Μεθοδολογία για αυτοματοποιημένη κατασκευή προσομοιωμάτων καρωτιδικής αρτηρίας με παραμετρική στένωση μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης

Abstract

Η Καρωτιδική νόσος ευθύνεται για μεγάλο αριθμό εγκεφαλικών ισχαιμικών επεισοδίων και προκαλείται στην πλειοψηφία των περιπτώσεωναπό την ανάπτυξη αθηρωματικής πλάκας στο εσωτερικό των καρωτιδικών αρτηριών. Μπορεί να διαγνωστεί με μη-επεμβατικές απεικονιστικές εξετάσεις. Κατά την ανάπτυξη νέων απεικονιστικών μεθόδων αλλά και κατά την εκπαίδευση των χειριστών απεικονιστικών των μηχανημάτων κρίνεται χρήσιμη η αξιοποίηση phantom που εξομοιώνουν την λειτουργία τηςκαρωτίδας. Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την ανάπτυξη εφαρμογήςγια την αυτοματοποιημένη παραγωγή καλουπιών κατασκευής phantom της καρωτιδικής αρτηρίας. Η κατασκευή των καλουπιών γίνεται παραμετρικά για διάφορα ποσοστά στένωσης. Τα εκμαγεία παράγονται με χρήση 3Dεκτύπωσης και τα τελικά phantom κατασκευάζονται από το υλικό PVA (πολυβινυλική αλκοόλη ) μέσω αυτών των καλουπιών. Η εφαρμογή γράφτηκεσε γλώσσα Python με χρήση της βιβλιοθήκης CadQuery2. Το σχέδιο των παραγόμενων καρωτίδων βασίζεται σε γεωμετρικό μοντέλο που αναπτύχθηκε βασιζόμενο σε ανατομικά μοντέλα καρωτίδας. Για την αξιολόγηση της εφαρμογής, πραγματοποιήθηκε μελέτη υπολογιστικής ρευστοδυναμικής για τη διερεύνηση της ροής αίματος από αρτηρίες που έχουν παραχθεί μέσω τηςεφαρμογής. Τέλος, κατασκευάστηκε πρωτότυπο εκμαγείο και εκτυπώθηκε σε 3D εκτυπωτή. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε έγχυση υλικού PVA και κατασκευάστηκε ένα πρωτότυπο του phantom.