Создание антропоморфных тест-объектов брюшного отдела аорты для компьютерно-томографической ангиографии

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.