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Os pesquisadores exploram materiais da impressão 3D para imprimir modelos realísticos da aorta

3D personalizado imprimiu os modelos criados dos dados cardíacos da imagem lactente, principalmente das imagens cardíacas do CT foi usado cada vez mais na doença cardiovascular, primeiramente no planeamento e na simulação pré-operativos de procedimentos cirúrgicos complexos, assim como na educação médica. os modelos impressos 3D são provados ser altamente exactos em replicating a anatomia normal e a patologia cardíaca com diferenças relatadas menos de 0,5 milímetros entre modelos impressos 3D e imagens de fontes originais.

Mais a estas aplicações, um sentido novo da pesquisa de utilizar modelos impressos 3D é estudar os protocolos óptimos da exploração do CT na doença cardiovascular com o objectivo de reduzir a dose de radiação ao preservar a qualidade diagnóstica da imagem. Para conseguir este objetivo, um material apropriado da impressão é essencial assegurar-se de que os modelos impressos possuam a elasticidade e a flexibilidade similares às propriedades normais do tecido.

Zhonghua Sun, John Curtin distinguiu o professor e o pesquisador da imagem lactente médica da universidade de Curtin, Austrália foi à procura dos materiais apropriados da impressão 3D para imprimir mais importante modelos realísticos, e, para imprimir modelos cardiovasculares com propriedades similares do tecido ao coração replicate e às artérias aórticas.

Os interesses da pesquisa do prof. Sun encontram-se no visualização e no diagnóstico da imagem 3D; impressão 3D, realidade virtual e inteligência artificial em aplicações médicas, especificamente na doença cardiovascular. Em seu trabalho recente, publicado na imagem lactente médica actual, o prof. Sun e seus presentes da equipe pesquisam resultados para imprimir os modelos da aorta com os materiais da impressão que têm a atenuação similar do CT àquele da parede aórtica normal em varreduras pre- e do cargo-contraste do CT.

Uns avanços que mais adicionais deste estudo as aplicações actuais da impressão 3D na doença cardiovascular a um outro nível apresentando a evidência que 3D impresso personalizou modelos da aorta podem ser usadas para estudar protocolos óptimos do CT, além do que o valor que 3D imprimiu modelos da aorta servem como uma ferramenta útil para o planeamento e a simulação pre-cirúrgicos do reparo endovascular da doença aórtica.

Em seu artigo mais atrasado, o prof. Sun e sua equipe relataram resultados em como os materiais identificados podem ser usados para imprimir modelos realísticos da aorta. Criaram primeiramente um tipo de 25 milímetros de comprimento modelo aórtico da dissecção de B das imagens do CT, a seguir impresso 4 modelos com o uso de dois materiais, a saber Agilus do CENTAVO de Stratasys e de Visijet dos sistemas 3D.

Estes materiais são macios e podem ser misturados com um outro material tal como a resina do photopolymer para criar uma escala de produtos com as propriedades elásticas diferentes. Estes 4 modelos aórticos consistiram em dois modelos de Agilus impressos com o A40 e o A50, representando dois graus diferentes de dureza, outros dois modelos de Visijet impressos com o CENTAVO de Visijet com dureza diferente, A30 e A70. O CENTAVO A30 de Visijet tem uma resistência à tracção entre 0,2 e 0,4 que é próximo às artérias do envelhecimento, quando Agilus A40 e A50 tiver uma resistência à tracção de 0,5 a 1,5. Os 4 modelos da aorta foram feitos a varredura em um varredor de 192 CT da fatia com o protocolo padrão da aorta CTA, e as varreduras foram executadas com e sem o uso do media de contraste medir a atenuação do CT no lúmen verdadeiro, no lúmen falso, na aleta intimal e nas duas áreas da junção entre os lúmens verdadeiros e falsos.

Os resultados mostraram que os modelos de Agilus tiveram uma atenuação mais alta do CT do que modelos do CENTAVO de Visijet em imagens do CT do não-contraste, com o Agilus A50 que tem uma atenuação média do CT similar àquela de imagens originais do CT. Em imagens do contraste, somente o CENTAVO A30 de Visijet produziu a atenuação do CT similar àquela de imagens originais, quando os modelos restantes impressos com outros materiais conduziram a uma atenuação significativamente mais alta do CT do que aquele de imagens originais. Este estudo mostra que o CENTAVO A30 de Visijet está considerado um material apropriado para imprimir o modelo aórtico da dissecção devido a sua elasticidade similar à aorta normal.

A angiografia do CT da aorta (CTA) é actualmente o método de referência na avaliação pré-operativa do aneurisma aórtico e da dissecção. Mais, CTA é de uso geral continuar os pacientes tratados com os enxertos endovascular do stent. Conseqüentemente, os seguimentos regulares de CTA destes pacientes em 3, 6 e 12 meses, anualmente contribuem depois disso à dose de radiação cumulativa, que levanta as preocupações sérias devido à malignidade radiação-induzida. A optimização da dose é clìnica importante para estes pacientes que recebem varreduras múltiplas do CT.

os modelos aórticos impressos 3D com material do CENTAVO de Visijet dão a aparência da luz translúcida - amarela permitindo seu uso para a finalidade da educação, além do que seu valor relatado em guiar a cirurgia aórtica complexa ou o reparo aórtico endovascular. Imprimir modelos aórticos da dissecção muito desafiante é comparado a outros modelos cardiovasculares devido à estrutura membranoso muito fina da aleta intimal.”

Zhonghua Sun, professor de John Curtin um distinto e pesquisador da imagem lactente médica, universidade de Curtin, Austrália

As imagens de CTA usadas neste estudo representaram as estruturas anatômicas agradáveis que incluem a aleta intimal que foram segmentadas e imprimidas sem nenhuma dificuldade. Isto confirma a importância da qualidade de imagens de fonte para garantir imprimir os modelos de alta qualidade.

A equipe do prof. Sun está continuando a trabalhar em imprimir umas estruturas mais anatômicas que incluem reforços, as vértebras torácicas, tecidos macios, pulmões e coração que permite a simulação de um ambiente mais realístico. “O fantasma deve ser melhorado para imitar in vivo a circunstância e este permite a investigação de protocolos óptimos da exploração do CT da aorta para a detecção de dissecção aórtica,” diz o 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.