浙江大學利用3D打印手術模型研究APVC

浙江大學的研究人員正在尋找新的方法來改進兒童的術前計劃，他們的發(fā)現(xiàn)在最近出版的《三維打印在肺靜脈畸形患兒術前計劃中的應用：辛格中心的經驗》中概述。由于3D打印模型可以用于完成診斷、評估治療方案和手術計劃，因此本研究將許多最大的好處付諸實踐。

在這項研究中，我國醫(yī)學科學家對2017年11月至2019年1月被診斷出患有異常肺靜脈連接（APVC）的17名兒童進行了研究。年齡從出生兩天到二十個月不等，變化如下：

• 10例全心上型APVC患兒
• 一名兒童患心內型APVC
• 一名兒童患混合型APVC
• 三名兒童患局部型APVC
  

來自CT掃描的數(shù)據(jù)被導入到Mimics 19.0軟件中，用于心臟模型的3D建模和設計，以顯示心臟的元素，例如乳頭肌，肌肉束和流出道。盡管很少引用3D打印技術對APVC進行研究，但從這項研究中可以明顯看出，使用模型可以在這種情況下發(fā)出更多的光。

“我們根據(jù)CT心臟模塊的左心室（LV），右心室（RV），主動脈（AO）和肺動脈（PA）區(qū)域模塊手動標記每個區(qū)域，并用不同的顏色區(qū)分它們。研究人員特別注意標記每個部分的邊界�！�

Mimics19.0軟件中的圖像分割和后處理。對彩色掩模進行分割，進行3D建模。（A）冠狀面；（B）橫向平面；（C）矢狀面；（D）3D建模。綠色的腔靜脈和右心房；紫紅色的肺靜脈和左心房；紫色的右心室；橙色的左心室；紅色的主動脈；深藍色的肺動脈。

4例診斷為心上型TAPVC。（A）指患者1，從后方觀看；（B）是指患者5，從后方觀看；（C）指患者9，從后方看；（D）是指患者10，從后部觀看。在常見肺靜脈匯合處與左側垂直靜脈（VV）的交界處存在阻塞。AO主動脈；PA肺動脈；PV肺靜脈；SVC上腔靜脈。方向標簽：I，劣等； L，左； R，右； S，上等。

2例確診為心內型TAPVC。對空心心臟模型的一部分進行了細分，以強調所關注的PV和RA。肺靜脈通過右心房的冠狀竇開口。（A）指患者11，從下方觀看；（B）指患者12，從右側看。 CS冠狀竇；IVC下腔靜脈；PV肺靜脈； RA右心房。方向標簽：A，前；I，劣等； L，左； P，后； R，右； S，上等。

1例（13號患者）診斷為心下型TAPVC，后視圖。紅色箭頭表示肺靜脈和下腔靜脈的交界處。主動脈；下腔靜脈；肺靜脈；垂直靜脈；全肺紅色箭頭指示肺靜脈和下腔靜脈的交界處。AO主動脈；IVC下腔靜脈；PV肺靜脈；VV垂直靜脈；TAPVC完全異常的肺靜脈連接。方向標簽：I，劣等； L，左； R，右； S，上等。

3例診斷為PAPVC。圖像（A，B）都代表患者15。（A）藍色箭頭指向RPV流入右心房。后視圖。（B）藍色箭頭表示RPV的出口，流入右心房。從右邊查看。（C）患者16被診斷患有PAPVC；藍色箭頭表示RPV流入右心房，后視圖。（D）患者17.藍色箭頭表示RSPV流入SVC，后視圖。AO主動脈；CoA主動脈縮窄；IVC下腔靜脈；LIPV左下肺靜脈；LSP，左上肺靜脈； RA右心房；RIPV右下肺靜脈；RPV右肺靜脈；RSPV右上肺靜脈；SVC上腔靜脈。方向標簽：A，前；I，劣等； L，左； P，后； R，右； S，上等。

隨訪期間有2例接受了心臟CT檢查。（A，D）血容量；（B，C）中空模型。圖像（A，B，C）代表心包膜上腔TAPVC修復后的患者3。（A，B）從后方看；（三）從前側看。（C）藍色和黃色箭頭代表右肺靜脈和左肺靜脈的開口，沒有吻合口狹窄。（D）心臟上壓TAPVC修復后患者4的俯視圖。與其他肺靜脈分支相比，顯示了LSPV的狹窄（藍色箭頭）。AO主動脈；LA左心房；LIPV左下肺靜脈；LSPV左上肺靜脈；PA肺動脈；PV肺靜脈；RIPV，右下肺靜脈； RSPV右上肺靜脈。方向標簽：A，前；I，劣等； L，左； P，后； R，右； S，上等。

個性化心臟模型的3D打印通過ISLA 650 3D打印機（中國，Shining 3D）完成。然后根據(jù)模型，患者的病史和影像數(shù)據(jù)進行術前計劃。消毒后，這些模型還用作手術室的手術指南。每個患者特定的心臟模型大約需要半小時到兩個小時才能建模，而3D打印則需要兩個到五個小時不等。所有17例患者均進行了手術，每次手術均成功。

3D模型顯示的畸形與術中觀察結果一致，并且術前計劃與實際手術計劃相符。這些心臟模型可以進行消毒，并帶入手術室進行手術導航。這些3D模型極大地協(xié)助了APVC手術的術前規(guī)劃，并且具有重要的臨床應用價值。

手術后，對這些心臟模型進行了評估，看其質量是否高，是否可以幫助進行術前計劃，減少不可預見的情況并有益于醫(yī)學教育。我們的心臟外科醫(yī)師和心臟病專家通過問卷調查對上述問題進行了評估。

3D打印的心臟模型和諸如植入物之類的醫(yī)療設備已用于與心臟問題和缺陷相關聯(lián)，其指南和模型已用于從復雜的醫(yī)學培訓到兒科手術，創(chuàng)建心臟貼片的方法等所有方面。