三维(3 d)印刷其他成像技术相比有明显优势,因为它可以代表体内解剖结构。程序在医学的复杂性增加了和成为微创,需要人体解剖学的现实表征正变得越来越重要。心脏是一个复杂的器官,阀门,钱伯斯和船只,尤其是在先天性心脏病,很难代表使用传统的成像技术。3 d打印技术可用于外科手术规划、患者教育、教学和学生。
创建一个3 d打印模型首先开始于3 d数据集通常通过计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和3 d超声心动图。这第一步叫做“分割”允许特定的心脏和血管成像信息从最初的原始数据中提取,是在医学数字成像和通信(DICOM)格式。不幸的是,DICOM文件不能利用3 d打印机。因此,他们必须被转换成标准镶嵌语言(STL)格式,将需要进一步的后处理优化表单打印(图1)。
各种3 d打印技术和材料都是可用的,其中一些适合心血管医学和手术的需要。最有用的是sterolithography、选择性激光烧结粘结剂喷射,保利射流技术、熔融沉积。
- 有限元代表了早期技术基于一层一层地photopolymerisation。这种技术揭示了透明或不透明的,但刚性打印输出,因此不适合在心血管医学的目的。
- 选择性激光烧结(SLS)认为是outclassing技术使用激光电源烧结粉末材料。这种技术使脆弱的心脏结构的3 d打印,如本地阀门。其传播仍然有限,由于生产成本高。
- 粘结剂喷射通过喷墨打印技术,创建工件粘结剂成粉末床的原料,提供了刚性和不透明的打印输出。可以印刷子结构,例如心室、心房和大型船舶在不同的颜色。
- PolyJet技术提供与dual-material打印输出结合光滑,柔软,透明材料与困难和不透明的组件。这种技术的优点是它的印刷能力病理学或植入物周围可见本地组织。
- 熔融沉积造型也被称为熔丝加工或塑料喷射印花利用融化热塑性材料一层一层地提供的材料变硬后立即从喷嘴挤压可以打开和关闭流。
类似于在纸上印刷,3 d打印存款少量的材料本身,使许多增长形式。时间来完成一个3 d印刷不同三个4不同的心脏或血管结构完整的心的一天。因为3 d打印技术是相对较新的成本仍相当大,通常在1000美元,但在很大程度上取决于设备的质量和体积的制度。
3 d打印技术可用于preprocedural制备复杂的介入程序。3 d打印技术带来的实实在在的好处已经被证明经导管主动脉瓣置换术(TAVR),经皮二尖瓣修复和设备房关闭通信。设备选择、大小的缺陷和固体结构以及一般3 d概念化清楚地显示在3 d模型。精确成像的病理,包括周围结构的解剖特征和空间关系是至关重要的选择最优方法和评估过程的结果。例如,高频消融手术治疗房颤使用3 d打印技术允许病人具体的优化(图2)重要的是包括优化导管选择可以测试前的3 d模型过程。同样,内科医生在实习时也可以实践和发展足够的技能在专用的3 d模型之前,将其转化为最优程序上的成就。
通过术前触觉和视觉体验,与3 d模型模拟手术的机会有成功的希望,一个巨大的未实现这项技术在医学的未来。还需要更多的研究来证明改进的安全性和更好的长期效果,并降低成本。然而,甚至降低医疗成本减少并发症的外科医生知道精确的解剖之前做一个切口可能会超过时间和费用的3 d模型做准备。未来该方法的观点源于标准化3 d成像和最优分割的印刷基板(即硬与软)3 d打印技术似乎是最有益的高度具体程序复杂的解剖结构。前瞻性多中心临床试验以及标准化所需的3 d建模来验证该方法的准确性和临床益处为了证明保险报销。
总之,3 d模型来源于传统的CT, MRI和超声心动图成像有助于心血管解剖复杂的个性化治疗。3 d打印技术为用户提供了操纵的能力模型和模拟和测试程序将如何执行和导管或设备如何回应这一独特的心血管解剖。虽然还需要更多的研究,3 d印刷有所有必要的元素来提供高质量的病人具体的治疗方法,利用视觉和触觉体验。随着3 d打印机越来越普及,预计它将集成到质量管理和支付系统的持续增长所必需的药品。
Bartel T,瑞瓦德,Jimenz城区CA,穆勒美国医学三维印刷开辟了新的机遇在心脏病和心脏手术。2017年欧洲心脏杂志》上,doi: 10.1093 / eurheart / ehx016
可应要求提供参考。
托马斯Bartel博士说“3 d打印在心脏病和心脏手术:新的机会的三维医学印刷会议定于2018年1月29日举行的阿拉伯世界卫生大会。
