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Erschienen in: Journal of Artificial Organs 3/2018

19.03.2018 | Original Article

To what extent can 3D model replicate dimensions of individual mitral valve prolapse?

verfasst von: Takashi Shirakawa, Masao Yoshitatsu, Yasushi Koyama, Akira Kurata, Toru Miyoshi, Hiroki Mizoguchi, Takafumi Masai, Koichi Toda, Yoshiki Sawa

Erschienen in: Journal of Artificial Organs | Ausgabe 3/2018

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Abstract

Determining the complex geometry of mitral valve prolapse is often difficult. We constructed 3D models of six prolapsed mitral valves for surgical assessment, and evaluated how accurately the models could replicate individual valve dimensions. 3D polygon data were constructed based on an original segmentation method for computed tomography images. The model’s replication performance was confirmed via dimensional comparison between the actual hearts during surgery and those models. The results revealed that the prolapsed segments matched in all cases; however, torn chordae were replicated in four cases. The mean height differences were 0.0 mm (SD 1.6, range − 2 to + 2 mm) for the anterolateral side, 0.0 mm (SD 1.7, range − 2 to + 2 mm) for the prolapsed leaflet center, and − 1.5 mm (SD 0.6, range − 1 to − 2 mm) for the posteromedial side. Regression analysis showed a strong and positive correlation, and Bland–Altman plots indicated quantitative similarity of the models to the actual hearts. We concluded that our 3D valve models could replicate the actual mitral valve prolapses within acceptable dimensional differences. Our concepts are useful for better 3D valve creation and better surgical planning with reliable 3D valve models.
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1.
Zurück zum Zitat Giannopoulos AA, Mitsouras D, Yoo SJ, Liu PP, Chatzizisis YS, Rybicki FJ. Applications of 3D printing in cardiovascular diseases. Nat Rev Cardiol. 2016;13:701–18.CrossRefPubMed Giannopoulos AA, Mitsouras D, Yoo SJ, Liu PP, Chatzizisis YS, Rybicki FJ. Applications of 3D printing in cardiovascular diseases. Nat Rev Cardiol. 2016;13:701–18.CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Binder TM, Moertl D, Mundigler G, Rehak G, Franke M, Delle-Karth G, Mohl W, Baumgartner H, Maurer G. Stereolithographic biomodeling to create tangible hard copies of cardiac structures from echocardiographic data: in vitro and in vivo validation. J Am Coll Cardiol. 2000;35:230–7.CrossRefPubMed Binder TM, Moertl D, Mundigler G, Rehak G, Franke M, Delle-Karth G, Mohl W, Baumgartner H, Maurer G. Stereolithographic biomodeling to create tangible hard copies of cardiac structures from echocardiographic data: in vitro and in vivo validation. J Am Coll Cardiol. 2000;35:230–7.CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat Jacobs S, Grunert R, Mohr FW, Falk V. 3D-imaging of cardiac structures using 3D heart models for planning in heart surgery: a preliminary study. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2008;7:6–9.CrossRefPubMed Jacobs S, Grunert R, Mohr FW, Falk V. 3D-imaging of cardiac structures using 3D heart models for planning in heart surgery: a preliminary study. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2008;7:6–9.CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Costello JP, Olivieri LJ, Krieger A, Thabit O, Marshall MB, Yoo SJ, Kim PC, Jonas RA, Nath DS. Utilizing three-dimensional printing technology to assess the feasibility of high-fidelity synthetic ventricular septal defect models for simulation in medical education. World J Pediatr Congenit Heart Surg. 2014;5:421–6.CrossRefPubMed Costello JP, Olivieri LJ, Krieger A, Thabit O, Marshall MB, Yoo SJ, Kim PC, Jonas RA, Nath DS. Utilizing three-dimensional printing technology to assess the feasibility of high-fidelity synthetic ventricular septal defect models for simulation in medical education. World J Pediatr Congenit Heart Surg. 2014;5:421–6.CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat Vukicevic M, Puperi DS, Grande-Allen KJ, Little SH. 3D printed modeling of the mitral valve for catheter-based structural interventions. Ann Biomed Eng. 2017;45:508–19.CrossRefPubMed Vukicevic M, Puperi DS, Grande-Allen KJ, Little SH. 3D printed modeling of the mitral valve for catheter-based structural interventions. Ann Biomed Eng. 2017;45:508–19.CrossRefPubMed
6.
Zurück zum Zitat Olivieri LJ, Krieger A, Loke YH, Nath DS, Kim PC, Sable CA. Three-dimensional printing of intracardiac defects from three-dimensional echocardiographic images: feasibility and relative accuracy. J Am Soc Echocardiogr. 2015;28:392–7.CrossRefPubMed Olivieri LJ, Krieger A, Loke YH, Nath DS, Kim PC, Sable CA. Three-dimensional printing of intracardiac defects from three-dimensional echocardiographic images: feasibility and relative accuracy. J Am Soc Echocardiogr. 2015;28:392–7.CrossRefPubMed
7.
Zurück zum Zitat Shiraishi I, Yamagishi M, Hamaoka K, Fukuzawa M, Yagihara T. Simulative operation on congenital heart disease using rubber-like urethane stereolithographic biomodels based on 3D datasets of multislice computed tomography. Eur J Cardiothorac Surg. 2010;37:302–6.PubMed Shiraishi I, Yamagishi M, Hamaoka K, Fukuzawa M, Yagihara T. Simulative operation on congenital heart disease using rubber-like urethane stereolithographic biomodels based on 3D datasets of multislice computed tomography. Eur J Cardiothorac Surg. 2010;37:302–6.PubMed
8.
Zurück zum Zitat Shirakawa T, Koyama Y, Mizoguchi H, Yoshitatsu M. Morphological analysis and preoperative simulation of a double-chambered right ventricle using 3-dimensional printing technology. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2016;22:688–90.CrossRefPubMed Shirakawa T, Koyama Y, Mizoguchi H, Yoshitatsu M. Morphological analysis and preoperative simulation of a double-chambered right ventricle using 3-dimensional printing technology. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2016;22:688–90.CrossRefPubMed
10.
Zurück zum Zitat Witschey WR, Pouch AM, McGarvey JR, Ikeuchi K, Contijoch F, Levack MM, Yushkevick PA, Sehgal CM, Jackson BM, Gorman RC, Gorman JH. Three-dimensional ultrasound-derived physical mitral valve modeling. Ann Thorac Surg. 2014;98:691–4.CrossRefPubMedPubMedCentral Witschey WR, Pouch AM, McGarvey JR, Ikeuchi K, Contijoch F, Levack MM, Yushkevick PA, Sehgal CM, Jackson BM, Gorman RC, Gorman JH. Three-dimensional ultrasound-derived physical mitral valve modeling. Ann Thorac Surg. 2014;98:691–4.CrossRefPubMedPubMedCentral
11.
Zurück zum Zitat Carpentier A. Cardiac valve surgery—the “French correction”. J Thorac Cardiovasc Surg. 1983;86:323–37.PubMed Carpentier A. Cardiac valve surgery—the “French correction”. J Thorac Cardiovasc Surg. 1983;86:323–37.PubMed
12.
Zurück zum Zitat Bland JM, Altman DG. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet. 1986;1:307–10.CrossRefPubMed Bland JM, Altman DG. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet. 1986;1:307–10.CrossRefPubMed
13.
Zurück zum Zitat Pouch AM, Yushkevich PA, Jackson BM, Jassar AS, Vergnat M, Gorman JH, Gorman RC, Sehgal CM. Development of a semi-automated method for mitral valve modeling with medial axis representation using 3D ultrasound. Med Phys. 2012;39:933–50.CrossRefPubMed Pouch AM, Yushkevich PA, Jackson BM, Jassar AS, Vergnat M, Gorman JH, Gorman RC, Sehgal CM. Development of a semi-automated method for mitral valve modeling with medial axis representation using 3D ultrasound. Med Phys. 2012;39:933–50.CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
To what extent can 3D model replicate dimensions of individual mitral valve prolapse?
verfasst von
Takashi Shirakawa
Masao Yoshitatsu
Yasushi Koyama
Akira Kurata
Toru Miyoshi
Hiroki Mizoguchi
Takafumi Masai
Koichi Toda
Yoshiki Sawa
Publikationsdatum
19.03.2018
Verlag
Springer Japan
Erschienen in
Journal of Artificial Organs / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 1434-7229
Elektronische ISSN: 1619-0904
DOI
https://doi.org/10.1007/s10047-018-1033-6

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