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神奇!醫生3D打印一顆心 救回2歲寶寶一條命

來源︰金羊網 作者︰豐西西 發表時間︰2017-10-12 06:25

實驗室里陳列著心血管3D打印模型供市民參觀,並有3D打印機現場演示打印流程

實驗室里陳列著心血管3D打印模型供市民參觀,並有3D打印機現場演示打印流程

文/金羊網記者 豐西西 通訊員 郝黎 張丹娜 靳婷

圖/金羊網記者 周巍 攝

“這條綠色的血管是肺動脈,這些紅色部分是四條側枝血管……”

10月11日,廣東省人民醫院一間特別的實驗室里,各種復雜心髒病患者的心髒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,直觀而清晰地呈現出各種病變。

這是由省人民醫院、省心血管病研究所和珠海賽納打印科技股份有限公司成立的國內首個心血管醫學3D打印醫研企聯合實驗室,旨在推動心血管醫學3D打印技術的臨床應用、科學研究和國產化3D打印設備與材料的研發。

記者了解到,實驗室目前將承擔利用3D打印模型協助醫生做術前診斷、術中“導航”和術後評估等;預計兩年內,可以實現個體化定制打印體內可植入的生物或非生物移植物;未來有望造出可供移植的“人造心髒”。

3D打印幫2歲寶寶成功“補心”

“第五肋間側開胸,好的,這是第一條側枝血管,第二條呢?”主刀醫生抬起頭,助手立即遞過來一個特別的心髒模型,它和手術台上2歲患兒芋頭(化名)的心髒幾乎一模一樣,條條血管清晰可見,醫生看了一眼模型,“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,一系列動作干淨利落。

幾天前,在省醫心外科手術室里,中華醫學會胸心外科分會主任委員、廣東省人民醫院院長莊建教授成功完成了一台特殊的小兒復雜先心手術。手術的特別之處就是助手手中這個心髒模型,它來自3D打印技術,靠著它“導航”,醫生精準而迅速地完成了手術。

2歲的芋頭患有非常復雜的先心病——IV型肺動脈閉鎖合並室間隔缺損。正常情況下,人體的肺動脈由右心室發出,逐漸分支進入雙側肺部,把身體各個器官已經用過、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,再一級級地分叉下去進入兩側的肺。但是,芋頭的情況卻完全不是。術前的常規超聲和CT檢查發現,芋頭的肺動脈樹“很不正常”,他的肺動脈分別來源于冠狀動脈、主動脈弓和降主動脈發出的側枝血管,也就是說,芋頭的肺動脈樹沒有樹干,只有繁雜的“灌木”。醫生需要把“灌木”(四條側枝血管)找到,並移花接木把它們拼成“一棵樹”。

手術最難的地方在于,明確這些血管的來源、走向和它們之間的關系。但傳統的CT只能提供斷層的影像,即使用到三維重建,畫面也無法做到精準,非常考驗醫生的空間方位感。而且,手術中,醫生只能憑著腦海中的CT影像去尋找這些血管,手術難度和風險都非常高。

“對于復雜心髒病而言,CT重建得再好,依然不夠直觀。”省醫影像學專家、心導管室主任黃美萍告訴記者,術前,醫生從影像學的專業角度並結合臨床實際,將芋頭CT的原始數據重建,通過3D打印技術制作出了一個完整的心血管模型,再將手術的關鍵部位主動脈及側枝血管單獨提取出來再制作了一個以突出該解剖結構的血管模型,兩個模型打印出來後,醫生對孩子心髒的病變結構有了清晰精確而全面的了解,並據此作出了相應的診斷和手術方案。

“手術非常順利,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,術後孩子各項指標都很不錯。”黃美萍說。

3D打印心髒精準度在90%以上

事實上,3D打印技術在心血管領域的應用已經十分廣泛。記者了解到,目前主要應用于復雜先天性心髒病以及瓣膜類疾病、大血管疾病、心髒移植、心律失常等多個方面。在歐美不少醫學教育機構,已經將結構性心髒病3D打印模型應用于臨床教學,並且取得顯著成果。

省醫院長莊建告訴記者,我國目前約有670萬結構性心髒病患者需要手術治療,這種心髒病變個體差異非常大,治療方案復雜多變,手術難度大。由3D打印技術通過1︰1的精確比對打印出實體模型,可以為外科醫生提供模擬操作,精確定位手術關鍵步驟並制定出最佳的手術方案。據悉,省醫心研所目前已為28例患者打印了心血管模型。

目前,科研人員們正在利用3D打印心髒做血流動力學模擬,為患者找到最佳手術方案。那麼,這種“1︰1”的3D打印心髒,準確度到底有多高呢?莊建表示,目前可以實現90%以上的精準度。莊建表示,隨著技術不斷成熟和發展,未來通過結合細胞培育技術,有望制造出可供移植的“人造心髒”。

 

編輯︰林潤棟
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