Impressoras 3D recriam nervo craniano com mais qualidade

Modelo de alta resolução é últil ao aprendizado de residentes

30 Mar, 2017

 

Os pesquisadores criaram um modelo de alta resolução impresso em 3D de um crânio e cérebro com base em imagens de tomografia computadorizada e ressonância magnética.  As imagens detalham os nervos cranianos de formas que superam as imagens de diagnóstico padrão. A neuroanatomia complexa dos nervos pode ser melhor entendida e representada pelo uso de modelos impressos-3D altamente personalizáveis, de acordo com um relatório do Journal of Digital Imaging.

Em seu projeto, os pesquisadores da Universidade George Washington, em Washington, DC, aperfeiçoaram manualmente a segmentação informatizada dos nervos cranianos e tronco cerebral em imagens de RM após a reconstrução em 3D inicial. Eles criaram o crânio com a base de dados de TC, utilizando software livre para criar nervos cranianos lisos, graficamente concebido para garantir a instalação adequada de cada nervo no forame neural. Um serviço comercial foi utilizado para a impressão.

O resultado foi um modelo impresso 3D durável e preciso dos nervos cranianos usando RM e TC de pacientes do ângulo pontocerebelar e base do crânio, de acordo com dr. Ramin Javan. Os modelos resultantes podem ser utilizados para fins de ensino para bolsistas de neurorradiologia e residentes.

"O que isso acrescenta à imagem transversal é uma significativamente melhor compreensão tridimensional da anatomia, que às vezes não é bem visualizada na imagem devido ao seu pequeno tamanho, técnica de imagem, presença de artefatos, ou a distorção por processos patológicos tais como tumores", disse Javan.

Saber o curso esperado dos nervos é importante para a interpretação do nível subespecialidade da neuroimagem.

Existem poucas publicações que cobrem a impressão de modelos personalizados em 3D de nervo craniano, escreveram os autores. A única disponível comercialmente tende a ser modelo físico do cérebro e contém a totalidade somente da zona de entrada da raiz, falta todo o curso de nervos cranianos da base do crânio e a personalização.

Modelos melhores são necessários não só para o planejamento cirúrgico, mas também para a simulação cirúrgica. Um modelo detalhado poderia ser usado para a prática de procedimentos cirúrgicos, como a microcirurgia de descompressão neurovascular para a neuralgia trigeminal, ou ressecção de schwannoma vestibular e massas de ângulo pontocerebelar. O projeto procurou construir um nervo e cérebro com modelo de haste craniana mais funcional e viável do que o que estava disponível anteriormente.

Os três componentes do modelo incluem os nervos cranianos; o tronco cerebral, que serviu como o tronco dos nervos cranianos; e a base do crânio ósseo. Embutir os elementos juntos é um aspecto importante do projeto, assim as peças são facilmente reunidas e separáveis. Os componentes devem, idealmente, ser do mesmo doente; no entanto, o software pode ajustar as peças de vários pacientes após a reconstrução, se necessário.

 

O modelo de nervo craniano impresso em 3D a partir de RM e TC
Fonte: AuntMinnie.com

 

Construção do modelo

O trabalho de design foi realizado em um MacBook Apple. Foram utilizados software 3D Studio Max (Autodesk), Photoshop (Adobe), OsiriX Lite, um PACS baseado em Mac, e Mimics (Materialise) para criar os arquivos de estereolitografia (STL), o que poderia, alternativamente, ser criado sem o software proprietário, mas com tempo de processamento adicional.

O modelo começou com um conjunto de alta resolução de imagens de RM do cérebro exportadas com configurações que permitiram que os nervos cranianos fossem bem visualizados em fundo de fluido cerebroespinhal. As imagens em JPEG foram a base para a reconstrução 3D de um modelo aproximado de nervos cranianos I-XII à medida que saem do tronco cerebral.

As imagens foram segmentadas manualmente usando o Photoshop. E imagens em escala de cinza originais foram usadas para segmentar manualmente os nervos cranianos. As pilhas de imagens segmentadas em JPEG do caule de nervos cranianos e cérebro foram importadas para OsirX Lite separadamente usando JPEG-to-DICOM. Com informações de Eric Barnes, de AuntMinnie.com.

 

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