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通过病人CT、MRI及三维心超数据制作的3D解剖模型目前在术前计划教学有着很大的作用。部分心血管中心拥有自己的3D打印实验室可以按需打印复杂解剖结构，这不但可以帮助术者计划手术所需器械尺寸，也可以用于模拟手术及术中导航。目前应用3D计算机建模软件来实现虚拟器械植入成为了一种新的趋势，应用这项技术不但可以帮助术者更好的选择患者，降低并发症，同时也可以加速新型经导管器械的研发。 心脏3D打印在心血管病中的应用 对于希望建立3D打印项目的中心来说，心内科医生首先需要明确他们希望应用的材料和打印质量。如果仅仅是为了教学目的，那么可以使用单一颜色和材料即可，但如果用于术前计划，那么就需要更加高端的打印机，同时需要应用不同的材料来模拟实际的解剖结构。我们需要用有弹性的材料来模拟软组织，以坚硬的塑料来模拟钙化瓣膜。 盖茨血管研究所和水牛城医生中心的Vujay Lyer博士在3D打印技术领域研究多年，他们应用多种材料进行3D打印，可以有效模拟整个心血管的结构，包括瓣膜、主动脉弓以及股动脉穿刺点，这样显然能够使医生在术前更好的了解潜在的风险。Lyer博士认为即使是经验最丰富的心内科专家对于复杂结构也无法通过2维的心超、CT及血管造影完全了解先心病实际的复杂程度。对于复杂先心病，3D打印的价值非常巨大，目前团队正在努力应用该技术使手术医生能够在术前明确应该选择何种尺寸的瓣膜，以及应用何种输送系统等等以更好为患者服务。 左心耳封堵就是一个很好的例子。盖茨血管研究所常常在术前3D打印患者的左心耳结构，因为左心耳的形状在不同患者之间差异很大，所以审慎的术前判断在避免术后栓塞上意义巨大，通过3D打印模型术者可以更好决定释放位置，评估左心耳三维形状、深度和开口情况，这些对于完成一例成功的左心耳封堵术非常重要。以下我们截取了Dee Dee Wang博士的一次演讲，在演讲中Wang博士介绍了3D打印对与左心耳封堵的帮助。 △4D CT和3D打印在左心耳封堵中的应用 目前在盖茨血管研究所，研究者也在另外许多领域尝试3D打印的应用，包括打印脑部的血管结构帮助术者在脑血管介入治疗术中通过极端扭曲的血管。另外，研究者也在尝试3D打印已了解FFR的冠脉血管，通过在其中进行不同的器械治疗来评估其对血流动力学的影响。 从静态模型向动态计算机模拟的转变 底特律亨利福德医院是结构心脏病项目中应用3D打印技术的引领者之一。Dee Dee Wang博士是该医院结构心脏病影像及3D打印的负责人。该医院接诊了大量高危，被其他医院判定无法进行手术的患者，因此对于这些患者精准治疗非常重要，而3D打印技术使得医生可以评估复杂解剖结构，评估术式，然而在实际应用中，她发现3D打印技术远没有想象中举足轻重，其中一个很重要的原因是3D 模型是静态的，无法有效描述心动过程，因此3D打印与实际术中解剖结构之间可能存在差异。因此医院成为了3D打印公司Materialise软件Mimics inPrint CAD的早期购买者，通过医用级的软件，研究者们可以创造动态、虚拟三维模型，并在其中观察虚拟器械、心脏跳动等对血流动力的影响。 二尖瓣反流是目前发病率最高的瓣膜病，因为疾病与年龄的明显相关性，许多患者进行手术时已是高危患者，因此经导管微创手术成为了这一类患者的选择，三维模拟可以帮助医生确定瓣膜的实际尺寸，同时发现左室流出道梗阻。通过患者CD影像三维重构可以计算植入瓣膜的理想位置及尺寸，同时了解左室流出道的表面面积及血流动力学情况，随后利用三维模拟软件，研究者可以在模拟心脏中虚拟植入瓣膜，预测瓣膜植入后左室流出道的变化情况。通过足够数量的病人论证后，研究者已经了解到了LVOT的截止曲线，从而更加精确地入选适合手术的病人。同时这项技术也催生了许多新的手术策略，例如通过室间隔酒精消融来扩大左室流出道，从而获得更好的临床效果。下面的视频是Dee Dee Wang博士在TCT 2017上的访谈，其中她介绍了计算机辅助设计（CAD）对心血管患者预后改善的重要作用。 △3D打印和计算机辅助设计的心脏病学应用 本文改译自：https://www./article/use-3-d-printing-cardiology 译者按：结构型心脏病，冠脉血流动力学等领域目前是心血管领域研究的热点，3D打印及计算机模拟等手段可以帮助我们个体化精准治疗患者，同时更好地研发创新器械，对心血管病的病理生理机制进行研究。本期创新周刊主要介绍了3D打印及计算机三维模拟在心血管病中的一些应用，希望抛砖引玉使大家能够对这项技术感兴趣。  本期策划：沈雳 殷嘉晟 后期制作：张倩倩 黄朔阳 |
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