杨剑教授：心血管3D打印技术在结构性心脏病介入治疗中的应用

来源：医心

3D打印技术已经成为治疗心血管疾病的重要辅助手段，可用于患者交流、专业培训、手术模拟等，在众多心血管亚专科领域应用越来越广泛。

影像学、材料学的不断进步，促进了3D打印技术的迅速发展，其在诸多领域证明了它的巨大价值和潜力，例如骨科、齿科等硬组织学科，但在心血管领域的应用相对落后。在近期的学术会议上，空军军医大学西京医院杨剑教授分享了心血管3D打印技术在结构性心脏病介入治疗中的应用。

心血管3D打印原理及方法 自1986年3D打印技术诞生以来，心血管3D打印材料经历了从单色到多色、从硬质到软质、从解剖模型到功能模型的不断进步和突破。2014年中国医学科学院阜外医院首次将3D打印应用于先天性心脏病与心脏肿瘤的介入治疗中；2015年，国内首次将3D打印技术应用于TAVI手术。目前，3D打印已经在各地心脏中心广泛用于各类心血管疾病的临床治疗，为许多复杂心血管疾病的诊断和治疗开辟了新的途径。

指导TAVR
3D打印在经导管主动脉瓣置换术中的应用价值包括：
1:1心脏3D打印模型，观察瓣膜形态；
医患沟通，医学生培训教育，提高年轻术者对手术步骤的熟练程度，避免并发症的发生；
选择合适的瓣膜，术前方案规划；
通过体位使用3D打印模型模拟TAVR，可以评估瓣周漏、传导阻滞、急性及迟发性冠脉阻塞等并发症的可能性；
观察术后瓣膜位置，评估手术效果。

杨剑教授曾发表一项多中心回顾性研究，纳入2018~2021年在国内28家心脏中心行TAVR的868例患者临床资料，分为3D打印组（n=326）和非3D打印组（n=542）。非3D打印组按照正常的影像评估规划行TAVR；3D打印组在影像评估的基础上，利用患者1:1的3D打印模型进行分析、模拟辅助指导TAVR手术。 结果表明3D打印组手术时间明显缩短，并发症发生率显著降低，有助于TAVR个性化方案的制定及精准实施。      

指导经导管二尖瓣置换术（TMVR）
通过3D打印技术获得患者特异性的打印模型，可实现术前操作演练、手术策略制定、评估TMVR术后支架瓣膜对左室流出道的影响，以及瓣膜大小是否合适等。目前，西京医院等多家中心通过3D打印精准术前评估、瓣膜选择，取得了较好的手术效果。

指导经导管三尖瓣修复/置换术
3D打印三尖瓣模型有助于术者对于三尖瓣与周围解剖结构的判断与把握，术前手术模拟有助于术中快速进入介入瓣膜释放位置，同时3D打印也可以进行术后的预测，对于支架瓣膜植入后是否发生并发症进行模拟。 2022年9月下旬，LuX-Valve Plus经导管三尖瓣置换系统及定制式3D打印模型顺利“登陆”美国，成功为多例三尖瓣重度反流患者完成了微创三尖瓣置换手术。   

经导管肺动脉瓣植入术

如主动脉瓣、二三尖瓣相似，在肺动脉瓣领域，3D打印同样发挥着重要作用，包括术前评估、术后分析等，为经导管肺动脉瓣植入术“保驾护航”。

指导左心耳封堵术
在3D打印技术的辅助下，左心耳模型使得术者对左心耳大小、成角及其周边组织的结构情况有更好地了解，从而制定术前规划帮助确定合适尺寸的封堵器械，以及不同型号器械在不同左心耳解剖结构中的锚定部位等，有助于提高手术成功率。

指导Liwen术式治疗肥厚型心肌病
Liwen术式作为一种更安全、更有效的微创治疗方式，在心脏不停跳的情况下，经超声引导将射频消融针经胸部皮肤穿刺，依次通过皮肤、肋间、心包、心外膜等抵达心脏心肌内，对室间隔进行射频消融的新技术。 3D打印技术可以获取个体化心脏三维模型，全面展现心脏重要的解剖结构，对室间隔进行精确布局和分区评估，了解心肌肥厚部位与程度和心肌纤维化程度，提供更为全面的评估。有了3D打印技术的加持，能够更好地指导Liwen术式治疗肥厚型心肌病。   

其他
除了上述领域外，3D打印在心脏肿瘤手术、心衰介入水凝胶治疗、瓣周漏封堵术、右位心相关心脏手术等也具有重要的指导价值。 2021年初，西京医院陶凌教授团队完成全球首例利用3D打印模型术前模拟植入性海藻酸盐水凝胶治疗心力衰竭的手术。  

小结
3D打印技术已经成为治疗心血管疾病的重要辅助手段，可用于患者交流、专业培训、手术模拟等，在众多心血管亚专科领域应用越来越广泛。未来3D打印技术将与更多方向、更多领域深度结合，大步前进，推动心血管医学向个体化、精准化、智能化的方向发展。