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3D打印技術在Stanford B型主動脈夾層診治中的應用

發表時間：2018年09月05日瀏覽量：

主動脈夾層（aortic dissection，AD）是指各種原因造成的主動脈內膜破裂，血液自破口進入到血管內膜和中膜之間，并撕裂蔓延形成假腔的一類疾病，也是一種兇險的心血管疾病，病情發展快且死亡率高，在治療上困難且復雜。國外相關的統計資料顯示，主動脈夾層的發病率高達0.001% ～ 0.0029%，以中老年居多，男性高于女性，且呈現出逐年上升的趨勢。

1970年，美國Stanford大學的Daily PO 等提出將主動脈夾層分為Stanford A型和Stanford B型。我國學者孫立忠采用孫氏分型法將Stanford B型主動脈夾層細化分型：BC（Complex 復雜）型和BS（Simple 簡單）型。自從Dake MD等在1994年首次報道應用胸主動脈腔內修復術（thoracic endovascular aortic repair，TEVAR）治療B型主動脈夾層以來，已成為目前治療B 型主動脈夾層的主要手術方式。

對于近端錨定區長度不足的BC 型主動脈夾層患者，當前重建左鎖骨下動脈（Left subclavian artery，LSA）的手術方式主要包括以下幾種：
（1）雜交手術；
（2）煙囪技術；
（3）分支支架技術；
（4）三明治技術；
（5）開窗技術，包括原位開窗和體外開窗技術。

3D（3-dimensional, 3D）打印技術也稱為快速成型技術（rapid prototyping, RP），主要是以CT 和MRI掃描獲得的數據或計算機輔助設計的數字模型文件為基礎，通過將各種材料逐層打印的方式來制造物體的技術；3D打印的常規步驟包括圖像獲取、數據設計、材料選擇、細胞選擇、生物打印與應用。現將3D打印技術在StanfordB 型主動脈夾層診治中應用綜述如下。

3D打印以其在數字、分層、堆積、直接、快速制造的獨特優越性，已經在醫學領域中得到廣泛應用，尤其為心血管疾病的精準醫療帶來了新的希望。Schmauss D等術前運用3D打印技術顯示出了其獨特的優越性，通過打印出的3D模型不但能清晰的觀察到精細的解剖結構及病變部位，且術前可進行手術的模擬，在具體手術實施時可提供巨大幫助。

在B 型主動脈夾層的診療中，運用患者術前CT 血管造影（computed tomography angiography，CTA）或磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）的DICOM格式的影像數據，進行等比例的3D模型打印；3D打印技術的發展，不僅為體外開窗技術的術前測量提供了一個直觀和有形的3D模型，而且其優于屏幕上重建的三維圖像；通過CTA或MRA 等影像學數據，醫生可以了解患者不同掃描層面的病變情況，根據三維重建影像，綜合運用自己多年積累的解剖學知識，通過在大腦中的空間想象，構建出一個立體的“三維模型”，這也是一個對二維斷層影像進行三維重建的再加工重建的過程，十分依賴于醫師基礎解剖知識和空間想象能力，而對那些存在變異或復雜的解剖結構，即便擁有豐富臨床經驗的醫師都很難想象出其空間結構。

而通過3D打印模型可以清楚的觀察到主動脈內部夾層真假腔間的關系，真假腔大小，夾層破口位置及大小，破口與主動脈各分支血管之間的位置關系，對解剖關系進一步熟悉，在術前能更加準確對B型主動脈夾層進行細化分型，更能精確的制定手術方案，以降低術中手術方案的變更率；也可以通過3D打印模型在術前更直觀的指導選擇TEVAR主動脈覆膜支架的型號、支架開窗的位置、支架釋放位置。3D打印給外科醫生帶來的不僅是病變的真實展現，而且在手術方式的選擇和術中指導上帶來了福音；其不僅在提高手術效率方面，還在給患者帶來了最大化的治療效果和最小化的傷害方面都有一定的積極意義。

目前國內已有中心報道利用3D打印技術輔助進行體外開窗的案例，解決B型伴有近端不良錨定區的主動脈夾層時需要封閉左鎖骨下動脈的問題。該手術的難點在于開窗孔位置的選擇，單純憑借CTA提供的數據進行體外開窗，會出現測量不精確，繼而在對位上出現一系列問題，導致手術的失敗，為了解決對位不準的問題，以前進行的體外開窗手術往往開窗孔徑比左鎖骨下動脈開口直徑大很多，導致術中及術后出現內漏等一系列問題，這也是TEVAR 左鎖骨下體外開窗技術難以開展的最大障礙。

有了3D打印模型的輔助，使得開窗技術可以更加完美實施，尤其是體外開窗技術，極大的擴展了B型主動脈夾層腔內治療的適應癥，包括在行雜交手術時造成的頸部開放性切口，術后有出現脂肪液化或者切口感染的可能性，且術后疤痕較大，影響美觀，以及在減少手術和麻醉時間，使高齡患者能耐受手術的可能等各方面問題；也在治療的同時兼顧患者微創、美觀方面的需求，則凸顯了3D打印模型的直觀、立體、可視、可觸方面的優越性，達到精準醫療的目的。然而，有研究發現，3D打印模型與術前CTA測量各血管直徑的結果相比，有超出標準差1mm的差異，表明仍需要進一步提高3D模型打印的精確度。

3D模型打印所需的時間也限制了其對病例是有所選擇的，使其不適用于急診手術的患者。通過等比例打印的3D模型，在臨床醫師診療過程中扮演著越來越重要的角色，有助于臨床醫師和患者家屬之間的溝通，指導術前制定更加具體、個體化的手術方案，可以在體外模擬手術過程，減少醫師手術時間、輻射劑量，還可以最大限度的降低內漏的發生率和逆撕為A型夾層的發生風險，提高手術成功率，更加符合精準治療的需求。

來源：《血管與腔內血管外科雜志》
作者：趙晶斌，張小鵬，蘇成洋，周棟. 3

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