我國(guó)每年有大量結(jié)構(gòu)性心臟病患者需手術(shù)治療,當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像技術(shù)難以提供精準(zhǔn)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(zhǔn)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(xué)實(shí)體模型。3D打印實(shí)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(zhǔn)理解結(jié)構(gòu)位置和相對(duì)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(jìn)行實(shí)體模擬手術(shù),用于輔助診斷和手術(shù)規(guī)劃的研究,國(guó)內(nèi)還少見(jiàn)報(bào)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(shí)直觀的反映實(shí)際手術(shù)的操作,模擬效果往往與真實(shí)情況會(huì)有較大的偏差。與CT醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的對(duì)比顯示,3D打印技術(shù)可準(zhǔn)確構(gòu)建實(shí)體室間隔缺損心臟模型,且尺寸精度達(dá)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(jì)與構(gòu)建具有不同邵氏硬度的軟性數(shù)字化材料,通過(guò)力學(xué)表征,比較了楊氏模量、斷裂強(qiáng)度、粘彈性、玻璃化轉(zhuǎn)化溫度和抗撕裂強(qiáng)度等重要的力學(xué)性能,優(yōu)化并選擇了最適用于模擬心臟組織力學(xué)性能的數(shù)字化材料,用于實(shí)體模型構(gòu)建和模擬手術(shù)仿真�；诓牧系谋菊髁W(xué)性能,運(yùn)用有限分析進(jìn)行高精度的手術(shù)過(guò)程仿真,準(zhǔn)確構(gòu)建實(shí)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(yàn)仿真手術(shù)可實(shí)施性,并為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)多材料非均質(zhì)軟性仿真心臟模型提供力學(xué)分析依據(jù)。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：R318.08;TP391.73
【部分圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)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(shí)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(zhǔn)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(jiàn)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(guò)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(dāng)有室間隔缺損存在時(shí)，血液分流方向從左心室到環(huán)血流量會(huì)增加[13]，如圖 1.1 所示。室間隔缺損的血流動(dòng)力學(xué)改變與血管的狀況有關(guān)，缺損小于 0.5cm 時(shí)，從左向右分流的流量比較小，亂；當(dāng)缺損（0.5cm～lcm）時(shí)，有明顯的左向右分流，肺循環(huán)流量超過(guò)肺動(dòng)脈壓正常或輕度升高；缺損達(dá) lcm 以上，面積超過(guò) 1／2 主動(dòng)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(dòng)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(bǔ)，目前多采用依缺損大小和類(lèi)型，分別采用不同的修補(bǔ)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(shí)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(bǔ)為宜，以免因撕脫[17]。如果出現(xiàn)肌部室間隔缺損和動(dòng)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(shí)施量每年都在增長(zhǎng)，由于 VSD），多孔中隔，心肌梗塞后或高室間壓力梯度時(shí)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(bǔ)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(dú)脈狹窄、房間隔缺損、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉及大動(dòng)脈錯(cuò)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(chēng)快速成型技術(shù)或增材制造技術(shù)，指的是通過(guò)逐層打印方式立體空間模型的技術(shù)，它的優(yōu)勢(shì)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(xué)結(jié)合起來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)性心臟病的個(gè)性化介入治療，有著力和價(jià)值。3D 打印的成型工藝有很多種，現(xiàn)階段應(yīng)用于醫(yī)學(xué)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(shù)脂和起支撐作用的聚合物同時(shí)噴射到工作臺(tái)，再使，完全凝固后再?lài)娡肯乱粚覽27]。由于支撐材料的存在，光敏樹(shù)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(guò) PolyJet 成型技術(shù)打印具有一定柔軟度的
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2874183