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3D打印的结构性心脏病是否可行

更新时间: 2019-11-18 10:54:37  查看次数: 310    
导语:3D打印技术特有的材料成型方式较适合制备具有复杂内部结构的医学实体模型。3D打印实体心脏模型可直观呈现心脏内部及血管的精确三维解剖结构,有助于精准理解结构位置和相对空间关系。


结构性心脏病是指先天性或获得性的一组以心脏或大血管解剖结构异常,进而导致心脏病理生理改变为主要特征的心脏疾病,主要包括先天性心脏病,先天性和获得性瓣膜性心脏病、心肌病等。我国每年有大量的结构性心脏病患者需手术治疗,结构性心脏病的介入治疗在介入性心脏病学当中已经成为了一个快速增长的领域,目前已经对复杂结构性心脏病的的介入治疗进行了长期的探索,介入治疗已经成为了结构性心脏病主要的治疗手段,结构性心脏病的介入治疗具有创伤小、风险低、并发症少、住院周期短等特点。而且介入治疗是一个多学科交叉的研究方向,综合了内科、外科、影像和超声成像等学科,尤其对于影像学诊断结果的精确性有很高的要求。


临床上已经有一系列对获得性和先天性心脏缺损经导管介入的治疗选择,经导管的介入治疗已经成为一部分心脏瓣膜、心腔和大血管功能性和结构性异常的治疗标准,传统的经导管介入治疗手术由X射线透视成像和血管造影成像技术进行手术导管插入的指导,但是这两种成像技术都有很大的局限性。一方面由于辐射照射的问题,两种成像技术的辐射都比较大。另一方面,两种成型模式都是将三维心脏器官投影成二维图像,缺乏准确的组织分化,不能立体直观的呈现心脏内部解剖结构,医生在实际手术过程当中需要将二维影像转化成3D影像,这个过程当中容易产生偏差,对手术结果产生影响。


介入治疗需要精准的个性化临床诊断,虽然目前在结构性心脏病的经导管介入治疗中三维超声心动技术和经食管超声心动技术可以获取三维心脏图像,且3D超声心动图的应用可以在手术程序上给予更加精确的指导,并且有利于早期诊断,它的成像结果与真实解剖学相似,能够被介入心脏病学家更好地理解。但是3D超声心动成像技术用于指导导管介入治疗仍存在着介入导管会使影像帧率变低,产生伪影和阴影等问题,而且X射线图像和3D超声图像的操作系统是不同的,习惯于X射线图像的医生往往不熟悉新的成像方式。因为他们受到不同的训练,导致空间定位困难,因此也在一定程度上限制了3D超声成像技术在结构性心脏病介入治疗上的应用,复杂结构性心脏病患者心脏畸形结构往往非常复杂,依靠传统的医学诊断技术如CT和MRI难以做出精准的诊断。因为传统的影像技术的成像模式只能提供对三维心脏基础解剖结构投影而成的二维影像,对心脏体积、功能以及血管内评估难以作出有效的诊断。


由于复杂结构性心脏病的形态和解剖结构在很大的范围内发生变化,仅仅依靠经导管介入的方式难以进行治疗,往往需要将经导管介入的手术方式和传统的心脏外科手术结合同时依靠多种诊断方式才能进行诊治。结构性心脏病的手术方案的规划也是临床上的难题,有些复杂结构性心脏病难以根据影像诊断制定出精准合理的手术方案,这些都是结构性心脏病临床诊疗上急需要解决的问题。


室间隔缺损是一种比较常见的先天性心脏病,该病是由于心脏在胚胎发育中,两个心室之间的间隔在发育过程出现了异常,在左右心室之间形成异常通道,因为左心室的收缩压比右心室的高,当有室间隔缺损存在时,血液分流方向从左心室到右心室,造成肺循环血流量会增加。室间隔缺损的血流动力学改变与缺损形状大小及肺血管的状况有关,缺损小于0.5cm时,从左向右分流的流量比较小,可以无功能上的紊乱;当缺损(0.5cm~1cm)时,有明显的左向右分流,肺循环流量超过正常2~3倍,肺动脉压正常或轻度升高;缺损达1cm以上,面积超过1/2主动脉内径,肺循环的血流量可为体循环的3~5倍,则分流量很大。


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