磁共振成像技术在3D打印先天性心脏病建模中的应用

目的:本研究目的是利用不同扫描序列的磁共振图像,通过应用3D打印技术构建儿童心脏模型,探讨磁共振成像在3D打印先天性心脏病心脏建模中的价值。方法:1例1岁的先天性心脏病患儿行1.5T MRI检查,使用Torso并行采集体线圈,扫描序列包括三维稳态自由进动序列和对比增强磁共振血管造影序列的后获得图像资料;通过MIMICS 17.0软件将DICOM数据导入并对感兴趣区域(ROI)图像建模;使用区域生长的分割方法根据图像的不同对比度分割后生成STL文件数据;将数据导入OBJET 260 3D打印机后即完成建模和打印过程。结果:影像诊断为右房内隔膜导致下腔静脉入口狭窄。术中见下腔静脉口处局部内膜增生形成狭窄环。3D打印的模型与影像诊断及术中手术记录描述完全一致。结论:在相同扫描参数的情况下,3D-SSFP相比于CE-MRA空间分辨率更高,使用3D-SSFP序列构建的3D模型能更为清晰地显示右房内隔膜梗阻的空间位置。3D-SSFP可作为构建3D模型的首选磁共振序列。3D打印技术应用于先天性心脏病中清晰显示解剖畸形,将更有效地辅助诊断并应用于优化手术方案,为先天性心脏病患者带来精准化的治疗。

3D打印技术:一种认识先天性心脏病的新方法

目的:运用3D打印技术建立具有精准解剖结构的先天性心脏病三维模型。探讨3D打印的心脏模型对于临床诊断和手术计划制定的意义。材料与方法:一例4个月的儿童经超声心动图诊断患有复杂先天性心脏病,行64排前门控增强CT扫描后获得图像资料;通过MIMICS 17.0软件将CT DICOM数据导入并对感兴趣区域(ROI)做图像后重建处理;使用区域生长的方法根据CT值的不同来分割图像之后生成标准镶嵌语言(Standard Tessellation Language,STL)文件数据;将数据导入OBJET 260 3D打印机后即完成建模过程。结果:3D模型不但能清晰地显示上述解剖畸形,且能更好地展示室间隔缺损位置、室间隔缺损与房室瓣及两大血管的关系、两大血管的空间结构关系及主动脉缩窄的立体展现。结论:3D打印技术应用于先天性心脏病,不但能清晰显示解剖畸形,还能更好地显示心内畸形和心外大血管的空间关系,将更有效地辅助诊断并应用于术前手术方案的制定,为先天性心脏病患者带来精准化的治疗。

基于CT多期图像融合构建3D打印重复肾模型的应用

目的本研究通过多期CT增强腹部图像构建3D打印模型,探讨3D打印重复肾畸形模型的临床价值。方法对1例8个月的右肾输尿管重复畸形的患者行64排多期增强CT扫描后基于迭代算法重建;通过将CT的DICOM数据导入MIMICS 17.0软件;分别提取动脉期的肾动脉图像,实质期的肾脏图像,延时期的膀胱、输尿管图像;根据CT值的不同来分割图像之后对感兴趣区域做图像后重建处理生成STL文件数据;将数据导入OBJET 260 3D打印机后即完成建模过程。结果通过不同扫描期相图像融合构建3D模型,同一个模型中观察动脉、肾脏、输尿管、膀胱的解剖结构空间关系。3D模型在重复肾切除和输尿管病损切除时有重要的意义。结论基于多期相CT3D打印的模型是一个非常重要的方法协助诊断和治疗重复肾畸形。

基于不同图像分割法构建3D打印右室双出口模型

目的:通过区域生长法和阈值法分割CT图像并构建3D打印先天性心脏病模型,分析不同图像分割方法打印模型对心内结构显示的精准程度,并探讨3D打印对右室双出口疾病的诊断价值。方法:对1例两个月的先天性心脏病患儿行64排前门控增强CT扫描后,基于迭代算法进行重建。将CT的DICOM数据导入Mimics 17.0软件,分别使用区域生长方法进行血池分割以及通过阈值法提取心肌组织图像,得到不同分割图像之后,进行图像处理。模型A:包裹1 mm后对血池强化,进行挖空处理,构建表面模型;模型B:使用分割的心肌组织图像建模并通过平滑处理。将模型A和模型B生成光固化立体造型术文件数据,并将数据导入Objet 260 3D打印机后打印模型,完成建模过程。结果:两种不同分割方法构建的3D打印心脏模型都能清晰地显示异常的解剖结构,同时可观察室间隔缺损和两根大血管之间的空间位置关系。模型A和模型B的心内结构准确度没有明显差异,主动脉内径宽度分别为8.44、8.42 mm,肺动脉分别为12.81、12.73 mm,室间隔缺损分别为14.51、14.18 mm。模型A的圆锥组织比模型B的长度更长,分别为7.21、6.32 mm。结论:通过挖空和包裹等后处理方法,模型A可清楚地显示大血管的空间位置关系,在图像后处理过程中,3D打印模型可能忽略微小的解剖结构。模型B可精确地显示心脏内的解剖结构,包括心脏圆锥、三尖瓣位置、乳头状肌等。图像处理的关键是将DICOM数据转换成精确的3D打印的心脏模型。对于准确诊断复杂先天性心脏病,基于心脏CT打印的3D模型是一个非常有效的方法。