亚洲3D打印、增材制造展览会

2021.05.26-28

国家会展中心(上海)

行业新闻

3D打印在复杂心血管手术术前模拟中的应用

上个月,华东地区南昌市的医生首次使用3D打印技术协助了一场复杂的心血管手术。在概述出最终计划之前,中国江西省南昌大学第二附属医院的一个术前评估团队依靠3D打印技术,为一名患有严重主动脉瓣狭窄的高危老年患者模拟了一场经导管主动脉瓣置换术(TAVR)手术。利用3D打印进行体外实验模拟,他们能够评估手术的相关风险。手术的成功让他们意识到,3D打印技术可以帮助其他医生为患者设计更加个性化的治疗方案。

主动脉瓣狭窄是临床上常见的心脏病,当心脏主动脉瓣不能完全打开,使血液不能正常流动而发生的一种高发病率和死亡率的疾病。一旦出现症状,如果不进行手术治疗,死亡率非常高,一年和五年的生存率分别为52%和22%。该病是老年人最常见的瓣膜性心脏病,且随年龄增长而增加。在中国,75岁以上的患者中,中度或重度主动脉瓣狭窄的发病率超过2%。

据二附院报道,为了治疗这种疾病,外科医生通常会进行胸腔切开主动脉瓣置换术,但对于老年人和有其他严重基础疾病的人来说,手术风险远远大于疾病本身的风险。而外科医生则倾向于选择TAVR瓣膜置换手术,因为它具有微创性、不需要体外循环、术后恢复率高的特点。尽管如此,许多并发症仍然困扰着这一手术,如瓣环破裂、急性冠脉开口梗阻、瓣旁漏等。

中国的外科医生断言,在TAVR手术中,他们无法直接观察整个主动脉根部,也无法切开心脏观察内部解剖结构,因此,他们在准备手术时,通常只依靠计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和心脏超声检查,这些检查只能为他们提供患者的二维图像,而且视野非常有限。

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利用Venus A瓣膜进行TAVR手术前的3D模型重建(来源:南昌大学第二附属医院)

与传统的规划相比,事实证明3D打印技术在术前准备中极为有用,它将患者的二维图像平面数据转化为1:1的全尺寸模型,外科医生可以用它将一个非常复杂的手术可视化、标准化。越来越多的证据表明,这些3D打印模型可以通过减少手术时间来提高患者的安全性和准确性。

在二附院心血管内科主任吴艳青的带领下,术前评估小组决定先进行体外实验模拟,评估患者手术过程中的风险,再确定手术策略。

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体外TAVR手术模拟实验(来源:南昌大学第二附属医院)

这位73岁的男性患者给外科医生带来了真正的挑战。他的医生检测到了中高危STS(胸外科协会评分),是基于STS国家成人心脏手术数据库数据的有效的开放手术风险预测模型。此外,该患者术前CT扫描提示双叶主动脉瓣,严重钙化,冠状动脉闭塞风险高。基于所有这些考虑,3D打印的术前方法是理想的。

效果上,3D重建和打印的真实图像都证实了钙化病灶对左心室流出的阻塞恶化。随后,团队进行了体外模拟实验,使用Venus Medtech的23毫米球囊进行预扩张,并使用26毫米TAVR Venus-A瓣膜植入物。

实验结果证实,植入瓣膜后,左冠状动脉的开口没有受到任何影响。 此外,体外TAVR手术模拟实验结果也证明了其具有足够的预见性,可以继续进行患者手术。最后,在各专业团队的配合下,该患者的TAVR手术顺利完成。

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外科医生用3D打印模型模拟TAVR手术(来源:南昌大学第二附属医院)

最新的PARTNER 3系列随机对照试验显示,在低风险患者中,TAVR在一年后减少死亡、中风或再次住院方面,优于另一种被称为外科主动脉瓣置换术(SAVR)的主动脉瓣狭窄常规手术治疗。尽管如此,并不是所有的主动脉瓣狭窄患者都是低风险的,事实上,南昌大学附属医院治疗的患者被认为是高风险的。此外,该院专家认为,一般情况下,患者在手术前应进行更全面的评估,真正做到精准医疗、个体化医疗。

这与基于单方面知识的传统治疗模式截然不同。事实上,这个基于术前3D打印技术的TAVR手术实例,需要心血管内科、影像专家、心脏外科医生的有效团队合作才能获得成功。

医院称,各专业领域和技术的共同努力,有助于为不同患者设计高度个性化的治疗方案,从而最大限度地保证患者的安全。因此,二附院TAVR团队期望未来利用3D打印技术引领江西省TAVR手术,实现更全面、更高质量的进步。




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