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Les chercheurs explorent des matériaux de l'impression 3D pour estamper les modèles réalistes d'aorte

3D personnalisé a estampé des modèles produits des caractéristiques d'imagerie cardiaque, principalement des images cardiaques de CT a été de plus en plus employé dans la maladie cardio-vasculaire, principalement dans la planification et la simulation préopératoires des opérations complexes, ainsi que de la formation médicale. les modèles estampés par 3D sont prouvés pour être hautement précis en reproduisant l'anatomie normale et la pathologie cardiaque avec des différences rapportées moins de 0,5 millimètres les images entre les modèles estampés par 3D et sources originelles.

Suite à ces applications, un sens neuf de recherches d'utiliser les modèles estampés par 3D est d'étudier les protocoles optimaux de lecture de CT dans la maladie cardio-vasculaire dans le but de réduire la dose de rayonnement tout en préservant la qualité des images diagnostique. Pour atteindre cet objectif, un matériau approprié d'impression est essentiel pour s'assurer que les modèles estampés possèdent l'élasticité et la souplesse assimilées aux propriétés normales de tissu.

Le Sun de Zhonghua, John Curtin a discerné le professeur et le chercheur d'imagerie médicale de l'université de Curtin, Australie a été à la recherche des matériaux adaptés de l'impression 3D pour estamper les modèles réalistes, et d'une manière primordiale, pour estamper les modèles cardiovasculaires avec les propriétés assimilées de tissu au coeur replié et aux artères aortiques.

Les intérêts de recherches de prof. Sun's se situent dans la visualisation et le diagnostic de l'image 3D ; impression 3D, réalité virtuelle et artificial intelligence dans les applications médicales, particulièrement dans la maladie cardio-vasculaire. Dans ses travaux récents, publiés dans l'imagerie médicale actuelle, le prof. Sun et ses présents d'équipe recherchez les découvertes pour estamper les modèles d'aorte avec des matériaux d'impression ayant l'atténuation assimilée de CT à celui de la paroi aortique normale sur des échographies pre-- et de goujon-contraste de CT.

Avances de cette étude d'autres que les applications actuelles de l'impression 3D dans la maladie cardio-vasculaire à un autre niveau en présentant la preuve que 3D estampé a personnalisé des modèles d'aorte peuvent être employées pour étudier des protocoles optimaux de CT, en plus de la valeur que 3D a estampé des modèles d'aorte servent d'outil utile à la planification et à la simulation préchirurgicales du réglage d'endovasculaire de la maladie aortique.

En son dernier article, prof. Sun et sien team des découvertes rapportées sur la façon dont les matériaux recensés peuvent être employés pour estamper les modèles réalistes d'aorte. Ils ont produit la première fois un modèle long de dissection aortique du type B de 25 millimètres des images de CT, puis estampé 4 modèles avec l'utilisation de deux matériaux, à savoir Agilus de CENT de Stratasys et de Visijet des systèmes 3D.

Ces matériaux sont mous et peuvent être mélangés à de l'autre matériau tel que la résine de photopolymer pour produire une gamme des produits avec différentes propriétés élastiques. Ces 4 modèles aortiques se sont composés de deux modèles d'Agilus estampés avec A40 et A50, représentant des deux degrés différents de dureté, des deux modèles différents de Visijet estampés avec le CENT de Visijet avec la dureté différente, A30 et A70. Le CENT A30 de Visijet a une résistance à la traction entre 0,2 et 0,4 qui est proche des artères vieillissantes, alors qu'Agilus A40 et A50 ont une résistance à la traction de 0,5 à 1,5. Les 4 modèles d'aorte ont été balayés sur un balayeur de 192 CT de part avec le protocole normal de l'aorte CTA, et les échographies ont été exécutées avec et sans l'utilisation de la substance de contraste de mesurer l'atténuation de CT au lumen vrai, au lumen trompeur, à l'aileron intimal et à deux endroits de jonction entre les lumens vrais et trompeurs.

Les résultats ont prouvé que les modèles d'Agilus ont eu une atténuation plus élevée de CT que des modèles de CENT de Visijet sur des images de CT de non-contraste, avec Agilus A50 ayant une atténuation moyenne de CT assimilée à celle des images originelles de CT. Sur des images de contraste, seulement le CENT A30 de Visijet a produit l'atténuation de CT assimilée à celle des images originales, alors que les modèles restants estampés avec d'autres matériaux avaient comme conséquence une atténuation sensiblement plus élevée de CT que cela des images originales. Cette étude prouve que le CENT A30 de Visijet est considéré un matériau approprié pour estamper en raison modèle de dissection aortique de son élasticité assimilée dans l'aorte normale.

L'angiographie de CT d'aorte (CTA) est actuel la méthode de référence dans l'évaluation préopératoire de l'anévrysme de l'aorte et de la dissection. De plus, CTA est utilisé généralement aux patients complémentaires soignés avec des greffes d'armature intra-artérielle d'endovasculaire. Par conséquent, les suivis réguliers de CTA de ces patients à 3, 6 et 12 mois, contribuent annuellement ensuite à la dose de rayonnement cumulative, qui soulève des préoccupations dues à la malignité induite par la radiation. L'optimisation de dose est cliniquement importante pour ces patients recevant des échographies multiples de CT.

les modèles aortiques estampés par 3D avec du matériau de CENT de Visijet donnent l'apparence de jaune-clair transparent permettant son utilisation pour le but d'éducation, en plus de sa valeur rapportée en guidant le réglage aortique complexe de chirurgie aortique ou d'endovasculaire. Les modèles de dissection aortique d'impression est comparé très provocant à d'autres modèles cardiovasculaires dus à la structure membraneuse très mince de l'aileron intimal. »

Sun de Zhonghua, un professeur distingué de John Curtin et chercheur d'imagerie médicale, université de Curtin, Australie

Les images de CTA utilisées dans cette étude ont représenté les structures anatomiques gentilles comprenant l'aileron intimal qui ont été segmentées et estampées sans n'importe quelle difficulté. Ceci réaffirme l'importance de la qualité des images de source pour garantir estamper les modèles de haute qualité.

L'équipe de prof. Sun's continue à travailler à estamper plus de structures anatomiques comprenant des côtes, des vertèbres thoraciques, des tissus mous, des poumons et le coeur qui tient compte de la simulation d'un environnement plus réaliste. « Le fantôme devrait être amélioré pour imiter in vivo la circonstance et ceci tient compte de l'enquête sur des protocoles optimaux de lecture de CT d'aorte pour le dépistage de la dissection aortique, » dit prof. Sun.

Source:
Journal reference:

Wu, C., et al. (2021) Investigation of three-dimensional printing materials for printing aorta model replicating Type B aortic dissection. Current Medical Imaging. doi.org/10.2174/1573405617666210218102046.