По данным Центра по контролю за заболеваниями, ежегодно в США от сердечных заболеваний умирает более полумиллиона человек. Чтобы диагностировать эти сердечные заболевания и лечить их до того, как произойдет самое худшее, врачи все чаще полагаются на процесс, известный как катетеризация сердца. Только в 2013 году в США было выполнено более 2,7 миллиона катетеризации сердца. Вставляя трубку, обычно через пах, вверх в сердце и вводя краситель, видимый на рентгеновском снимке, врачи могут определить, как работает сердце, размер его камер и есть ли какие-либо закупорки или аномалии, среди прочего. вещи. Хотя этот процесс не является очень инвазивным, осложнения все же могут возникнуть.
Проект CASCADE, финансируемый ЕС (Когнитивный автономный катетер, работающий в динамических средах), направлен на создание интеллектуального роботизированного сердечного катетера, который сможет определять подверженные риску области в кровеносном сосуде пациента и направлять его путь в нужное место, что в конечном итоге снижает риск смещения кальция или бляшек в артериях или повреждения стенок артерий. Чтобы правильно разработать устройство, CASCADE стремился точно смоделировать реалистичные условия испытаний. В результате они обратились в сервисное бюро 3D-печати и компанию-разработчика программного обеспечения Materialise.
Materialise уже имеет подразделение, занимающееся производством моделей для здоровья сердца, метко названное HeartPrint. Благодаря материалам, имитирующим сердечную ткань, и программному обеспечению, способному преобразовывать изображения КТ в файлы САПР для 3D-печати, компания хорошо подходила для этой задачи. Используя пакет программного обеспечения Mimic Innovation Suite, команда Materialise создала для конкретного пациента модель всего пути от паха через аорту до аортального клапана. Команда преобразовала компьютерную томографию в цифровую модель и разделила ее на четыре модульные взаимосвязанные части с помощью своей цифровой программы CAD 3-matic.
Модель была напечатана на 3D-принтере с использованием материала HeartPrint® Flex от Materialise, который точно имитирует естественное ощущение сердца и реалистично пульсирует при подключении к насосу для имитации кровотока. Взгляните на него слева. Это один длинный, сложный кусок трубки, который внутри человека, от которого была получена компьютерная томография, будет проходить от внутренней поверхности бедра вверх и до самого сердца. А поскольку печать сосудистого дерева является модульной, врачи потенциально могут печатать в 3D различные патологии, с которыми может столкнуться катетер на пути к сердцу, например, аневризмы или участки тканей с кальцинозом. Поскольку команда CASCADE также надеется использовать свою умную катетеризацию для обучения студентов-медиков и ординаторов, такие напечатанные на 3D-принтере аномалии идеально подходят для образовательных целей.
Команда проекта CASCADE уже приступила к работе с напечатанной на 3D-принтере моделью и прошла проверку у международных ученых и представителя из Европейского Союза. После тщательного рассмотрения и большого количества положительных отзывов проект получил добро на продолжение своей работы. До завершения CASCADE еще несколько лет, но сосудистая модель Materialise сделала многое, чтобы продвинуть его вперед. Хотя было возможно создать модель пути от паха к сердцу, сделать это точно и реалистично без технологии 3D-печати было невозможно.