Создание антропоморфных тест-объектов брюшного отдела аорты для компьютерно-томографической ангиографии
- Авторы: Гусева А.В.1, Коденко М.Р.1,2
-
Учреждения:
- Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
- Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий
- Выпуск: Том 5, № 1S (2024)
- Страницы: 27-29
- Раздел: МОЛОДЫЕ УЧЕНЫЕ: тезисы конференции НПКЦ
- Статья получена: 13.02.2024
- Статья одобрена: 13.03.2024
- Статья опубликована: 03.07.2024
- URL: https://jdigitaldiagnostics.com/DD/article/view/626820
- DOI: https://doi.org/10.17816/DD626820
- ID: 626820
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Антропоморфные тест-объекты сосудов — важный инструмент совершенствования компьютерно-томографических ангиографических исследований, так как они позволяют избежать воздействия лучевой нагрузки на пациента. Представленная работа является продолжением исследования в сфере разработки и внедрения системы имитации пульсового кровенаполнения сосудов для компьютерно-томографических ангиографических исследований. На основании результатов успешной апробации экспериментального стенда с использованием тест-объектов упрощённой формы [1] была инициирована и проведена работа по созданию антропоморфных тест-объектов брюшного отдела аорты, имитирующих нормальный и аневризматически расширенный сосуд.
Цель — создание антропоморфных тест-объектов брюшного отдела аорты из материалов, одновременно имитирующих биомеханические и рентгеновские свойства реального сосуда.
Материалы и методы. Для создания тест-объектов антропоморфной формы были выбраны данные компьютерной томографии пациентов, находящиеся в открытом доступе [2]. С помощью программного обеспечения 3D Slicer проведена сегментация исследований, содержащих нормальный и аневризматически расширенный просвет брюшной аорты. Обработка полученных в ходе сегментации моделей проведена с помощью системы автоматизированного проектирования Autodesk Meshmixer. Подготовка модели к печати выполнена с помощью системы автоматизированного проектирования Polygon X. Печать моделей выполнена из водорастворимого пластика с использованием 3D-принтера Picaso X PRO. Полученная модель использована в качестве основы для создания тест-объекта методом намазки. Для обеспечения равномерной по толщине стенки сосуда разработана конструкция, представляющая собой вращающуюся рамку с регулируемой частотой вращения. В качестве тканеимитирующего материала, обладающего требуемыми рентгеновскими и биомеханическими свойствами, использовано сочетание силиконового матрикса и армирующих нитей [3].
Результаты. Были изготовлены тест-объекты антропоморфной формы для случаев нормального и аневризматически расширенного просвета брюшной аорты в масштабе 1:3 и 1:1. Разработан технологический процесс нанесения материала, который позволил получать равномерный слой материала по всему объёму модели.
Заключение. Результаты предназначены для развития компьютерно-томографических ангиографических исследований с использованием антропоморфных тест-объектов, позволяющих учитывать индивидуальные особенности пациента. Дальнейшее развитие проекта предполагает апробацию полученных тест-объектов в рамках компьютерно-томографического ангиографического исследования с помощью устройства, имитирующего пульсовое кровенаполнение.
Полный текст
Обоснование. Антропоморфные тест-объекты сосудов — важный инструмент совершенствования компьютерно-томографических ангиографических исследований, так как они позволяют избежать воздействия лучевой нагрузки на пациента. Представленная работа является продолжением исследования в сфере разработки и внедрения системы имитации пульсового кровенаполнения сосудов для компьютерно-томографических ангиографических исследований. На основании результатов успешной апробации экспериментального стенда с использованием тест-объектов упрощённой формы [1] была инициирована и проведена работа по созданию антропоморфных тест-объектов брюшного отдела аорты, имитирующих нормальный и аневризматически расширенный сосуд.
Цель — создание антропоморфных тест-объектов брюшного отдела аорты из материалов, одновременно имитирующих биомеханические и рентгеновские свойства реального сосуда.
Материалы и методы. Для создания тест-объектов антропоморфной формы были выбраны данные компьютерной томографии пациентов, находящиеся в открытом доступе [2]. С помощью программного обеспечения 3D Slicer проведена сегментация исследований, содержащих нормальный и аневризматически расширенный просвет брюшной аорты. Обработка полученных в ходе сегментации моделей проведена с помощью системы автоматизированного проектирования Autodesk Meshmixer. Подготовка модели к печати выполнена с помощью системы автоматизированного проектирования Polygon X. Печать моделей выполнена из водорастворимого пластика с использованием 3D-принтера Picaso X PRO. Полученная модель использована в качестве основы для создания тест-объекта методом намазки. Для обеспечения равномерной по толщине стенки сосуда разработана конструкция, представляющая собой вращающуюся рамку с регулируемой частотой вращения. В качестве тканеимитирующего материала, обладающего требуемыми рентгеновскими и биомеханическими свойствами, использовано сочетание силиконового матрикса и армирующих нитей [3].
Результаты. Были изготовлены тест-объекты антропоморфной формы для случаев нормального и аневризматически расширенного просвета брюшной аорты в масштабе 1:3 и 1:1. Разработан технологический процесс нанесения материала, который позволил получать равномерный слой материала по всему объёму модели.
Заключение. Результаты предназначены для развития компьютерно-томографических ангиографических исследований с использованием антропоморфных тест-объектов, позволяющих учитывать индивидуальные особенности пациента. Дальнейшее развитие проекта предполагает апробацию полученных тест-объектов в рамках компьютерно-томографического ангиографического исследования с помощью устройства, имитирующего пульсовое кровенаполнение.
Об авторах
Анастасия Викторовна Гусева
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: anastas_g01@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-1787-4726
Россия, Москва
Мария Романовна Коденко
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет); Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий
Email: kodenkomaria@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0166-3768
SPIN-код: 5789-0319
Россия, Москва; Москва
Список литературы
- Коденко М.Р., Гусева А.В. Устройство для имитации пульсового кровенаполнения брюшного отдела аорты // Digital Diagnostics. 2023. Т. 4, № S1. C. 35–36. EDN: SATOLX doi: 10.17816/DD430337
- MosMedData КТ с признаками аневризмы аорты тип III [Interntet]. Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы»; c2013–2023 [дата обращения: 13.06.2023]. Доступ по ссылке: https://mosmed.ai/datasets/mosmeddata-kt-s-priznakami-anevrizmyi-aortyi-tip-iii/
- Kwon J., Ock J., Kim N. Mimicking the mechanical properties of aortic tissue with pattern-embedded 3D printing for a realistic phantom // Materials. 2020. Vol. 13, N 21. P. 5042. doi: 10.3390/ma13215042
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)