3D打印輔助腔內治療復雜主動脈疾病的臨床療效

王耿，洪云恒，陳志強，林春明，莊佩佩，吳權輝，郭進明，李孝虎

主動脈腔內修復術（endovascular aortic repair，EVAR）已經成為治療主動脈疾?。▕A層動脈瘤穿透性潰瘍）的首選方法之一［1］。但是，復雜主動脈疾病的腔內治療仍是血管外科的難點，累及弓上分支的胸主動脈病變及涉及重要內臟動脈的腹主動脈病變仍有較高的病死率和并發(fā)癥發(fā)生率［2-4］。“開窗”“煙囪”“分支支架”“轉流”等分支重建技術是解決復雜主動脈疾病的重要手段，這些技術可增加主體支架錨定區(qū)及保證重要分支動脈血供，但仍然具有技術難度大、增加內漏發(fā)生、神經系統(tǒng)癥狀并發(fā)癥等弊端［5，6］?！伴_窗”技術最大難度在于如何實現(xiàn)窗孔對準分支開口，進而精確定位釋放支架［7］。開窗位置和分支支架不匹配，將導致腦缺血、內漏、內臟動脈閉塞等嚴重并發(fā)癥。

國內外最新研究顯示［8-10］，3D打印技術相對CT血管造影更具有直觀性和精準性，有助于術前方案制定，特別是術前精準評估錨定區(qū)及測量開窗的部位、大小、角度等。中山市中醫(yī)院血管介入科2019年12月至2021年10月完成5例3D打印輔助下“開窗”技術在復雜主動脈疾病治療中的應用病例，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

共5例患者，均為男性；年齡分別為61、71、64、56、77歲。納入標準為診斷主動脈夾層、主動脈穿透性潰瘍、主動脈瘤、主動脈假性動脈瘤患者，且解剖結構復雜，缺乏足夠錨定區(qū)，或病變累及弓部血管或重要內臟動脈，難以采用常規(guī)的覆膜支架腔內修復技術進行直接修復；排除標準：①患者主動脈解剖情況不適合行腔內支架手術；②患者拒絕行介入治療；③對造影劑過敏的患者。最終納入1例腎上型腹主動脈穿透性潰瘍，1例近腎型腹主動脈假性動脈瘤，2例累及弓上分支的胸主動脈瘤，1例累及弓上分支的主動脈夾層。

1.2 CT圖像獲取和3D模型打印

所有患者術前行腹主動脈+胸主動脈CTA（多層螺旋CT平掃+增強+血管三維重建），CT為Brilliance iCT 256層螺旋CT（荷蘭飛利浦公司），經肘靜脈注射造影劑優(yōu)維顯370，注射流速4 mL/s，總量80 mL，圖像重建層厚1 mm，重建間隔0.5 mm，輸出DICOM格式原始數據文件。

將CT原始數據導入Mimics 19.0軟件，進行主動脈三維重建，提取病變部分，并以STL格式導出模型，將STL模型數據導入Materialise 3-matic11.0軟件進行模型調整，模型調整后以STL格式保存并導入Makerbot工作室進行打印調整，調整后以cbddlp格式保存三維模型，將文件cbddlp拷貝到SD卡，在3D打印機進行三維打印成形主動脈形態(tài)。打印材料為液態(tài)光敏樹脂UV，使用材料的價格根據每個患者病變部位體積不同而不同，約1元/1 mL，每個模型約20~35元。

1.3 操作方法

術前根據CTA檢查結果及3D打印模型模擬后制定手術方案，測量主動脈直徑（近、遠端錨定區(qū)、雙側髂股動脈）及病變段長度，觀察瘤體、瘤頸等成角及扭曲、分支動脈情況（直徑、開口位置、適宜C臂角度），分析討論手術方案、支架選擇、“開窗”或放置“煙囪”支架部位。術中根據1∶1的3D打印模型，原位“開窗”“煙囪”支架植入、或進行1∶1體外覆膜支架體外預“開窗”。術后7天內復查主動脈CTA，評估是否發(fā)生Ⅰ型或Ⅲ型內漏以及分支動脈供血情況。

2 結果

2.1 一般結果

5例患者均進行3D打印模型制作，術前根據CTA檢查結果及3D打印模型模擬制定手術方案。全部患者手術均獲得技術成功，術中即刻造影及術后第7天復查CTA未見內漏，分支支架血供良好，未發(fā)生相關的嚴重并發(fā)癥。

2.2 腹主動脈病變的治療結果

1例患者診斷為腹主動脈瘤合并腎上型腹主動脈穿透性潰瘍，因腹主動脈穿透性潰瘍累及腹腔干、腸系膜上動脈，腹主動脈瘤距離雙腎動脈較近（＜1.0 cm），錨定區(qū)不足，借助術前3D打印模型，成功在主體覆膜支架（Ankura，深圳先健）上通過體外“雙開窗”技術保留了腹腔干、腸系膜上動脈。該患者為CKD5期維持透析患者，因此不保留雙腎動脈，術中復查DSA造影及術后第7天復查CTA，支架位置良好，無內漏，分支支架血供良好。見圖1。

圖1 腹主動脈瘤合并腎上型腹主動脈穿透性潰瘍患者行腔內修復術+腹腔干、腸系膜上動脈“雙開窗”A：術前CT血管造影；B：3D打印模型；C：術后數字減影血管造影；D：術后復查CT血管造影

1例患者診斷為近腎型腹主動脈假性動脈瘤，根據CTA測量瘤頸約1.2 cm，術前未能確定錨定區(qū)是否足夠，實際3D打印模型測量瘤頸＜1.0 cm，提示不能常規(guī)EVAR，手術方案：Ankura主體覆膜支架系統(tǒng)+左腎動脈煙囪支架植入。術中復查DSA造影及術后7天復查CTA提示支架位置良好，無內漏，分支支架血供良好（見圖2）。

圖2 近腎型腹主動脈假性動脈瘤行腔內修復術+左腎動脈煙囪支架植入 A：術前CT血管造影；B：3D打印模型；C：術后數字減影血管造影；D：術后復查CT血管造影

2.3 主動脈夾層的治療結果

1例患者診斷為Standford B型主動脈夾層，因夾層破口累及左鎖骨下動脈，臨近左頸總動脈開口，借助術前3D打印模型，術中使用Ankura覆膜支架系統(tǒng)，行左頸總動脈體外“開窗”覆膜支架植入。左鎖骨下動脈因“開窗”對位不準后直接封堵，術前CTA顯示右椎動脈優(yōu)勢不做進一步處理。術中復查DSA造影及術后7天復查CTA提示支架位置良好，無內漏，分支支架血供良好，無脊髓缺血、腦梗死、左上肢缺血等并發(fā)癥。見圖3。

圖3 Standford B型主動脈夾層患者行腔內修復術+左頸總動脈架原位“開窗”A：術前CT血管造影；B：3D打印模型；C：術后數字減影血管造影；D：術后復查CT血管造影

2.4 胸主動脈瘤的治療結果

1例患者診斷為主動脈弓動脈瘤并穿透性潰瘍，由于瘤體累及左鎖骨下動脈開口，臨近左頸總動脈開口，借助3D打印模型參照下進行左鎖骨下動脈、左頸總動脈、右頭臂干動脈體外三分支“開窗”。術中使用Ankura覆膜支架系統(tǒng)。術中復查DSA造影及術后第7天復查CTA，支架位置均良好，無內漏，分支支架血供良好。見圖4。

圖4 主動脈弓動脈瘤并穿透性潰瘍患者行腔內修復術+體外三分支“開窗”A：術前CT血管造影；B：3D打印模型；C：術后數字減影血管造影；D：術后復查CT血管造影

另1例患者診斷為胸主動脈瘤，由于瘤體近端距離左鎖骨下動脈過近（＜1.0 cm），參照3D打印模型，制定手術方案：左鎖骨下動脈原位“開窗”+左頸總動脈煙囪支架植入。術中使用Ankura覆膜支架系統(tǒng)。術后第7天復查CTA，支架位置均良好，無內漏。見圖5。

圖5 胸主動脈瘤行腔內修復術+左鎖骨下動脈原位“開窗”+左頸總動脈煙囪支架植入術 A：術前CT血管造影；B：3D打印模型；C：術后數字減影血管造影；D：術后復查CT血管造影

3 討論

傳統(tǒng)的血管腔內治療，術前評估往往采用CTA、DSA等影像學結果，但是CTA及DSA造影提供的是2D的平面圖像，常常存在計算誤差較大、術中情況考慮不足的情況［11-13］。相對于簡單的主動脈血管病變，復雜主動脈病變血管解剖條件更為多變。精準的術前測量是權衡復雜主動脈病變是否適合腔內治療，及術前評估如何延長錨定區(qū)及保證重要分支動脈血供的重要決策依據。3D打印技術可將影像學結果打印為同比例的真實血管模型，從而有利于醫(yī)生進行評估甚至可以模擬手術過程，探索3D打印技術在復雜主動脈疾病的應用具有重要臨床意義［14］。

本研究5例患者術前均將靶血管等比例打印，進行細致的手術規(guī)劃及術前模擬操作。完成的5例患者包括涵蓋了常見的復雜主動脈病變，包括：1例腎上型腹主動脈穿透性潰瘍，1例近腎型腹主動脈假性動脈瘤，2例累及弓上分支的胸主動脈瘤，1例累及弓上分支的主動脈夾層。初步結果提示該方法治療效果滿意，研究結果證實3D打印輔助復雜主動脈疾病的技術優(yōu)勢，包括：①3D打印技術可以精確模擬胸主動脈弓3支重要分支的開口位置、直徑、成角等情況，協(xié)助方案的選擇以及“開窗”位置的判斷等，以此指導腔內治療復雜胸主動脈瘤、胸主動脈夾層、胸主動脈穿透性潰瘍方案選擇；②3D打印技術可以精準提供復雜腹主動脈疾病的瘤體特征及錨定區(qū)具體數值、與腸系膜上動脈及雙側腎動脈位置關系等，確保主體支架上的“窗口”與目標分支動脈的開口對合精準。③本研究中購置3D打印機及相關軟件花費約3萬元，每例患者3D打印模型費用約20~35元，3D打印技術可行性及性價比好。

本研究結果初步證實，3D打印輔助腔內治療能使復雜主動脈疾病腔內治療直觀化、精準化，具有良好的可行性。但本研究中打印3D模型耗時6至16小時，3D模型送至供應室消毒至少耗時16 h，不適合應用于主動脈急診手術。另外，3D打印技術尚缺乏統(tǒng)一的技術標準評估所打印模型的合理性，未來需要開展更多的研究去證實3D打印技術輔助主動脈疾病腔內治療的優(yōu)越性。