學(xué)醫(yī)的都知道，X光機的發(fā)明為醫(yī)生提供了獲取二維信息的可能，后來出現(xiàn)的CT和核磁共振可以提供患處的三維信息，到了3D打印模型實現(xiàn)后，醫(yī)學(xué)得到了另一個提升。利用3D打印技術(shù)制作的關(guān)節(jié)、骨骼、義齒等模型可用于骨科、口腔科等，這在我國已不鮮見。但今天與大家聊的不是3D打印的骨骼或義齒，而是心臟血管及瓣膜。
要了解3D打印的心臟瓣膜需知曉TAVI
心臟瓣膜性疾病是常見的心臟疾病，其中的主動脈瓣狹窄多是先天性或風(fēng)濕炎癥，以及比例較少的老年性主動脈瓣鈣化引起。近年來，隨著社會老齡化，老年人單純性主動脈瓣鈣化引發(fā)的主動脈瓣狹窄越來越多見，患者一旦發(fā)展至嚴重主動脈瓣狹窄伴有臨床癥狀如心絞痛、暈厥和心力衰竭，預(yù)后極差，生存期僅2-5年。經(jīng)皮主動脈瓣球囊擴張術(shù)和藥物治療僅能姑息性緩解臨床癥狀，但現(xiàn)實中，這一人群通常合并較多的基礎(chǔ)疾病，身體耐受性差，約有超過1/3不能接受外科開胸手術(shù)。
2005年，世界首例微創(chuàng)不停跳外科主動脈瓣置換術(shù)被宣布獲得成功。這個手術(shù)正是TAVI，即經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)，它的出現(xiàn)為高齡危重主動脈瓣狹窄患者帶來了延續(xù)生命的希望。
TAVI是怎么做的呢？
TAVI是將支架技術(shù)和生物瓣技術(shù)進行了有機結(jié)合，用哺乳動物（牛或馬）心包或生物瓣膜制成的三葉瓣縫合在金屬網(wǎng)狀支架內(nèi)，兩者一起折疊壓縮進輸送導(dǎo)管或球囊導(dǎo)管，通過自膨脹或球囊擴張方式釋放并撐在大動脈根部，將原鈣化狹窄的瓣膜推開而被人工瓣取代，起到解除梗阻、改善心功能的作用。
手術(shù)操作時可使用兩種入路，即經(jīng)股動脈逆向入路和經(jīng)心尖前向入路，兩者原則是相同的。研究發(fā)現(xiàn)，兩種入路的30天生存率相似，均有一定的局部穿刺點并發(fā)癥發(fā)生率。但經(jīng)股動脈法操作更簡單，不需外科醫(yī)生幫忙即可完成，目前發(fā)展趨勢是首選股動脈法，對血管路入途徑不能滿足手術(shù)條件者才用經(jīng)心尖法。
在TAVI開展并迅速發(fā)展的10年，它的覆蓋國家已有40多個，到2013年，TAVI已用于超過50000例患者。不論是早期的單中心小規(guī)模注冊研究還是近期的數(shù)個大規(guī)模多中心注冊研究、以及前瞻性隨機對照研究均顯示了TAVI在高危嚴重主動脈瓣狹窄患者治療重度安全性和有效性。
3D打印模型為TAVI提供了什么？
TAVI實施前，醫(yī)生通過影像手段了解患者瓣膜數(shù)據(jù)，并在腦中形成立體結(jié)構(gòu)，可以說手術(shù)的成功主要依靠術(shù)者的臨床水平、經(jīng)驗和“想象力”，剩下的就是“運氣”。如果測量的瓣口尺寸與實際不符，很可能會出現(xiàn)支架移位、脫位，手術(shù)失敗患者死亡。
所以你會問，如果能在體外測量或觀摩就好了。的確，炫酷的3D打印模型技術(shù)正在解決這一問題。
這是用3D打印制作模型的準備階段：
然后通過嚴格的質(zhì)檢工藝生產(chǎn)的模型：
模型能顯示瓣口大小，以及瓣膜狀況和鈣化點位置（藍色部分為鈣化點），為臨床醫(yī)生提供最直觀可見的參考。
3月5日下午，北京阜外醫(yī)院順利完成首例3D打印技術(shù)引導(dǎo)下的TAVI手術(shù)。該例手術(shù)從最初的患者手術(shù)方案制定，到方案可行性測試，再到植入瓣環(huán)尺寸確定都借助了3D打印技術(shù)，最大限度提高了手術(shù)成功率，系國內(nèi)首創(chuàng)。據(jù)該手術(shù)的主刀醫(yī)生北京阜外醫(yī)院吳永健教授介紹，他們在術(shù)前通過Materialise Mimics專業(yè)3D影像處理軟件對患者的心臟CT數(shù)據(jù)進行三維重建打印，復(fù)制出和患者一模一樣的動脈根部模型及病灶鈣化點。醫(yī)療團隊進行術(shù)前模擬，并通過模擬中的球囊擴張情況獲取鈣化點位移情況以確定瓣膜的精確置換位置以及瓣環(huán)型號的選擇，以進一步提高TAVI手術(shù)成功率，這也是運用3D技術(shù)的一大重要原因。
據(jù)悉，Heartprint flex 是目前市場上最接近人體心臟的3D打印材料，幫助3D打印模型從觸感、軟硬度、彈性等多個指標都最大程度接近真實人體。
吳教授在采訪中還提到，對于哪些患者需要在3D打印技術(shù)引導(dǎo)下實施TAVI手術(shù)，已經(jīng)在研究中，試驗的最終數(shù)據(jù)將為臨床提供推薦建議。
3D打印技術(shù)能為心血管領(lǐng)域做什么？
3D打印技術(shù)可根據(jù)患者個體的二維掃描數(shù)據(jù)再通過專業(yè)處理軟件最后實現(xiàn)定制化的心臟建模，實現(xiàn)精準的數(shù)據(jù)測量；其次，個性化的3D打印心臟模型有助于研究生教學(xué)，它可以更加形象直觀地向?qū)W生展示復(fù)雜案例中的特殊心臟結(jié)構(gòu)，便于老師講解；最后，也是最重要的一點，心臟建模數(shù)據(jù)和個性化的3D打印心臟模型可以用來觀察患者復(fù)雜的心臟解剖結(jié)構(gòu)，進一步輔助醫(yī)生進行手術(shù)規(guī)劃與預(yù)演，以找到最佳手術(shù)路徑，這對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)性心臟病尤為重要。
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