيط العلاج قبل التدخل.
وأظهرت النماذج المطبوعة دقة طباعة عالية (~ 30 ميكرومتر) وكانت الخصائص الميكانيكية للمواد المختارة مماثلة للميكانيكا الحيوية الفسيولوجية. وأظهرت النماذج المادية والرقمية دقة تشريحية عالية بالمقارنة مع مجموعة البيانات الإشعاعية الأساسية. كانت النماذج المطبوعة مناسبة للتصوير بالموجات فوق الصوتية وكذلك الأشعة السينية القياسية. عرض التصوير فوق السونوغرافيا دوبلر والتصوير بالرنين المغناطيسي 4D أنماط التدفق والخصائص البارزة (أي الاضطراب، والإجهاد القص الجدار) مطابقة البيانات الأصلية. في بيئة مختبرية تعتمد على القسطرة، كان من السهل قسطرة الأشباح الخاصة بالمريض. كان من الممكن التخطيط للعلاج وتدريب الإجراءات التدخلية على التشريحات الصعبة (مثل أمراض القلب الخلقية( CHD).
كانت الأشباح القلبية الوعائية المرنة الخاصة بالمريض مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، وكان من الممكن تطبيق تقنيات التصوير السريري الشائعة. هذه العملية الجديدة مثالية كأداة تدريبية للتدخلات القائمة على القسطرة (الكهربية) ويمكن استخدامها في تخطيط العلاج الخاص بالمرضى.

تركز النتائج التمثيلية الموصوفة على عدد قليل من هياكل القلب والأوعية الدموية المستخدمة عادة في التخطيط أو التدريب أو إعدادات الاختبار. تم إنشاء هذه باستخدام مجموعات بيانات CT-منشط الذهن مع ST من 1.0 مم وحجم voxel من 1.0 mm³. تم تعيين سمك جدار نماذج تمدد الأوعية الدموية الأبهري في ...

Watch this Scientific Journal Video about Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training at JoVE.com

Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training

هنا نقدم تطوير إعداد الدورة الدموية وهمية لتقييم العلاج متعدد الوسائط، والتخطيط قبل التدخل، وتدريب الأطباء على تشريح القلب والأوعية الدموية. مع تطبيق المسح المقطعي للمريض محددة، وهذا الإعداد مثالية للنهج العلاجية، والتدريب، والتعليم في الطب الفردي.

تطوير وتقييم الأشباح القلبية الوعائية المطبوعة ثلاثية الأبعاد للتخطيط والتدريب التدخلي

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training ...

تسمح الطريقة المقدمة بإنشاء نماذج تشريحية خاصة بمرضى القلب والأوعية الدموية للاختبار في المختبر ، والتدريس ، والتخطيط للإجراءات. تقدم هذه الطريقة نهجا موحدا لإنشاء نماذج تشريحية فردية قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد استنادا إلى مجموعات البيانات الإشعاعية التي يمكن تضمينها بسهولة في حلقات التدفق أو إعدادات التدريب. في حين أن هذا النهج النمذجة يركز على نظام القلب والأوعية الدموية، فإنه يمكن نقلها إلى هياكل تشريحية أخرى.نوعية مجموعة البيانات الإشعاعية لها تأثير كبير على الصعوبات التي تواجهها أثناء النمذجة. بالنسبة للنماذج الأولى، استخدم مجموعة بيانات مع الحد الأدنى من القطع الأثرية للحركة ودقة مكانية عالية. للبدء، حدد مجموعة من قيم وحدة هونسفيلد عن طريق فتح أداة العتبة مما أدى إلى قناع مشترك من حجم الدم المحسن التباين وهياكل العظام.إزالة كافة أجزاء العظام غير المرغوب فيها في النموذج 3D النهائي باستخدام أداة قناع سبليت، والتي تمكن من وضع علامات وفصل مناطق متعددة في شرائح عموما على أساس القيم هونسفيلد والموقع. بعد هذا الانفصال، تأكد من بقاء قناع يحتوي على حجم الدم المعزز على النقيض. ويمكن القيام بذلك عن طريق التمرير عبر المستويات التاجية والموجزية ومطابقة القناع الذي تم إنشاؤه مع مجموعة البيانات الأساسية.من هذا القناع، حساب نموذج سطح مضلع ثلاثي الأبعاد المقدمة. انقر فوق أداة التجانس المحلي لضبط سطح الطراز المقسم يدويا ومحليا. ركز على إزالة الأشكال المضلعة الخشنة، والقمم المفردة، والحواف الخشنة التي تم إنشاؤها بواسطة عمليات التشذيب السابقة.للسماح بالاتصال اللاحق للنموذج بحلقة تدفق، قم بتضمين أجزاء أنبوبية ذات أقطار محددة تم تعديلها وفقا لموصلات الخرطوم وأقطار الأنبوب المتاحة. لوضع طائرة datum موازية لفتح المقطع العرضي للسفن، حدد الأداة، إنشاء الطائرة Datum، واستخدام مسبقا 3 نقطة الطائرة. بعد ذلك ، انقر على ثلاث نقاط متباعدة على قدم المساواة على المقطع العرضي للسفينة لإنشاء الطائرة.إدخال إزاحة 10 ملليمترات في إطار الأمر وتأكيد العملية. حدد أداة رسم رسم من القائمة واختر مستوى datum الذي تم إنشاؤه مسبقا كموقع للرسم. في الرسم، ضع دائرة تقريبا على الخط الأوسط للسفينة وحدد قيد نصف القطر ليطابق القطر الخارجي لموصل الخرطوم.من رسم تم إنشاؤه، استخدم أداة البثق لإنشاء اسطوانة بطول 10 ملليمترات. توجيه البثق للابتعاد عن فتح السفينة لخلق مسافة بين اسطوانة والسفينة المقطع العرضي من 10 ملليمترات. ثم استخدم أداة Loft لإنشاء اتصال بين نهاية السفينة والأسطوانة المحددة هندسيا.ضمان انتقال سلس بين المقاطع العرضية اثنين، وبالتالي تجنب الاضطراب وانخفاض تدفق المناطق في نموذج تدفق 3D النهائي. وأخيرا، استخدم أداة Hollow لجعل مساحة الدم مجوفة في إطار الأمر، ووضع سمك الجدار المطلوب وتعيين اتجاه عملية التجويف للتحرك إلى الخارج. تأكيد التحديد لتنفيذ عملية التجويف.بعد تحميل ملف الطباعة من برنامج التقطيع إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد، تأكد من أن كمية مواد الطباعة ومواد الدعم في خراطيش الطابعة كافية للطراز ثلاثي الأبعاد وبدء الطباعة. بعد عملية الطباعة، قم بإزالة مواد الدعم من الطراز النهائي. أولا، قم بإزالة مواد الدعم يدويا عن طريق الضغط برفق على الطراز.وضع النموذج على الحوض, ومن ثم تزج في الماء أو المذيبات المعنية بعد إزالة الغطاء. جفف النموذج في حاضنة تم تعيينها إلى 40 درجة مئوية بين عشية وضحاها. في اليوم التالي، تضمين النموذج في 1٪agar.استخدم صندوق بلاستيكي بهوامش جانبية لا تقل عن سنتيمترين حول النموذج وحفر ثقوب في الجدران للسماح بتوصيل الأنابيب من الأوعية إلى المضخة والخزان. يضاف أغار إلى الماء ويغلى. بعد تحريك الخليط، اتركيه يبرد لمدة خمس دقائق واسكبيه في الصندوق لإنشاء سرير لا يقل ارتفاعه عن سنتيمترين.بينما مجموعات السرير أجار، ربط النموذج إلى أنبوب PVC غير متوافقة باستخدام موصلات خرطوم التجارية في كل افتتاح. استخدم روابط الرمز البريدي لإصلاح الاتصال بين موصلات الخرطوم والطراز ثلاثي الأبعاد والتأكد من عدم وجود تسرب للسائل. توجيه أنابيب PVC من خلال ثقوب حفر في المربع، ثم وضع النموذج على رأس السرير أجار مجموعة.لمنع تسرب أجار من هذه الثقوب، استخدم الطين النمذجة للحرارة لختم عليه. بعد ذلك، قم بتعبئة المربع بأجار وقم بتغطية النموذج بإضافة طبقة سنتيمترين في الأعلى. السماح للأجار لتبرد تماما وتعيين لمدة ساعة في درجة حرارة الغرفة.حرض البطين باستخدام مضخة مكبس بحجم سكتة دماغية من 120 إلى 150 ملليلتر. للتصوير المقطعي، ضع حلقة التدفق بأكملها داخل الماسح الضوئي CT مع وحدة محرك الأقراص التي تقف بالقرب من المكان. قم بتوصيل مضخة عامل التباين مباشرة بخزان حلقة التدفق بحيث يمكن محاكاة فيضان النموذج مع عامل التباين أثناء المسح الضوئي.هذا مفيد بشكل خاص لتصور أمراض الأوعية الدموية. إجراء CT كمسح حيوي عبر النموذج بأكمله لتصور تدفق عامل التباين. حقن 100 ملليلتر من عامل تباين iodinated مخففة 1-10 في خزان النموذج بسرعة أربعة ملليلتر في الثانية الواحدة.بدء المسح باستخدام بولوس اثار في أنبوب الرائدة مع عتبة وحدة 100 هونسفيلد في تأخير أربع ثوان. لأداء السونوغرافيا، وضع كمية صغيرة من هلام بالموجات فوق الصوتية على رأس كتلة أجار للحد من القطع الأثرية. بدء تشغيل المضخة واستخدام رئيس بالموجات فوق الصوتية لتحديد موقع الهيكل التشريحي للاهتمام.استخدم وضع الصدى 2D لتقييم حركة المنشورات وكذلك سلوك فتح الصمام وإغلاقه. استخدم اللون دوبلر لتقييم تدفق الدم عبر الصمام و دوبلر الطيفي لتحديد سرعة التدفق بعد صمام القلب. أدخل منفذ وصول إلى أنبوب PVC أسفل النموذج ثلاثي الأبعاد مباشرة للسماح بالوصول الأسهل للتشريح باستخدام قسطرة قلبية أو سلك إرشادي.بعد بدء تشغيل حلقة التدفق، تحقق من وجود تسرب عند نقطة مدخل الميناء. إذا لزم الأمر، استخدم لاصق مكونين لختم الفتحة. ضع النموذج ثلاثي الأبعاد على طاولة المريض تحت أذرع C لجهاز الأشعة السينية.استخدم التصوير بالأشعة السينية لتوجيه القسطرة وتوجيه الأسلاك عبر الهيكل التشريحي. بالنسبة للتصوير بالرنين المغناطيسي رباعي الأبعاد، استخدم ماسح Tesla 1.5 وتأكد من أن بروتوكول الاستحواذ يتكون من MRA محسن غير متناقض في تسلسل التدفق رباعي الأبعاد. الحصول على مجموعة بيانات متساوية الخواص مع 25 مراحل في سمك شريحة من 1.2 ملليمتر.تعيين ترميز السرعة في 100 سنتيمتر في الثانية الواحدة. قم بإجراء تحليل صورة التدفق 4D باستخدام برنامج متاح تجاريا. أولا، استيراد مجموعة بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي 4D عن طريق تحديده من محرك أقراص فلاش، ثم إجراء تصحيح الإزاحة شبه الآلي وتصحيح الاسم المستعار لتحسين جودة الصورة.سيتم تتبع خط الوسط للسفينة تلقائيا ، وينتزع البرنامج حجم 3D. وأخيرا، قم بإجراء تحليل كمي لمعلمات التدفق بالنقر فوق علامات التبويب الفردية في إطار التحليل. يمكن تصور تصور تدفق التصور ، والتصور خط المسار ، وتدفق ناقلات دون مزيد من المدخلات.لتحديد كمي للضغط والضغط الجدار القص في علامة التبويب ممثل، ضع طائرتين عن طريق النقر على زر إضافة الطائرة. نقل الطائرات إلى عائد الاستثمار عن طريق سحبها على طول خط الوسط بحيث يتم وضع طائرة واحدة في بداية العائد على الاستثمار وواحدة في النهاية. سيتم تصور انخفاض الضغط عبر عائد الاستثمار والإجهاد القص الجداري وقياسه كميا في الرسم التخطيطي بجوار النموذج ثلاثي الأبعاد.تقدم النماذج المطبوعة ثلاثية الأبعاد المقدمة مجموعة واسعة من الاحتمالات في التصوير المقطعي. يمكن تمييز المواد المطبوعة بسهولة عن أجار المحيطة بها والغرسات المعدنية المحتملة. لذلك، استخدام عامل تباين عادة غير مطلوب، باستثناء إنشاء تسلسلات التصوير الديناميكي.عند استخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية ، من الممكن التمييز بين جدار النموذج ، وأجار المحيطة بها ، والأشياء الديناميكية الرقيقة مثل منشورات صمام القلب. توفر طبقة أجار الموجودة أعلى النموذج ملاحظات واقعية أثناء عملية المسح الضوئي. يقدم تحليل التدفق داخل حلقة التدفق مجموعة واسعة من التطبيقات الممكنة والتصوير قبل التدخل.يتيح تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي 4D تصور تدفق السوائل والاضطرابات والإجهاد القص الجداري داخل النموذج المطبوع ثلاثي الأبعاد ، مما يجعل من الممكن تحليل أنماط التدفق بعد صمامات القلب الاصطناعية. يمكن نقل سير العمل هذا إلى إجراءات طبية تدخلية مختلفة لأغراض التدريب أو التخطيط. تسمح هذه التقنية بإجراء فحص في المختبر عن كثب لسلوك التدفق في الأوعية القلبية الوعائية الكبيرة وتوفر إمكانات كبيرة لتخطيط العلاج الفردي.

Research

JoVE Journal

Medicine

Renal Capsule Xenografting and Subcutaneous Pellet Implantation for the Evaluation of Prostate Carcinogenesis and Benign Prostatic Hyperplasia

كبسولة الكلوي Xenografting وتحت الجلد بيليه الزرع لتقييم البروستات التسرطن وتضخم البروستاتا الحميد

New therapies for two common prostate diseases,  prostate cancer (PrCa) and benign prostatic hyperplasia (BPH), depend  critically on experiments ...

Dual-phase Cone-beam Computed Tomography to See, Reach, and Treat Hepatocellular Carcinoma during Drug-eluting Beads Transarterial Chemo-embolization

The advent of cone-beam computed tomography (CBCT) in the angiography suite has been revolutionary in interventional radiology. CBCT offers 3 ...

Inducing Myointimal Hyperplasia Versus Atherosclerosis in Mice: An Introduction of Two Valid Models

حمل عضلية للبطانة الشريانية الحميد مقابل تصلب الشرايين في فئران: مقدمة من اثنين من نماذج صالحة

Various in vivo laboratory rodent models for the induction of artery stenosis have been established to mimic diseases that include arterial plaque ...

A Multicenter MRI Protocol for the Evaluation and Quantification of Deep Vein Thrombosis

بروتوكول MRI متعددة المراكز لتقييم النوعي والكمي للجلطة

We evaluated a magnetic resonance venography (MRV) approach with gadofosveset to quantify total thrombus volume changes as the principal criterion for ...

Lung Fixation under Constant Pressure for Evaluation of Emphysema in Mice

تثبيت الرئة تحت الضغط المستمر لتقييم انتفاخ الرئة في الفئران

Emphysema is a significant feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Studies involving an emphysematous mouse model require optimal lung ...

Transaxillary First Rib Resection for Treatment of the Thoracic Outlet Syndrome

استئصال الضلع الأول عبر الإبط لعلاج متلازمة مخرج الصدر

Thoracic outlet syndrome (TOS) is a common disorder that causes a significant loss of productivity. The transaxillary first rib resection (TFRR) protocol ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

تقييم الأورام الدموية الغازية لنظام البطين الأيمن وفرط ضغط الدم الرئوي الناجم عن نقص الأكسجين في الفئران

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

Novel Percutaneous Approach for Deployment of 3D Printed Coronary Stenosis Implants in Swine Models of Ischemic Heart Disease

رواية عن طريق الجلد نهج لنشر 3D المطبوعة يزرع تضيق الشريان التاجي في نماذج الخنازير من أمراض القلب الإقفارية

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally ...

Direct Drug Delivery to Kidney via the Renal Artery

توصيل الأدوية مباشرة إلى الكلى عبر الشريان الكلوي

There is a need for directed injections to enable increased and specific renal exposure for efficient evaluation of drug targets in the renal research ...

Interventional Diagnostic Procedure: A Practical Guide for the Assessment of Coronary Vascular Function

إجراء التشخيص التدخلي: دليل عملي لتقييم وظيفة الأوعية الدموية التاجية

Approximately 40% of patients undergoing invasive coronary angiography for investigation of angina are found to have no obstructive coronary artery ...