借助3D打印心臟模型，醫(yī)生救了2歲先心寶寶一條命

2017年10月11日，南極熊報道了國內(nèi)首個心血管醫(yī)學(xué)3D打印聯(lián)合實驗室在廣東成立，未來有望造出可供移植的“人造心臟”，然而現(xiàn)階段的3D打印技術(shù)還無法制造真正的心臟，但是卻可以3D打印1：1逼真的心臟模型，但這已經(jīng)足夠挽回很多人的性命。

△3D打印的全彩1：1心臟模型

“這條綠色的血管是肺動脈，這些紅色的是四條側(cè)枝血管……”10月11日，廣東省人民醫(yī)院一間特別的實驗室里，各種復(fù)雜心臟病患者的心臟模型吸引了不少人的注意，它們是由3D打印出的1:1實體模型，直觀而清晰地呈現(xiàn)出各種病變。

這是當(dāng)天成立的國內(nèi)首個心血管醫(yī)學(xué)3D打印醫(yī)研企聯(lián)合實驗室，旨在推動心血管醫(yī)學(xué)3D打印技術(shù)的臨床應(yīng)用、科學(xué)研究和國產(chǎn)化3D打印設(shè)備與材料的研發(fā)。

記者了解到，實驗室目前將承擔(dān)利用3D打印模型協(xié)助醫(yī)生做術(shù)前診斷、術(shù)中“導(dǎo)航”和術(shù)后評估等工作；預(yù)計兩年內(nèi)，可以實現(xiàn)個體化定制打印體內(nèi)可植入的生物或非生物移植物；未來有望造出可供移植的“人造心臟”。

3D打印幫助2歲寶寶迅速“補(bǔ)心”

“第五肋間側(cè)開胸，好的，這是第一條側(cè)枝血管，第二條呢？”主刀醫(yī)生抬起頭，助手立即遞過來一個特別的心臟模型，它和手術(shù)臺上2歲患兒芋頭（化名）的心臟幾乎一模一樣，條條血管清晰可見，醫(yī)生看了一眼模型，“很清楚，模型上第二條血管在第一條上方1厘米處，我們來找找……沒錯，就在這里”，分離，控制，一系列動作干凈利索。

幾天前，在省醫(yī)心外科手術(shù)室里，中華醫(yī)學(xué)會胸心外科分會主任委員、廣東省人民醫(yī)院院長莊建教授成功完成了一臺特殊的小兒復(fù)雜先心手術(shù)。手術(shù)的特別之處就是助手手中這個心臟模型，它來自3D打印技術(shù)，靠著它“導(dǎo)航”，醫(yī)生精準(zhǔn)而迅速地完成了手術(shù)。

2歲的芋頭患有非常復(fù)雜先心病——IV型肺動脈閉鎖合并室間隔缺損。正常情況下，人體的肺動脈由右心室發(fā)出，逐漸分支進(jìn)入雙側(cè)肺部，把身體各個器官已經(jīng)用過、低氧的靜脈血輸送到肺里面，通過呼吸作用加氧，去除二氧化碳，從而變成鮮紅的動脈血。從外觀上看肺動脈就像是一顆樹，樹干連在右心室，很快分成左右兩支，再一級級的分叉下去進(jìn)入兩側(cè)的肺。

但是，芋頭的情況卻完全不是。術(shù)前的常規(guī)超聲和CT檢查發(fā)現(xiàn)，芋頭的肺動脈樹“很不正�！保�他的肺動脈分別來源于冠狀動脈、主動脈弓和降主動脈發(fā)出的側(cè)支血管，也就是說，芋頭的肺動脈樹沒有樹干，只有繁雜的“灌木”。醫(yī)生需要把“灌木”（四條側(cè)枝血管）找到，并移花接木把它們拼成“一棵樹”。

手術(shù)最難的地方在于，明確這些血管的來源、走向和它們之間的關(guān)系。但傳統(tǒng)的CT只能提供斷層影像，即使用到三維重建，畫面也無法做到精準(zhǔn)，非�？简炨t(yī)生的空間方位感。而且，手術(shù)中，醫(yī)生只能憑著腦海中的CT影像去尋找這些血管。手術(shù)難度和風(fēng)險都非常高。

“對于復(fù)雜心臟病而言，CT重建得再好，依然不夠直觀。”省醫(yī)影像學(xué)專家、心導(dǎo)管室主任黃美萍告訴記者，術(shù)前，醫(yī)生從影像學(xué)的專業(yè)角度并結(jié)合臨床實際，將芋頭CT的原始數(shù)據(jù)重建，通過3D打印技術(shù)制作出了一個完整的心血管模型，再將手術(shù)的關(guān)鍵部位主動脈及側(cè)支血管單獨(dú)提取出來再制作了一個以突出該解剖結(jié)構(gòu)的血管模型，兩個模型打印出來后，醫(yī)生對孩子心臟的病變結(jié)構(gòu)有了清晰精確而全面的了解，并據(jù)此做出了相應(yīng)的診斷和手術(shù)方案。

“手術(shù)非常順利，原本找血管需要2小時以上，對著這個模型，半個小時就找好了，術(shù)后孩子各項指標(biāo)都很不錯�！秉S美萍說。

1:1的3D打印心臟精準(zhǔn)度在90%以上

事實上，3D打印技術(shù)在心血管領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。記者了解到，目前主要應(yīng)用于復(fù)雜先天性心臟病以及瓣膜類疾病、大血管疾病、心臟移植、心律失常等多個方面。在歐美不少醫(yī)學(xué)教育機(jī)構(gòu)，已經(jīng)將結(jié)構(gòu)性心臟病3D打印模型應(yīng)用于臨床教學(xué)，并且取得顯著成果。

省醫(yī)院長莊建告訴記者，我國目前約670萬結(jié)構(gòu)性心臟病患者需要手術(shù)治療，這種心臟病變個體差異非常大，治療方案復(fù)雜多變，手術(shù)難度大。由3D打印技術(shù)通過1:1的精確比對打印出實體模型，可以為外科醫(yī)生提供模擬操作，精確定位手術(shù)關(guān)鍵步驟并制定出最佳的手術(shù)方案。據(jù)悉，省醫(yī)心研所目前已為28例患者打印了心血管模型。

目前科研人員們目前正在利用3D打印心臟做血流動力學(xué)模擬，為患者找到最佳手術(shù)方案。那么，這種1:1的3D打印心臟，準(zhǔn)確度到底有多高呢？

莊建表示，目前可以實現(xiàn)90%以上的精準(zhǔn)度。而且隨著技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，未來通過結(jié)合細(xì)胞培育技術(shù)，有望制造出可供移植的“人造心臟”。

來源：羊城派