数字孪生技术用于心脏瓣膜故障

发布于 2026年06月08日 | 从西班牙语翻译

当心脏瓣膜出现故障时,血流会变得紊乱且危险。3D生物医学提供了一种根本性的解决方案:将计算机断层扫描转化为精确的三维模型。这些数字孪生体使外科医生能够从任意角度观察缺陷解剖结构,在动刀前精确测量狭窄或关闭不全的程度。

用于生物医学手术规划的狭窄心脏瓣膜3D数字孪生模型

图像分割与血流动力学建模 🩺

该过程始于对CT或MRI获取的DICOM图像进行分割。通过专业软件,将瓣膜组织与心脏其他部分分离,创建出复制每个褶皱和钙化点的多边形网格。该模型采用柔性材料进行3D打印,以模拟真实组织的弹性。CFD(计算流体动力学)模拟增加了血流动力学变量:注入压力和血流数据,可视化湍流区和机械应力区,从而量化瓣膜故障的确切严重程度。

术前触觉验证 🖐️

触摸3D打印的瓣膜改变了手术规划。医疗团队可以在物理模型上演练修复或经导管假体植入,识别瓣周漏或结构破裂的风险。这种做法缩短了实际手术中的缺血时间,提高了手术精度,将抽象的诊断转化为可挽救生命的切实体验。

如何设计心脏瓣膜的数字孪生体,以在手术干预前精确预测血流湍流——3D生物医学应用

(附注:如果你3D打印一颗心脏,请确保它能跳动……或者至少不会引发版权问题。)