2017 Fiscal Year Research-status Report
An attempt to create a blood vessel model with visceral aneurysm by 3D printer
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17K16432
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
駒田 智大 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (80718354)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 3Dプリンタ / 血管モデル / IVR / 塞栓術 / 動脈瘤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内臓動脈瘤のカテーテル治療のシミュレーターとして利用できるような血管モデルを3Dプリンタで作成するために、平成29年度は細く蛇行した血管形状を再現できる血管モデルの開発を行った。
自施設の倫理委員会での承認を受けたのちに、臨床目的で撮影された画像のDICOMデータより、ワークステーションで血管の情報だけを抽出を行った。抽出された血管データ(DICOMデータ)を、3Dプリンタに対応したデータフォーマット(SLT形式)への変換を行った。さらに、CADソフトで、ブロック内に血管形状の空洞を再現したデータを作成した。そのデータを元に、共同研究をおこなっているRICHO株式会社の3Dプリンタで、ハイドロゲルを素材とした血管モデルの作成をした。
作成できた血管モデルを、どの程度の末梢血管まで再現できているのか、柔軟性は適当かといった点を、視覚や触覚で確認し、その完成度を評価した。ハイドロゲルで作成することで、径1㎜以下の蛇行した血管の形状を中空構造として再現できることを確認した。
さらにカテーテルが挿入可能か、カテーテルを挿入した感触、カテーテルを動かすための潤滑油の種類、目視でのカテーテルの視認性、X線透視装置での視認性などの検討を行った。潤滑油にはサラダ油を用いることで、2.3Fマイクロカテーテルが深部まで挿入できることができ、モデル内に作成した動脈瘤の内部に金属コイルを留置することができることを確認した。
脳動脈瘤や内腸骨動静脈奇形の血管モデルの作製を行い、その成果を第46回日本IVR学会総会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
自施設の生命倫理委員会で承認を受けることで、臨床目的で撮影された画像データや設備が利用できるようになった。それにより高精細なデータと医療用ワークステーションを用いることで、血管モデル用のより精度の高いSTLデータを得られるようになっている。
RICHO株式会社のハイドロゲルを用いた3Dプリンタを用いて、ブロック内に血管の形状を再現した中空構造を作成することが可能となっている。その精度は径1㎜以下の蛇行した中空構造も再現でき、血管モデルの作製に適していることが確認できた。
ただし、モデルに色素が沈着しているために、モデル内にカテーテルを挿入した際に、カテーテルがやや見にくいといった課題も認められた。これに関しては、素材の透明度を上げることである程度改善することができたが、血管モデルの構造を工夫することでさらなる改善を行う予定である。
カテーテルを挿入した際にモデルとの摩擦により、深部に送りにくいといった問題も生じたが、サラダ油を潤滑油としてモデルの表面に塗布することである程度改善された。それでも実際のカテーテル操作の感覚とはずれを生じており、潤滑油の開発や素材の改良なども見直す必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は内臓動脈瘤の塞栓術への臨床応用として、3Dプリンタで作成した動脈瘤の血管モデルを用いて、立体的な血管解剖、カテーテルの実際の動きを検討し、内臓動脈瘤のカテーテルによる塞栓術のシミュレーションを行う。そして、金属コイルなどの塞栓物質の費用の軽減や手技時間の短縮、患者さんの被ばくの軽減に有用かを検証する。結果をフィードバックし、血管モデルの完成度をさらに向上させる予定である。
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| Causes of Carryover |
データを処理するパソコンとしては、国産メーカーのより安く高性能のパソコンを購入したために、価格を抑制できた。
血管モデルの作製費用の予算計上を行ったが、本件度は共同研究のリコー株式会社のみで作成を行ったために、費用が発生しなかった。この予算については次年度において他の企業で血管モデルを作成するための費用とする。
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