發(fā)布時間：2020-11-07 16:20

　　 我國每年有大量結(jié)構(gòu)性心臟病患者需手術(shù)治療,當前醫(yī)學影像技術(shù)難以提供精準的心血管解剖結(jié)構(gòu)信息,尤其是復(fù)雜結(jié)構(gòu)性心臟病準確的診斷更是臨床上的難題。3D打印技術(shù)特有的材料成型方式較適合制備具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的醫(yī)學實體模型。3D打印實體心臟模型可直觀呈現(xiàn)心臟內(nèi)部及血管的精確三維解剖結(jié)構(gòu),有助于精準理解結(jié)構(gòu)位置和相對空間關(guān)系。目前該方向上研究大多是利用硬質(zhì)材料打印患者的心臟模型,僅僅展示了心臟的解剖結(jié)構(gòu)和各部分的空間位置關(guān)系。而3D打印構(gòu)建軟質(zhì)的心臟模型,并以此為基礎(chǔ)進行實體模擬手術(shù),用于輔助診斷和手術(shù)規(guī)劃的研究,國內(nèi)還少見報道。另外,基于數(shù)字化技術(shù)的虛擬手術(shù)術(shù)前規(guī)劃,難以真實直觀的反映實際手術(shù)的操作,模擬效果往往與真實情況會有較大的偏差。與CT醫(yī)學影像數(shù)據(jù)的對比顯示,3D打印技術(shù)可準確構(gòu)建實體室間隔缺損心臟模型,且尺寸精度達到了±5um。利用PolyJet 3D打印技術(shù)具有的多材料共混合打印系統(tǒng),設(shè)計與構(gòu)建具有不同邵氏硬度的軟性數(shù)字化材料,通過力學表征,比較了楊氏模量、斷裂強度、粘彈性、玻璃化轉(zhuǎn)化溫度和抗撕裂強度等重要的力學性能,優(yōu)化并選擇了最適用于模擬心臟組織力學性能的數(shù)字化材料,用于實體模型構(gòu)建和模擬手術(shù)仿真�；�于材料的本征力學性能,運用有限分析進行高精度的手術(shù)過程仿真,準確構(gòu)建實體軟質(zhì)心臟模型內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變分布,檢驗仿真手術(shù)可實施性,并為進一步開發(fā)多材料非均質(zhì)軟性仿真心臟模型提供力學分析依據(jù)。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R318.08;TP391.73
【部分圖文】：

華南理工大學碩士學位論文介入的手術(shù)方式和傳統(tǒng)的心臟外科手術(shù)結(jié)合同時依靠多種診斷方式構(gòu)性心臟病的手術(shù)方案的規(guī)劃也是臨床上的難題，有些復(fù)雜結(jié)構(gòu)性心診斷制定出精準合理的手術(shù)方案，這些都是結(jié)構(gòu)性心臟病臨床診療上。室間隔缺損是一種比較常見的先天性心臟病，該病是由于心臟在胚之間的間隔在發(fā)育過程出現(xiàn)了異常，在左右心室之間形成異常通道，壓比右心室的高，當有室間隔缺損存在時，血液分流方向從左心室到環(huán)血流量會增加[13]，如圖 1.1 所示。室間隔缺損的血流動力學改變與血管的狀況有關(guān)，缺損小于 0.5cm 時，從左向右分流的流量比較小，亂；當缺損（0.5cm～lcm）時，有明顯的左向右分流，肺循環(huán)流量超過肺動脈壓正�；蜉p度升高；缺損達 lcm 以上，面積超過 1／2 主動脈流量可為體循環(huán)的 3～5 倍，則分流量很大[12]。

圖 1.2：室間隔缺損血流動力示意圖Fig 1.2：Hemodynamics of ventricular septal defect間隔缺損的治療一般在體外循環(huán)直視下行缺損修補，目前多采用依缺損大小和類型，分別采用不同的修補技術(shù)[16]。直徑小于 1cm縫合，如邊緣為纖維組織，可直接作間斷縫合，必要時外加褥式墊小型缺損，以用褥式墊片縫合為宜，以防因縫線割裂肌肉影響手術(shù) 的缺損，以用相應(yīng)大小的滌綸或聚四氟乙烯織片縫補為宜，以免因撕脫[17]。如果出現(xiàn)肌部室間隔缺損和動脈導(dǎo)管未閉等室間隔缺損則室間隔缺損的經(jīng)導(dǎo)管閉合的手術(shù)實施量每年都在增長，由于 VSD），多孔中隔，心肌梗塞后或高室間壓力梯度時發(fā)生，這些缺陷的雜的[18]，往往需要介入手術(shù)治療，目前已有很多填補裝置用于經(jīng)導(dǎo)治療，圖 1.3 是室間隔缺損封堵手術(shù)的示意圖。室間隔缺損可單獨脈狹窄、房間隔缺損、動脈導(dǎo)管未閉及大動脈錯位等復(fù)雜結(jié)構(gòu)性心

圖 1.3：室間隔缺損封堵手術(shù)示意圖Fig 1.3：Schematic of Ventricular Septal Defect sealing operation 打印技術(shù)又稱快速成型技術(shù)或增材制造技術(shù)，指的是通過逐層打印方式立體空間模型的技術(shù)，它的優(yōu)勢為快速、可定制化、可重復(fù)性、精確性高技術(shù)和傳統(tǒng)的影像學結(jié)合起來對結(jié)構(gòu)性心臟病的個性化介入治療，有著力和價值。3D 打印的成型工藝有很多種，現(xiàn)階段應(yīng)用于醫(yī)學領(lǐng)域的打印積成型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、光固化快速成型(SLA)、聚合物噴Jet）、生物材料打印[24-26]。其中聚合物噴射成型(PolyJet)技術(shù)在結(jié)構(gòu)性心臟內(nèi)，具有重大的應(yīng)用前景，它是目前軟性材料快速成型的主要技術(shù)之一，術(shù)使用多噴頭將光敏樹脂和起支撐作用的聚合物同時噴射到工作臺，再使，完全凝固后再噴涂下一層[27]。由于支撐材料的存在，光敏樹脂可以在完態(tài)下凝固成型，因此它可以完成體積較大的模型的快速制造[28]，心臟組織的軟組織，外科手術(shù)醫(yī)生可通過 PolyJet 成型技術(shù)打印具有一定柔軟度的
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 李裕舒;朱峰;;結(jié)構(gòu)性心臟病的介入治療進展[J];臨床心血管病雜志;2017年10期

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本文編號：2874183