“這條綠色的血管是肺動(dòng)脈，這些紅色部分是四條側(cè)枝血管……”

10月11日，廣東省人民醫(yī)院一間特別的實(shí)驗(yàn)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(shí)體模型，直觀而清晰地呈現(xiàn)出各種病變。

這是由省人民醫(yī)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(nèi)首個(gè)心血管醫(yī)學(xué)3D打印醫(yī)研企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，旨在推動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(píng)估等；預(yù)計(jì)兩年內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)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2歲寶寶成功“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(gè)特別的心臟模型，它和手術(shù)臺(tái)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(cuò)，就在這里”，分離，控制，一系列動(dòng)作干凈利落。

幾天前，在省醫(yī)心外科手術(shù)室里，中華醫(yī)學(xué)會(huì)胸心外科分會(huì)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(tái)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(gè)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)雜的先心病——IV型肺動(dòng)脈閉鎖合并室間隔缺損。正常情況下，人體的肺動(dòng)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(gè)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(dòng)脈血。從外觀上看，肺動(dòng)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(jí)級(jí)地分叉下去進(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(dòng)脈樹“很不正常”，他的肺動(dòng)脈分別來源于冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓和降主動(dòng)脈發(fā)出的側(cè)枝血管，也就是說，芋頭的肺動(dòng)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只能提供斷層的影像，即使用到三維重建，畫面也無法做到精準(zhǔn)，非常考驗(yàn)醫(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(xiǎn)都非常高。

“對(duì)于復(fù)雜心臟病而言，CT重建得再好，依然不夠直觀?！笔♂t(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(shí)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(gè)完整的心血管模型，再將手術(shù)的關(guān)鍵部位主動(dòng)脈及側(cè)枝血管單獨(dú)提取出來再制作了一個(gè)以突出該解剖結(jié)構(gòu)的血管模型，兩個(gè)模型打印出來后，醫(yī)生對(duì)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)此作出了相應(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(shí)以上，對(duì)著這個(gè)模型，半個(gè)小時(shí)就找好了，術(shù)后孩子各項(xiàng)指標(biāo)都很不錯(cuò)?！秉S美萍說。

3D打印心臟精準(zhǔn)度在90%以上

事實(shí)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(gè)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，我國目前約有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(gè)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(duì)打印出實(shí)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，科研人員們正在利用3D打印心臟做血流動(dòng)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(shí)現(xiàn)90%以上的精準(zhǔn)度。莊建表示，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”。

相關(guān)閱讀>>>上海兒童醫(yī)學(xué)中心運(yùn)用3D打印技術(shù)成功挽救新疆男孩的小心臟