Ученые напечатали 3D сердце

Специалисты в области врожденных пороков сердца из Spectrum Health Helen DeVos Children's Hospital (США) успешно использовали два распространенных метода визуализации для получения трехмерной анатомической модели сердца человека.

Распространенность 3D печати модели сердца человека неуклонно растет вместе с развитием молодой экспериментальной области, изучающей возможности расширенной визуализации отдельных сердечных структур и образований. Недавно ученые впервые успешно использовали компьютерную томографию (КТ) и трехмерную чреспищеводную эхокардиографию при печати гибридной 3D модели сердца пациента. Специалисты из Spectrum Health Helen DeVos Children's Hospital продемонстрировали возможности использования этих методов совместно с магнитно-резонансной томографией (МРТ).

Исследовательская команда использовала специальное программное обеспечение для того, чтобы зарегистрировать изображения, полученные с помощью двух методов визуализации, и выборочно интегрировать разные наборы данных, что помогло ученым создать точную анатомическую модель сердца. В результате они получили более детальное и анатомически точное трехмерное изображение сердца и его печатные модели, что может помочь врачам повысить эффективность диагностики и лечения заболеваний сердца.

Компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) – широко используемые инструменты для визуализации и получения трехмерных моделей для печати. Согласно данным автора исследования, доктора Иосифа Веттукаттила (Joseph Vettukattil) и его коллег из Spectrum Health Helen DeVos Children's Hospital, трехмерная чреспищеводная эхокардиография (3DTEE) является эффективным методом визуализации, позволяющим получить трехмерную модель пораженного органа у пациента с врожденным пороком сердца.

По мнению Веттукаттила и его коллег, каждый инструмент визуализации имеет свои сильные стороны, которые могут улучшить качество и повысить скорость 3D печати:

 КТ повышает визуализацию внешней анатомии сердца;

 МРТ превосходит другие методы визуализации при необходимости измерить внутренние размеры сердца, в том числе правого и левого желудочков или главных отделов сердца, а также мышечной ткани сердца;

 Трехмерная чреспищеводная эхокардиография обеспечивает лучшую визуализацию анатомии клапанов сердца.

«Это – огромный скачок для персонализированной медицины в области кардиологии и врожденных пороков сердца, – говорит Веттукаттил. – Технология может помочь в работе кардиологам и хирургам. Модель улучшит диагностические возможности, а также интервенционное и хирургическое планирование, что поможет определить, можно ли лечить заболевание с помощью транскатетерного метода, или пациенту необходимо провести хирургическое вмешательство».

Веттукаттил озвучил результаты исследования на Конгрессе катетерных вмешательств при врожденных, структурных и клапанных пороках сердца (Catheter Interventions in Congenital, Structural and Valvular Heart Diseases Congress, SCI), проходившем 24-27 июня 2015 г. во Франкфурте (Германия). Ученый продемонстрировал возможности 3D печати сердечно-сосудистых моделей, полученных при использовании нескольких диагностических методов.

Исследовательская команда из Spectrum Health Helen DeVos Children's Hospital работала с программным обеспечением Mimics® Innovation Suite, созданным компанией Materialise, поставщиком 3D программного обеспечения и услуг печати, базирующимся в Бельгии и печатающим модели с использованием технологии Flex HeartPrint®. Веттукаттил создал концепцию интеграции двух или более методов визуализации для 3D-печати.

Ученые будут должны провести дополнительные исследования, чтобы оценить эффективность гибридных 3D моделей при принятии решений о необходимости проведения транскатетерного или хирургического вмешательства у пациента.

3D-модель сердца, полученная одной из научных групп, разрабатывающих трехмерную печать. (фото: Courtesy of Materialise)

По материалам Spectrum Health