李菲 , 刘绘龙 , 刘金龙 , 马渊博 , 张浩然 , 杨晓鹏
郑州大学第一附属医院 河南省 郑州市
【目的】
先天性心脏病(Congenital Heart Disease, CHD)是先天性疾病中最为常见的类型之一,约占所有先天性疾病的28%。这类疾病的手术治疗技术要求极高,特别是对于复杂的CHD病例。其病理解剖的复杂性、罕见性、以及心脏结构的微小和脆弱性,均增加了诊疗的难度。传统的影像学检查,尽管在诊断中发挥着重要作用,但在呈现复杂的三维空间关系时存在局限。医师往往需要依赖2D图像来解读三维结构,这无疑增加了手术规划的复杂性。而3D打印技术能够将复杂的三维结构立体化,从而显著提升医师对病变结构的理解。这种技术的应用,不仅增强了术前规划的精确性,还有助于提高手术的安全性和成功率。本研究旨在探讨基于Mimics软件的3D重建技术在CHD患者心脏模型中的应用。
【方法】
本研究首先对患者实施常规的CT检查。CT扫描完成后,将获取的心脏CT断层成像数据以DICOM格式进行处理。利用AI算法对DICOM数据进行预处理,以优化图像质量并提取关键的解剖特征。随后,将处理后的DICOM数据导入Mimics软件。利用Mimics的分割工具,对心脏结构进行精确的分割和识别,进一步应用三维重建算法,构建完整的心脏的三维数字化模型。重建后的模型清晰度高、立体感强,真实的反映了心脏复杂的血管解剖结构。此外,该三维模型具备高度的可编辑性。利用鼠标、键盘以及Mimics软件提供的高级编辑工具,医师能够对模型执行多样化的操作,包括但不限于移动、旋转、缩放以及切割。这些操作不仅增强了模型的交互性,而且为医师提供了更为灵活的视角和深入的洞察力,以适应不同的诊断和手术规划需求。
【结果】
基于CT与Mimics的三维重建技术结合了AI的高效处理能力与Mimics的精准勾画,实现了对心脏及其周围血管复杂结构的精确可视化,还提供了关键的量化分析数据,为术前规划提供了详尽的解剖学信息。基于此三维模型,我们能够根据患者的特定解剖病变,进行个体化的手术规划。这种个性化的规划方法使我们能够针对患者的具体情况,优化手术步骤,减少不必要的手术风险,并提高手术的成功率。
【结论】
基于CT与Mimics的可视化3D打印技术能够精确且全面地再现心脏的复杂三维结构,这种技术的应用,能够为医生提供合理的术前规划与术中指导,从而降低手术风险,提高手术的安全性与成功率。