3D打印在心臟房室缺封堵手術中的應用

張杰 徐勇

【摘要】目的 探討3D打印在心臟房室缺封堵手術中的應用效果與安全性。方法 回顧性分析2017年2月～2018年12月在我院治療的15例心臟房室缺患者的臨床資料，所有患者均需通過3D打印技術給予心臟房室缺封堵手術，記錄治療情況以及術后并發癥發生情況。結果 15例患者均通過1枚封堵器順利完成封堵治療，其中3例患者出現殘余分流≤4 mm的現象，但術后3～6個月均已完全消失;未出現血栓形成、心律失常、瓣膜功能障礙、心包積液、心臟穿孔、封堵器脫落、外周血管損傷以及死亡情況。結論 3D打印在心臟房室缺封堵手術中具有重要作用，利于提高封堵有效性以及手術安全性。

【關鍵詞】房間隔缺損;室間隔缺損;3D打印

【中圖分類號】R54 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095.6681.2020.1..02

房間隔缺損均屬于先天性心臟病，為原始房間隔與室間隔在形成、融合以及吸收等過程中出現的一種異常現象，可對患者生存質量與身心健康等產生嚴重影響[1]。放射線下經皮封堵手術為臨床治療該類疾病患者的有效手段，但存在殘余分流率高以及選定封堵器置入位置困難等弊端，而3D打印技術可在患者體外對各封堵器置入各缺損部位后的封堵效果給予針對性測試，利于臨床制定最佳手術方案，以進一步減少預后風險[2-4]。基于此，本研究旨在探討3D打印在心臟房室缺封堵手術中的應用效果以及并發癥發生情況。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年2月～2018年12月在我院治療的15例心臟房室缺患者的臨床資料，其中男5例，女10例;年齡20～75歲，平均年齡（43.87±2.58）歲;體重53～80 kg，平均體重（69.79±4.57）kg。

1.2 入選標準

（1）納入標準：①年齡≥2歲者;②臨床資料以及影像學資料均完整者;③累及缺損直徑不低于5 mm者;④無麻醉藥物過敏史者;⑤缺損數量>2個者。（2）排除標準：①心內膜炎者;②凝血功能障礙者;③合并嚴重感染性疾病者;④嚴重器官功能衰竭者;⑤左室射血分數（Left ventricular ejection fractions，LVEF）<50%者;⑥嚴重心律失常者;⑦經超聲心動圖等檢查顯示心臟內存在血栓形成者;⑧嚴重肺動脈高壓者。

1.3 方法

①制作心臟模型：通過心臟CT以及三維超聲心動圖進一步采集影像學資料，經計算機軟件合成圖像并給予三維重建，經3D打印機，采用硅膠材料制作心臟模型。②體外封堵測試：采取不同型號的卵圓孔未閉封堵器、室間隔缺損封堵器、房間隔缺損封堵器，于各個缺損部位給予封堵測試，將封堵器置入后，詳細查看各缺損部位封堵情況、封堵器形態等，選取其中可覆蓋全部缺損、形態良好且不會對患者二尖瓣造成壓迫的封堵器，同時需詳細記錄封堵器置入位置以及封堵器型號等信息。③手術操作步驟：在鎮靜狀態或局部麻醉狀態下，通過胸超聲引導下給予手術治療，術前再次經三維圖像等技術，明確患者體內目標封堵口的具體位置，靜脈注射80 U/kg肝素（揚子江藥業集團江蘇龍鳳堂中藥有限公司，注冊證號H20090247）抗凝，常規消毒鋪巾，于股靜脈處給予穿刺，并將導管以及導絲置入至右心房/室，于超聲監視下，將導絲后撤，調整導管位置以及方向，通過房室缺進入左心房/室，并在導管推送下，促使導絲進入左心房/室，退出導管，而后沿該導絲協助輸送鞘管抵達左心房/室，將導絲退出，而后經超聲監視下，通過輸送鞘推送術前選定的封堵器給予封堵操作，置入封堵器后，經超聲查看其形態、位置以及封堵效果，且需明確該封堵器有無對患者冠狀靜脈竇、肺靜脈、二尖瓣等周圍結構造成影響，確定無影響后，釋放封堵器，并將輸送鞘管退出，常規止血，加壓包扎。若果封堵后，患者殘余分流>5 mm，且經增加封堵器個數、尺寸后仍無法成功封堵缺損者，需轉至常規外科手術。④術后干預：術后當日，需給予心電監護，并通過抗生素預防感染，同時需口服3 mg/kg阿司匹林（北京市燕京藥業有限公司，國藥準字H11020397），共服用6個月，術后第1個月以及術后第3個月給予超聲心動圖、心電圖復查以及體格檢查。

1.4 評價指標

記錄兩組封堵情況、殘余分流情況以及術后并發癥發生情況，包括血栓形成、心律失常、瓣膜功能障礙、心包積液、心臟穿孔、封堵器脫落、外周血管損傷、死亡等。

2 結 果

2.1 治療情況

15例患者均通過1枚封堵器順利完成封堵治療，其中，3例患者出現殘余分流≤4 mm的現象，但術后第1個月以及術后第3個月，經超聲心動圖復查顯示，殘余分流均已消失。

2.2 安全性

15例患者術后住院以及術后隨訪期間，均未出現血栓形成、心律失常、瓣膜功能障礙、心包積液、心臟穿孔、封堵器脫落、外周血管損傷以及死亡情況。

3 討 論

在封堵手術治療過程中，存在1枚封堵器無法完全覆蓋患者全部缺損現象，進而出現殘余分流，但若采用多個封堵器封堵，將增加治療費用，且各封堵器間可能會相互影響，進而出現內皮化困難以及穩定性欠佳等問題，不利于患者接受[5]。

3D打印技術為經過逐層堆積手段以進一步構造三維立體空間模型的新型技術，具有精確性高、可重復性、可定制化以及制作速度快等多重優勢，現已被應用于醫學領域當中。本研究結果顯示，15例患者均通過1枚封堵器順利完成封堵治療，3例患者出現殘余分流≤4 mm的現象，但經隨訪顯示均已完全消失，提示3D打印技術利于心臟房室缺封堵手術順利進行，且未出現嚴重并發癥，具有一定安全性。究其原因為，經3D打印機，采用硅膠材料制作心臟模型，可清晰顯示患者體內病變結構以及病變結構與周圍組織間的關聯，進而可為體外模擬測試提供有效性。通過測試不同尺寸、不同類型封堵器對缺損的封堵效果及其對二尖瓣的壓迫情況，可制定有效封堵方案，并可盡最大限度的減少殘余分流量。但值得注意的是，通過3D打印技術確定的治療方案無法使患者獲益，究其原因為，放射線引導的介入治療，無法將導管、導絲引導至患者體內最佳缺損孔并進行封堵，一旦在錯誤缺損孔中嘗試以及釋放封堵器，均可撕裂房室間隔，促使缺損進一步擴大。為彌補上述弊端，術中經超聲心動圖引導下給予經皮介入治療，可準確找到患者體內目標封堵孔，同時可引導導管于目標封堵孔中將最佳封堵器置入，且可有效避免放射線產生的危害。除此之外，3D打印出的心臟模型雖利于手術規劃以及手術模擬，但其對醫師臨床及手術經驗的依賴性較高，若可借助血流動力學仿真等相關自動化以及智能化程度更高的技術，以對基于3D打印模型制定的治療方案進行評估，將進一步提高手術方案制定的合理性，隨著3D打印技術、圖像處理技術以及醫療技術的發展，上述問題定會解決。

綜上所述，3D打印技術可有效獲得心臟模型，臨床可依據體外測試結果制定有效的封堵方案，利于提高封堵成功率，且安全性較高。

參考文獻

[1] 張 程，周曉東，丁以群.房室間隔缺損的外科治療[J].中華實用兒科臨床雜志，2018，33（23）：1770-1772.

[2] 李向陽.完全性房室間隔缺損外科治療進展[J].臨床小兒外科雜志，2018，17（09）：712-716.

[3] 王 影，都鵬飛.75例兒童先天性心臟病介入封堵術后的隨訪研究[J].安徽醫學，2018，39（09）：1075-1078.

[4] 姚 磊，李 麗，劉 穎，等.實時三維經食管超聲引導下介入封堵治療房間隔缺損的應用研究[J].河北醫藥，2017，39（13）：1989-1991.

[5] 蔣 威，黃葆瑩，王 飛，等.介入封堵術后先天性心臟病患兒心肌損傷心肌收縮功能及炎癥狀態的影響[J].山西醫藥雜志，2017，46（10）：1204-1207.

本文編輯：董 京