3D打印技术在先天性心脏病诊断和介入治疗中的研究进展
2018-02-10李墨琦
李墨琦 金 梅
3D打印技术,又称增材制造技术(additive manufacturing, AM),是指基于数字模型,根据离散、堆积的原理,将可黏合材料分层加工、叠加成型来构造实物模型的技术[1]。由于其能够精确的反映解剖结构,已被广泛应用于骨科,颌面外科,口腔科[2-3]。自1988年,Laschinger等[4]首次应用心脏核磁数据制作先天性心脏病(congenital heart disease, CHD)患者的3D心脏模型开始,3D打印技术就越来越多的应用于心血管领域,特别是在CHD诊断和介入治疗中逐步应用并取得了一定效果。
1.3D打印技术在先天性心脏病诊断中的应用
目前,CHD的诊断主要以2D成像为主,包括超声心动图,胸X线片,CT,心脏磁共振及心血管造影。随着技术的进步,以超声心动图、CT和MRI为数据源的3D打印技术在CHD临床诊断工作中得到了一定的开展。Olivieri等[5]以9例室间隔缺损(ventricular septal defect, VSD)的三维超声心动图为数据来源,进行3D打印制作模型,将3D打印模型的VSD大小与二维超声心动图测量的VSD大小做对比,发现数据没有显著差异,并且3D打印模型的精度<1mm。为了得到更精准的3D图像,也可进行多种数据源融合成像,为介入手术提供更可靠更全面的解剖学信息。
2.3D虚拟成像的临床应用
3D打印步骤包括:①获取心脏MRI、CT或超声心动图的原始数据图像;②使用软件对原始图像数据进行选取和处理,最终生成STL格式文件;③将STL格式数据导入3D打印机制作3D打印模型。软件处理后的3D虚拟模型也可以直观的展示心脏结构,Farooqi等[6]运用Mimics软件对6例右心室双出口患者的核磁成像数据进行处理,生成STL文件后分别用Meshlab和3-matic软件进行阅览和测量,辅助术者了解心脏解剖结构,制定手术计划。Dydynski等[7]以CT为数据源对5例右心室双出口的患者心脏进行了3D重建,明确了大血管关系及室间隔缺损的位置毗邻,并按照3D虚拟模型的解剖形态优化了手术方案。……
