An attempt to create a blood vessel model with visceral aneurysm by 3D printer

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K16432
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 駒田 智大 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (80718354)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: IVR / 3Dプリンタ / 血管モデル / 血管塞栓術

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、カテーテル治療のための内臓動脈瘤の血管モデルを3Dプリンタで作製し、手術前のシミュレーションや学生や若手医師への教育、患者さんへの説明への利用を目的としている。
前年度までで、CTやMRIなどの臨床画像のDICOMデータから血管データだけを抽出し、STLデータに変換して、3Dプリンタで出力することで、血管形状を再現したモデルや、カテーテルが挿入できる中空構造の血管モデルが作製できることを確認した。特に共同研究を行っている株式会社RICOHのhome-madeのハイドロゲルを用いた3Dプリンタでは、径1㎜の細い血管や高度の屈脚や蛇行した血管を再現した中空構造の血管モデルが作製できることを確認した。
施設内に導入された3Dプリンタの汎用機（Form 3）を使うことで、モデル作製までの時間がほぼ半日と短縮され、臨床への活用を行うのが容易となった。具体的には、カテーテル治療が難しいと思われる症例に対して、治療前に撮影されたCT画像のDICOMデータより、MaterialiseのMimics Innovative Suite for Researchを用いて、臓器の抽出と3Dデータの処理を行い、STLデータを作製する。その作製されたSTLデータより、Form 3で血管モデルを作製し、治療前や治療中にその血管モデルを参照し、ワイヤー形成やカテーテルの蒸気形成を行い、治療が完遂できた症例があった。
これらの成果を症例報告として、Nagoya Journal of Medical Scienceに投稿し、acceptされ、in pressとなっている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

世界で広がっているコロナウイルスの影響により、株式会社RICOHとの共同研究が休止となった。これによりハイドロゲルを用いた3Dプリンタでの血管モデルの作製が難しくなった。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、事前に治療が難しいと予想される症例に対して、施設内に導入された3Dプリンタを利用して、血管モデルを作製し、その効果を検証していく。
また、若い医師に3Dプリンタで作製した血管モデルを使用して指導を行い、その教育効果を検証していく。
さらに血流解析のファントム作製への応用を行っていく予定である。腹部大動脈瘤のステントグラフト内挿術の症例に対して、今まで培てきた手法で、CTのDICOMデータから中空構造の血管モデルを作製し、モデル内に液体の還流を行い、4D－Flow MRIで撮影することで、ステントグラフト内挿術前後での血流変化の解析実験を行ってデータの採取を行っているところである。

Causes of Carryover

研究計画が遅れており、血流動態解析を現在行っている。少額の予算のみが残った。少額であるが、学術発表を行うのに必要な備品の購入などを計画している。