>

3D打印可助实现个性化置换心脏瓣膜,3D打印技术

- 编辑:金沙澳门官网 -

3D打印可助实现个性化置换心脏瓣膜,3D打印技术

图片 1

美国俄亥俄州立大学研究团队近日在华盛顿举行的心血管研究技术大会上展示了一种3D打印技术,可通过个性化建模,来判断患者适合哪种心脏主动脉瓣置换方案以及预测手术并发症等,实现因人而治。

3D打印可助实现个性化置换心脏瓣膜

日前,我校附属中山医院心外科课题组在国内首次将3D打印技术应用于经导管主动脉瓣置换手术(TAVI),成功为一名77岁高龄的主动脉瓣重度狭窄合并关闭不全患者实施了TAVI手术规划与导航。

美国俄亥俄州立大学研究团队5日在华盛顿举行的心血管研究技术大会上展示了一种3D打印技术,可通过个性化建模,来判断患者适合哪种心脏主动脉瓣置换方案以及预测手术并发症等,实现因人而治。

进行主动脉瓣置换术的主要原因是患者主动脉瓣狭窄,无法从左心室泵血到主动脉。置换术通常有两种方案,开胸手术或从大腿处插导管将生物瓣膜送入。

电 美国俄亥俄州立大学研究团队近日在华盛顿举行的心血管研究技术大会上展示了一种3D打印技术,可通过个性化建模,来判断患者适合哪种心脏主动脉瓣置换方案以及预测手术并发症等,实现因人而治。

据课题组负责人、中山医院心外科主任王春生教授介绍,3D打印是国际上近年来兴起的一项革命性新技术,该技术通过特殊的计算机软件建立起物体的三维模型,再将其切分成许多截面指导3D打印机逐层打印形成立体实物。3D打印技术在医学领域应用前景广阔,目前已在骨科、牙科等专业开始临床使用,但在心脏外科的应用刚刚起步,国外仅有极个别报道。

进行主动脉瓣置换术的主要原因是患者主动脉瓣狭窄,无法从左心室泵血到主动脉。置换术通常有两种方案,开胸手术或从大腿处插导管将生物瓣膜送入。

研究团队根据不同患者的CT扫描图片,使用多种柔性材料打印出主动脉瓣和周边结构的3D模型,并将模型放在心脏模拟器上做泵血实验,模拟新瓣膜如何工作,以便判断哪种手术方案和瓣膜类型更适合患者。

进行主动脉瓣置换术的主要原因是患者主动脉瓣狭窄,无法从左心室泵血到主动脉。置换术通常有两种方案,开胸手术或从大腿处插导管将生物瓣膜送入。

在上海市心血管病研究所所长葛均波院士的带领下,中山医院一直走在国内TAVI手术的最前沿。据专家介绍,TAVI手术与常规开胸手术有很大的区别,医生在手术中无法直视心脏全貌,更无法切开心脏观察其内部细微结构,因此术前影像学评估与术中导航至关重要。但目前无论CT、MRI、心超等检查都只能在屏幕上提供二维视野,术前主刀医生需仔细研究和测算患者的心脏及主动脉影像数据,并在自己头脑中二次加工,重建成立体构型,据此在手术中选择合适的人工瓣膜型号、确定DSA球管投照角度、规划导管进入线路、判断瓣膜释放位置。而3D打印技术则将患者二维影像数据转化成栩栩如生且实物大小的心脏模型呈现在医生眼前,并提供了更多传统影像学检查难以显示的丰富信息,从而将复杂过程大大简化和标准化,更可进行术前模拟操作,使得手术更准确安全。

研究团队根据不同患者的CT扫描图片,使用多种柔性材料打印出主动脉瓣和周边结构的3D模型,并将模型放在心脏模拟器上做泵血实验,模拟新瓣膜如何工作,以便判断哪种手术方案和瓣膜类型更适合患者。

俄亥俄州立大学心脏病学专家斯科特·利利说,有些患者的心脏结构具有特殊性,例如瓣叶上有钙化结节,或冠状动脉与瓣膜很近,所以通过建模来确定如何置放瓣膜非常重要。

研究团队根据不同患者的CT扫描图片,使用多种柔性材料打印出主动脉瓣和周边结构的3D模型,并将模型放在心脏模拟器上做泵血实验,模拟新瓣膜如何工作,以便判断哪种手术方案和瓣膜类型更适合患者。

此次针对该老龄患者,中山医院心外科课题组采集了患者的高分辨率CT及心超影像,借助3D打印处理软件,为其打印出完整的心脏及主动脉3D模型,并据此制定了周密细致的手术规划与实施方案。心外科魏来副主任医师将原有手术步骤进一步简化,仅耗时1小时即顺利完成TAVI手术,患者X线暴露时间比既往缩短一半,造影剂用量减少1/3,术中、术后生命体征非常平稳,复查显示人工瓣膜定位准确、工作正常。

俄亥俄州立大学心脏病学专家斯科特·利利说,有些患者的心脏结构具有特殊性,例如瓣叶上有钙化结节,或冠状动脉与瓣膜很近,所以通过建模来确定如何置放瓣膜非常重要。例如,3D建模结果显示一名78岁的患者主动脉根部过短,无法经导管置入瓣膜,因此采取了开胸术。

例如,3D建模结果显示一名78岁的患者主动脉根部过短,无法经导管置入瓣膜,因此采取了开胸术。

俄亥俄州立大学心脏病学专家斯科特:利利说,有些患者的心脏结构具有特殊性,例如瓣叶上有钙化结节,或冠状动脉与瓣膜很近,所以通过建模来确定如何置放瓣膜非常重要。

图片 2

据研究人员介绍,使用激光和高速相机,可分别测量出有置换瓣膜或无置换瓣膜时的血流速度和涡流图。通过对不同疗法、瓣膜置放位置和类型进行模拟,可提早发现渗漏、凝血或冠状动脉阻塞等问题,进而选出最佳治疗方案。

据研究人员介绍,使用激光和高速相机,可分别测量出有置换瓣膜或无置换瓣膜时的血流速度和涡流图。通过对不同疗法、瓣膜置放位置和类型进行模拟,可提早发现渗漏、凝血或冠状动脉阻塞等问题,进而选出最佳治疗方案。

例如,3D建模结果显示一名78岁的患者主动脉根部过短,无法经导管置入瓣膜,因此采取了开胸术。

应用3D打印模型进行术前模拟

据研究人员介绍,使用激光和高速相机,可分别测量出有置换瓣膜或无置换瓣膜时的血流速度和涡流图。通过对不同疗法、瓣膜置放位置和类型进行模拟,可提早发现渗漏、凝血或冠状动脉阻塞等问题,进而选出最佳治疗方案。

据悉,中山医院心外科微创团队从2014年开始探索TAVI手术融合3D打印技术的可行性。在该院心超室和影像科的通力协作下,经过反复的探索与实践,终于获得突破,成功完成了我国首例3D打印技术导航TAVI手术。今后,中山医院心外科微创团队将进一步开展相关研究与探索,并逐步将该技术应用于心脏外科其他复杂手术,以造福更多患者。

《中国科学报》 (2018-03-08 第2版 国际)

本文由养生信息发布,转载请注明来源:3D打印可助实现个性化置换心脏瓣膜,3D打印技术