超聲數(shù)據(jù)3D打印制作二尖瓣模型的可行性

楊遠(yuǎn)婷，宋宏寧，陳思楷，王 浩，宋彎彎，郭 娟，鄧 傾，周 青

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院超聲科,湖北 武漢 430060)

采用超聲心動圖可對瓣膜的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察和定量評估，有利于臨床選擇治療方案，對診斷心臟瓣膜病并評估其嚴(yán)重程度和預(yù)后具有較高價值[1]。3D超聲心動圖發(fā)展很快，可通過二維屏幕顯示瓣膜的3D圖像，但對于全面、直觀展示瓣膜解剖結(jié)構(gòu)價值有限[2]。過去10年中，3D打印技術(shù)取得顯著進(jìn)步[3-4]，并已越來越多地被用于心臟病學(xué)領(lǐng)域的臨床教學(xué)[5]及手術(shù)決策[6]。本研究探討以3D-經(jīng)食道超聲心動圖(transesophageal echocardiography， TEE)為數(shù)據(jù)源，采用3D打印技術(shù)制作二尖瓣(mitral valve， MV)3D模型的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2018年1—12月30例于武漢大學(xué)人民醫(yī)院接受3D-TEE檢查患者，男14例，女16例，年齡30～73歲，平均(56.2±9.7)歲；其中10例MV正常，MV狹窄及脫垂者各10例。納入標(biāo)準(zhǔn):①年齡>18歲，無TEE檢查禁忌證；②左心室射血分?jǐn)?shù)50%～60%；③3D-TEE圖像完整、清晰顯示MV結(jié)構(gòu)；④竇性心律。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，6VT經(jīng)食管相控陣3D容積探頭。于Echo Pac工作站進(jìn)行圖像傳輸與處理，以Mimics 19.0(Materialise, Leuven, Belgium)及3-Matic(Materialise, Leuven, Belgium)軟件進(jìn)行3D重建及后處理。3D打印采用JG AURORA打印機(jī)。

1.2.1 獲取 3D-TEE圖像 行咽部表面浸潤麻醉后，囑患者取左側(cè)臥，置入食管超聲探頭。于食管中段水平調(diào)整探頭角度及圖像增益，當(dāng)2D超聲心動圖清晰顯示MV結(jié)構(gòu)時，進(jìn)入4D-Prepare模式，調(diào)整取樣框大小，使之覆蓋整個目標(biāo)結(jié)構(gòu)。在4D模式下采集5個心動周期的MV容積圖像(圖1A)，導(dǎo)入Echo Pac工作站存盤進(jìn)行分析。

1.2.2 3D-TEE圖像后處理 通過Echo Pac工作站導(dǎo)出舒張末期MV容積圖像，采用Mimics 19.0對圖像進(jìn)行閾值分割，能清晰分離MV時為最佳閾值范圍，于此進(jìn)行微調(diào)，使MV盡量包括在容積遮罩(Mask)內(nèi)。通……