西京医院通过3D打印降低心血管手术风险

来源： Stratasys

杨剑（空军军医大学、西京医院心血管外科教授、博士研究生导师）

临床专长：复杂结构性心脏病的微创及介入治疗，在国内率先开展了经导管主动脉瓣置换、二尖瓣修复以及二尖瓣置换等创新性治疗技术。通过3D打印技术的多模态评估，杨剑教授及其团队已经完成了近500例心血管疾病的微创介入治疗手术。

我们根据患者的影像数据用3D打印建立1:1的模型，来发现手术过程中不可预见的问题，从而帮助制定术前计划，模拟手术过程，让心血管手术更加精准，大大降低手术风险与创伤，还能极大程度节省患者时间，提高手术效率。

—杨剑教授

空军军医大学西京医院心血管外科

Stratasys PolyJet 3D打印技术在心血管手术术前准备中显得尤为重要

西安马克医疗科技有限公司是一家将数字技术，特别是3D打印和心血管临床医学相结合，开展医学3D打印、生产和销售，以及医学数字技术服务的综合性高新技术企业，为多家医院提供以医学3D打印为基础的心血管疾病数字医疗解决方案。

Stratasys打印机基于 PolyJet 的3D打印技术可以生产光滑、精确的医学模型，微观层分辨率和精度可以达到0.1毫米，能够在模拟柔软和坚硬纹理的同时制造几乎任何解剖结构，以及全彩外观。

3D模型是根据病人的CT扫描而创建的，因此医生可以在进入手术室之前对所有操作进行模拟。

“心血管手术那是失之毫厘谬以千里的，每一个手术背后就是一条条鲜活的生命，3D打印模型能够为我们实施我们心血管的个性化医疗和精准医疗提供巨大的助力和帮助，”杨剑教授解释道，“我们通过这样的模型，这是我们真实的病例，一比一的。对于我们心血管医生来看的话，我们就能看得非常的清楚。”

3D实物模型在结构形态、组织分布和物理触觉方面能提供更多的信息，有助于医生制定更加安全的手术策略。

3D打印可以在一次打印工作中模拟从软组织和肌肉到软骨和骨骼的一切。心血管医生甚至可以将透明材料结合起来，以获得隐藏组织和血管的通畅视图。3D模型可以显示心血管医生将面临的情况同时可以被手术团队触摸、传阅和讨论。
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最大程度地减轻了对患者的创伤
日前，空军军医大学西京医院心血管外科杨剑教授团队利用3D打印技术为一位76岁主动脉瓣狭窄患者成功实施了经导管主动脉瓣置换手术，手术成功，目前恢复状态良好。

术前杨剑教授团队通过仔细查体，评估影像学检查结果，将重建好的数据文件导入 Stratasys J750 Digital Anatomy 多材料全色彩3D打印机中进行打印。3D打印主动脉根部模型，可清楚观察到该患者主动脉瓣钙化程度，瓣叶形态及毗邻解剖结构，在评估报告的基础上可让术者及团队更直观的了解患者主动脉根部解剖结构，制定详尽的手术方案。

由于详尽的术前计划，手术时间大大缩短，创伤出血量、术中透视次数也明显减少，手术的精准性及安全性得到了明显提高，手术顺利完成。由于手术的巨大风险，改善手术安全性和成功结果的新方法将对公共卫生产生深远影响。

医学模型允许心血管医生精确地计划他们在手术中必须完成的任务。一个针对病人的模型让心血管医生能够看到和感觉到他们在手术中会遇到什么。

这样，心血管医生就能准确地计划出手术过程中必须做的事情，这就是3D打印的作用。

3D打印可以减少过程中可能发生的意外。由特定患者模型提供的信息使心血管医生更清楚地了解他/她将面对什么，从而使患者获得更满意的结果。当心血管医生对病人解剖的了解来自于MRI、X光或CT扫描的2D透视图时，有些情况是无法预料的。通常，心血管医生通过研究二维图像来预先计划所有的手术策略。

但是由于医生需要在脑海中想象病变部位的三维结构，这对医生的经验有很高的要求，也存在着手术风险。术前使用3D模型进行必要的模拟，可以排除术中意外情况的发生，这意味着患者可以避免由于意外导致的手术费用，这在复杂和罕见的病例中尤其重要。

无论是打印血液、骨骼、心脏还是皮肤，3D打印都是组织工程的主流工具。3D打印机可以将化学物质与陶瓷粉末结合，形成复杂的陶瓷支架，促进骨骼以任何形状生物组织3D打印从零开始，包含许多自然几何，刚度，和生物线索，可以创建完整的功能。3D打印技术大大缩短了术中固定整形的时间，提高了手术的准确性，降低了手术难度，减少了患者的损伤。

多材料3D打印技术
Stratasys利用多喷射技术的优势，提供PolyJet 的多功能性、高性能和高生产效率。多材料打印机支持混合式零件，可在同一零件中组合使用多种基本材料和数字材料，能够通过混合各种单独的基本材料来创造出具有不同特性的新材料。

同时还支持混合托盘，这意味着一个成品托盘可容纳由不同材料制成的多个零件，从而提高生产效率。