心臓弁が機能不全に陥ると、血流は乱れ、危険な状態になります。3Dバイオメディシンは根本的な解決策を提供します。CTスキャンを正確な3次元モデルに変換することです。これらのデジタル双子により、外科医は欠陥のある解剖学的構造をあらゆる角度から観察し、メスを入れる前に狭窄や閉鎖不全の程度を正確に測定できます。
セグメンテーションと血行動態モデリング 🩺
プロセスは、CTやMRIから得られたDICOM画像のセグメンテーションから始まります。専用ソフトウェアを使用して、弁組織を心臓の他の部分から分離し、各ひだや石灰化を再現するポリゴンメッシュを作成します。このモデルは、実際の組織の弾力性を模倣した柔軟な素材で3Dプリントされます。CFD（数値流体力学）シミュレーションにより、血行動態の変数が追加されます。圧力と血流のデータを注入して、乱流と機械的応力の領域を可視化し、機能不全の正確な重症度を定量化します。
手術室に入る前の触覚による検証 🖐️
3Dプリントされた弁に触れることで、手術計画は変わります。医療チームは、物理モデル上で修復や経カテーテル人工弁の展開をリハーサルし、弁周囲逆流や構造破損のリスクを特定できます。この練習により、実際の手術における虚血時間が短縮され、手技の精度が向上し、抽象的な診断が命を救う具体的な体験へと変わります。
3Dバイオメディシンにおける外科手術前に血流の乱れを正確に予測するための心臓弁のデジタル双子の設計方法
(追記: 3Dプリントで心臓を作るなら、鼓動させるか、せめて著作権問題を起こさないようにしてください。)