脑动脉瘤手术成功率 风趣的 3D 打印脑动脉瘤模型

健康
网络
2019年04月09日 05:02

得益于神经外科模仿设备的开展,越来越多的神经外科医师意识到具有这样一个可操练渠道的重要性。它不仅可消除尸身操作操练的许多坏处、下降贵重的本钱,也相同可提高外科操作的熟练度。

尽管血管内医治动脉瘤早已成为优先挑选,但并不代表外科夹结束会议过期。关于神经外科医师来说,通晓介入和开颅,能为患者供给最优的医治挑选才是最好的。但是开颅夹闭手术量锐减这一实际,对年青住院医师的训练并不是什么功德。

美国巴罗神经研究所的 Justin R. Ryan 等就为树立一个可模仿外科夹闭的动脉瘤医学模型费尽了心思:怎样能让这个模型既包含传神的颅骨,脑安排,又能包含形状多样化的动脉瘤呢?作者想到了 3D 打印及相关技能。那么模型详细是怎样做出来的呢?咱们一起来看下这篇于 2016 年 4 月宣布在 World Neurosurgy 上的文章

血管模型

作者经过 Mimics 软件将 9 例动脉瘤患者 CTA 数据组成为核算模型并进行网格区分,重建出 9 个三维网格曲面,导入 Geomagic 软件,组成含有 9 例患者悉数动脉瘤的单个 Willis 环核算模型(图 1)。3D 血管打印可打印出直径大于 1 mm 的分支血管,固头绪膜前动脉、Huebner 回返动脉、眼动脉及颞前动脉也被重建入模型。


图 1 A:核算机重建出含 9 个来自于不同患者动脉瘤的血管模型;B:行将进行 3D 打印的动脉瘤中空外壳

3D 打印的血管壁最小厚度可达 0.45 mm,一起为削减本钱,血管结构被分为可替换部位(含动脉瘤的血管段)和中心部位(不含动脉瘤的血管段,无需短期内替换)。

接下来就是打印了,作者运用的是 Stratasys 公司出产的 Objet500 Connex 多资料打印机,资料是邵氏硬度 A27 的光致聚合物,并将其浸泡成赤色。

大脑模型 

作者将正常人头颅核磁共振印象导入 Mimics 软件并进行网格区分,取得外表网格后再导入 Geomagics 软件,并将其分为六部分:左额顶叶、右额顶叶、左颞叶和枕叶、右颞叶和枕叶、小脑和脑干。分段法制造大脑模型的意图是待模型制成后能更方便地替换动脉瘤部分。

作者运用 Stratasys 公司的 Dimension 1200es 3D 打印机,资料选用 ABS 树脂。打印完成后,运用二甲苯和丙酮溶剂去除了模型外表由打印发生的可见条纹。随后向特定部位注入硅胶及添加剂,待其固化后,终究制成大脑硅胶模型。

颅骨模型

建模办法同上,作者人为地添加了一横向的裂缝,以便更好的移除和放置脑安排和动脉瘤。打印机运用的型号为 zPrinter 650,资料为复合物,接近于人类的正常骨质。


图 2A、B: 3D 打印前的大脑及颅骨重建模型 (正常人)

这样,一个包含颅骨、脑安排和脑血管的完好模型就功德圆满了。

点评与展望

14 名神经外科住院医师参加了该模型的点评,并对其方式和作用进行了反应。模仿的进程包含眶颞或翼点开颅及动脉瘤夹闭。除了要填写简略问卷以外,还需要经过李克特量表进行评分,满分 5 分。成果显现评分均大于 4 分,介于 4.1 分至 4.6 分之间。

传统的模仿手术办法包含尸身操作,虚拟实际操作以及物理模型操作等。但 3D 打印完好头部模型的呈现大大提高了手术操练的质量:1. 颅骨切除后,术者可观测手术视界及动脉瘤的深度;2. 可辨别动脉瘤的形状,决议手术计划;3. 辨认动脉瘤及载瘤动脉的联系。(图 3、图 4)


图 3 A: 3D 打印成功的颅骨模型内可见放置的大脑模型;B: 牵拉额颞叶后暴露的 3D 打印左大脑中动脉瘤


图 4 A:一位神经外科住院医师正在钻孔;B: 运用动脉瘤夹的扩大图画

在本钱上,每次替换动脉瘤部位的花费仅 10 美元上下,而整个模型的本钱估计在 1000 美元左右,信任仍是十分有远景的。

但作为模型,仍是有许多能够改善的当地,比方,若给血管加上血流,岂不是更传神了一些呢?期望这篇文章能给年青的脑外科医师一些启示。

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脑动脉瘤手术成功率 动脉瘤 模型
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