西京醫(yī)院通過3D打印降低心血管手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

來源： Stratasys

楊劍（空軍軍醫(yī)大學(xué)、西京醫(yī)院心血管外科教授、博士研究生導(dǎo)師）

臨床專長：復(fù)雜結(jié)構(gòu)性心臟病的微創(chuàng)及介入治療，在國內(nèi)率先開展了經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換、二尖瓣修復(fù)以及二尖瓣置換等創(chuàng)新性治療技術(shù)。通過3D打印技術(shù)的多模態(tài)評(píng)估，楊劍教授及其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了近500例心血管疾病的微創(chuàng)介入治療手術(shù)。

我們根據(jù)患者的影像數(shù)據(jù)用3D打印建立1:1的模型，來發(fā)現(xiàn)手術(shù)過程中不可預(yù)見的問題，從而幫助制定術(shù)前計(jì)劃，模擬手術(shù)過程，讓心血管手術(shù)更加精準(zhǔn)，大大降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與創(chuàng)傷，還能極大程度節(jié)省患者時(shí)間，提高手術(shù)效率。

—楊劍教授

空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院心血管外科

Stratasys PolyJet 3D打印技術(shù)在心血管手術(shù)術(shù)前準(zhǔn)備中顯得尤為重要

西安馬克醫(yī)療科技有限公司是一家將數(shù)字技術(shù)，特別是3D打印和心血管臨床醫(yī)學(xué)相結(jié)合，開展醫(yī)學(xué)3D打印、生產(chǎn)和銷售，以及醫(yī)學(xué)數(shù)字技術(shù)服務(wù)的綜合性高新技術(shù)企業(yè)，為多家醫(yī)院提供以醫(yī)學(xué)3D打印為基礎(chǔ)的心血管疾病數(shù)字醫(yī)療解決方案。

Stratasys打印機(jī)基于 PolyJet 的3D打印技術(shù)可以生產(chǎn)光滑、精確的醫(yī)學(xué)模型，微觀層分辨率和精度可以達(dá)到0.1毫米，能夠在模擬柔軟和堅(jiān)硬紋理的同時(shí)制造幾乎任何解剖結(jié)構(gòu)，以及全彩外觀。

3D模型是根據(jù)病人的CT掃描而創(chuàng)建的，因此醫(yī)生可以在進(jìn)入手術(shù)室之前對(duì)所有操作進(jìn)行模擬。

“心血管手術(shù)那是失之毫厘謬以千里的，每一個(gè)手術(shù)背后就是一條條鮮活的生命，3D打印模型能夠?yàn)槲覀儗?shí)施我們心血管的個(gè)性化醫(yī)療和精準(zhǔn)醫(yī)療提供巨大的助力和幫助，”楊劍教授解釋道，“我們通過這樣的模型，這是我們真實(shí)的病例，一比一的。對(duì)于我們心血管醫(yī)生來看的話，我們就能看得非常的清楚?！?br />
3D實(shí)物模型在結(jié)構(gòu)形態(tài)、組織分布和物理觸覺方面能提供更多的信息，有助于醫(yī)生制定更加安全的手術(shù)策略。

3D打印可以在一次打印工作中模擬從軟組織和肌肉到軟骨和骨骼的一切。心血管醫(yī)生甚至可以將透明材料結(jié)合起來，以獲得隱藏組織和血管的通暢視圖。3D模型可以顯示心血管醫(yī)生將面臨的情況同時(shí)可以被手術(shù)團(tuán)隊(duì)觸摸、傳閱和討論。
圖片

最大程度地減輕了對(duì)患者的創(chuàng)傷
日前，空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院心血管外科楊劍教授團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)為一位76歲主動(dòng)脈瓣狹窄患者成功實(shí)施了經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換手術(shù)，手術(shù)成功，目前恢復(fù)狀態(tài)良好。

術(shù)前楊劍教授團(tuán)隊(duì)通過仔細(xì)查體，評(píng)估影像學(xué)檢查結(jié)果，將重建好的數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入 Stratasys J750 Digital Anatomy 多材料全色彩3D打印機(jī)中進(jìn)行打印。3D打印主動(dòng)脈根部模型，可清楚觀察到該患者主動(dòng)脈瓣鈣化程度，瓣葉形態(tài)及毗鄰解剖結(jié)構(gòu)，在評(píng)估報(bào)告的基礎(chǔ)上可讓術(shù)者及團(tuán)隊(duì)更直觀的了解患者主動(dòng)脈根部解剖結(jié)構(gòu)，制定詳盡的手術(shù)方案。

由于詳盡的術(shù)前計(jì)劃，手術(shù)時(shí)間大大縮短，創(chuàng)傷出血量、術(shù)中透視次數(shù)也明顯減少，手術(shù)的精準(zhǔn)性及安全性得到了明顯提高，手術(shù)順利完成。由于手術(shù)的巨大風(fēng)險(xiǎn)，改善手術(shù)安全性和成功結(jié)果的新方法將對(duì)公共衛(wèi)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

醫(yī)學(xué)模型允許心血管醫(yī)生精確地計(jì)劃他們?cè)谑中g(shù)中必須完成的任務(wù)。一個(gè)針對(duì)病人的模型讓心血管醫(yī)生能夠看到和感覺到他們?cè)谑中g(shù)中會(huì)遇到什么。

這樣，心血管醫(yī)生就能準(zhǔn)確地計(jì)劃出手術(shù)過程中必須做的事情，這就是3D打印的作用。

3D打印可以減少過程中可能發(fā)生的意外。由特定患者模型提供的信息使心血管醫(yī)生更清楚地了解他/她將面對(duì)什么，從而使患者獲得更滿意的結(jié)果。當(dāng)心血管醫(yī)生對(duì)病人解剖的了解來自于MRI、X光或CT掃描的2D透視圖時(shí)，有些情況是無法預(yù)料的。通常，心血管醫(yī)生通過研究二維圖像來預(yù)先計(jì)劃所有的手術(shù)策略。

但是由于醫(yī)生需要在腦海中想象病變部位的三維結(jié)構(gòu)，這對(duì)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)有很高的要求，也存在著手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。術(shù)前使用3D模型進(jìn)行必要的模擬，可以排除術(shù)中意外情況的發(fā)生，這意味著患者可以避免由于意外導(dǎo)致的手術(shù)費(fèi)用，這在復(fù)雜和罕見的病例中尤其重要。

無論是打印血液、骨骼、心臟還是皮膚，3D打印都是組織工程的主流工具。3D打印機(jī)可以將化學(xué)物質(zhì)與陶瓷粉末結(jié)合，形成復(fù)雜的陶瓷支架，促進(jìn)骨骼以任何形狀生物組織3D打印從零開始，包含許多自然幾何，剛度，和生物線索，可以創(chuàng)建完整的功能。3D打印技術(shù)大大縮短了術(shù)中固定整形的時(shí)間，提高了手術(shù)的準(zhǔn)確性，降低了手術(shù)難度，減少了患者的損傷。

多材料3D打印技術(shù)
Stratasys利用多噴射技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提供PolyJet 的多功能性、高性能和高生產(chǎn)效率。多材料打印機(jī)支持混合式零件，可在同一零件中組合使用多種基本材料和數(shù)字材料，能夠通過混合各種單獨(dú)的基本材料來創(chuàng)造出具有不同特性的新材料。

同時(shí)還支持混合托盤，這意味著一個(gè)成品托盤可容納由不同材料制成的多個(gè)零件，從而提高生產(chǎn)效率。