“Imagistica prin imprimare 3D oferă o înțelegere detaliată a relațiilor spațiale complexe dintre inimă și sistemul vascular.”
Ca și amprentele persoanelor, nu există două inimi identice. În consecință, diagnosticul si tratamentul fie medicamentos, fie intervențional sau chirurgical trebuie individualizat, în funcție de problema specifică fiecărui pacient.
În ultimii ani, tehnologia 3D printing a început să pătrundă și în medicină. Progresul tehnologic din imagistica cardiovasculară cunoaște o fază de dezvoltare puternică, imagistica cardiacă prin imprimarea 3D fiind actualmente piatra de temelie a managementului pacientului cardiac modern cu patologie complexă.
Imprimarea 3D deschide noi perspective și oportunități în cardiologia intervențională și chirurgicală. Domeniul de aplicare a imprimării 3D este vast, incluzând bolile cardiace congenitale, valvulopatiile aortice (TAVI) sau mitrale, protetice (închidere leak-urilor paraprotetice) și structurale (închidere defectului ventricular sau închidere auriculului stâng). Anticiparea procedurilor are mult de câștigat din utilizarea imprimării 3D, în special prin simularea implantării protezelor de diferite dimensiuni. Registrul observațional francez „FFPP-Print” aflat în desfășurare pune în evidență acest beneficiu prin demonstrarea scurtării timpilor operatori, a reducerii semnificative a numărului de proteze utilizate pentru fiecare pacient și prezicerii complicațiilor protetice.
În afara procedurile complexe, imprimarea 3D își poate găsi utilitatea în anticiparea unor complicații rare dar grave survenite în cursul intervențiilor frecvente, ca TAVI. Studiile arată clar că rata morbi-mortalității este mai mică decât cea a intervenției chirurgicale convenționale pentru pacienții cu risc crescut sau intermediar, dar acest risc trebuie analizat individual pentru fiecare pacient în parte.
Pașii principali pentru a folosi tehnica 3D în cardiologie
În cardiologie, tehnologiile de 3D printing se pot referi la printarea unui model 3D a structurii cardiace pe baza unor date de imagistică medicală. În acest caz este vorba de computer-tomografia cardiacă. Evident, primul pas este obtinerea imaginilor medicale. Efectuăm o scanare CT a cordului, după care există procesul de segmentare a imaginii. Este un proces foarte complex pentru care este nevoie de colaborarea cu specialiștii în acest domeniu, specialiștii din facultățile tehnologice. Se obține un set de date 3D care este convertit într-un model 3D virtual. Ulterior, se obține generarea acestor modele 3D care se printează cu aceste imprimante. Printarea 3D este unul dintre cele mai recente progrese în domeniul imagisticii cardiace și reprezintă practic o printare 3D a imaginilor 3D achiziționate prin tehnici imagistice.
Spre deosebire de metodele tradiționale, imprimarea 3D este o tehnică de fabricație aditivă care creează obiecte tridimensionale prin construirea unor straturi succesive de materie primă, cum ar fi biomaterialele plastice și termosensibile. Abordările de imprimare 3D pot diferi în ceea ce privește modul în care straturile sunt depozitate și în tipul de materiale utilizate.
Aplicațiile clinice ale printării 3D în cardiologie.
În primul rând, pentru înțelegerea unor anatomii complexe, mai ales în cazul celor cu malformații cardiace congenitale în care avem nevoie de o înțelegere foarte exactă a relațiilor anatomice dintre diverse structuri cardiace. Un exemplu este un cord printat la un pacient cu ventricol drept cu dublă ieșire. Un alt exemplu este un pacient cu transpoziția vaselor mari. Este o malformație extrem de complexă în care vasele mari care pornesc din inimă sunt din origini diferite față de cele normale. S-a obținut modelul 3D a cordului printat și s-au simulat două proceduri chirurgicale diferite pentru a vedea care ar duce la un rezultat mai bun care să fie aplicat la acest bolnav. Dacă chirurgul are acest cord în mână înaintea operației chirurgicale poate planifica cu mai mare exactitate tehnica chirurgicală pentru că are informația anatomică în palmă. Diferitele componente ale cordului și circulației sunt printate 3D cu diferite culori pentru a înțelege mai bine relația dintre ele.
Cea de-a doua posibilă aplicare a tehnologiilor 3D printing în cardiologie se referă la planificarea procedurală în cazul intervențiilor complexe. De exemplu, un model printat 3D a urechiușii stângi care demonstrează că avem atâtea feluri de urechiușă stângă câți pacienți avem. Există dispozitive care se implantează în această urechiușă stângă pentru a închide urechiușa. Având modelul 3D printat pe baza imaginii CT știm ce dispozitiv să selectăm pentru a fi implantat în acel loc.
Valvele pot fi printate 3D pe baza imaginilor CT
Pot fi evidențiate cu alte culori depunerile de la nivelul valvei mitrale. Se poate realiza printarea 3D a inelului mitral înainte și după intervenția chirurgicală de corecție. De asemenea, în cazul planificării procedurii de angioplastie percutană se pot face testările necesare înainte de intervenție prin utilizarea acestor modele 3D personalizate pentru acei pacienți asupra cărora se va face intervenția. Se poate printa și valva aortică calcificată. Se pot vedea zonele de calcificare și evident că putem planifica mai bine procedura de tratament sau procedura chirurgicală. Aceste determinări ale valvei aortice prin utilizarea modelelor 3D s-au demonstrat a fi perfect. În cazul în care tratamentul chirurgical s-a dovedit a nu fi optim putem obține pe baza modelului 3D informația privind poziția imperfectă a valvei și putem planifica tratamentul.
Intervențiile făcute prin control 3D comparativ cu intervențiile făcute prin tehnica standard au arătat o rată mai bună a complicațiilor și timp mai mic de expunere la radiații.
Tehnologia 3D printing în asistarea procedurilor de stentare coronariană
Stantarea coronariană ne aduce cazuri complexe ce pot fi o provocare. Atunci avem nevoie de informații anatomice complexe. De asemenea, avem nevoie de informații precise pentru a ști unde să poziționăm stentul sau cât de lung să fie acest stent. Se simulează diferite poziții ale stentului și se alege pentru implantare acea poziție unde riscul intervenției este cel mai mic. Forța de frecare reziduală este cea mai mică și care predispune la cele mai puține complicații. Pentru testarea dispozitivelor au fost propuse modele de 3D printing. Acestea au testate în laborator pentru a produce condițiile circulatorii.
Posibilitățile de printare 3D reprezintă un progres major în domeniul imagisticii cardiace. Principala utilitate a acestor tehnologii este limitată la planificarea procedurilor complexe în afecțiuni cardiace structurale. Potențialul direcției de viitor ar include testarea noilor materiale, noilor dispozitive, implantarea de stenturi ghidate și bioprinting-ul.
Concluzie
În concluzie, cardiologia intervențională se dezvoltă și se diversifică considerabil, iar anticiparea rămâne cheia procedurilor de succes. Modelele de imprimare 3D cu materiale care imită caracteristicile țesutului prin integrarea tuturor datelor anatomice individuale care influențează gestul intervențional și accesul de neegalat la testare și simulare a procedurilor înainte de realizarea lor in situ, va aduce probabil o îmbunătățire a îngrijirii medicale.
Average Rating