彭 棟,劉石琳,阿拉法特·艾爾肯,沙爾娜,張棋鑫,段 磊

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院介入診療科,新疆 烏魯木齊 830054;2.新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院體檢中心,新疆 烏魯木齊 830054)

主動(dòng)脈夾層是一種突發(fā)性疾病,常伴嚴(yán)重的并發(fā)癥,對患者的生命造成嚴(yán)重的威脅[1]。該病的發(fā)病率為1/10萬,由于發(fā)病急驟,臨床表現(xiàn)較為復(fù)雜,發(fā)病后若患者未經(jīng)及時(shí)有效的治療則病死率高達(dá)50%,約70%的患者1周內(nèi)死亡[2]。以往的研究指出[3],胸主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)手術(shù)是治療主動(dòng)脈夾層的微創(chuàng)手術(shù),其能夠降低主動(dòng)脈夾層患者的病死率。胸主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)手術(shù)與其他介入微創(chuàng)手術(shù)相同,需借助術(shù)前及術(shù)中影像學(xué)輔助手術(shù),術(shù)前手術(shù)醫(yī)師處于非直視操作中,需充分掌握患者主動(dòng)脈夾層的解剖結(jié)構(gòu),便于術(shù)中操作。由此可得出,術(shù)前影像學(xué)評估能夠輔助主動(dòng)脈夾層的手術(shù)治療,對臨床具有重要的應(yīng)用價(jià)值[4]。3D打印技術(shù)定制化覆膜支架精準(zhǔn)治療是通過3D打印技術(shù)精準(zhǔn)復(fù)制病變部位的主動(dòng)脈弓部,從多角度、多方位了解病變部位主動(dòng)脈弓部的解剖結(jié)構(gòu),全面掌握主動(dòng)脈弓部夾層特點(diǎn),并根據(jù)3D技術(shù)檢查結(jié)果制定覆膜支架精準(zhǔn)治療,不僅能夠明確手術(shù)過程及細(xì)化手術(shù)方案,而且能夠?yàn)榛颊咛峁┚珳?zhǔn)的支架,從而有效提高手術(shù)成功率,降低患者病死率,對臨床具有重要意義[5-6]。但目前臨床關(guān)于3D打印技術(shù)定制化覆膜支架精準(zhǔn)治療Stanford B型主動(dòng)脈夾層的研究甚少?；诖?本研究將探討3D打印技術(shù)定制化覆膜支架精準(zhǔn)治療Stanford B型主動(dòng)脈夾層的臨床應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 將2021年2月至2023年3月于新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院收治的23例Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者為研究對象,其中男18例,女5例;年齡29～65歲,平均(43.29±13.28)歲;合并糖尿病3例,合并高血壓6例。病例納入標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)CT血管造影(CTA)診斷為Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者;患者精神正常,認(rèn)知功能正常;符合胸主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)手術(shù)適應(yīng)證;既往無手術(shù)治療史者;患者均知情同意并簽訂知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):存在免疫系統(tǒng)疾病;合并凝血系統(tǒng)疾病;夾層逐漸累及升主動(dòng)脈或已破裂需緊急手術(shù)者;存在惡性腫瘤患者;病例資料、影像資料缺失;不愿意參加本次研究者。本研究方案符合《世界醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)赫爾辛基宣言》的相關(guān)要求。

1.2 研究方法

1.2.1 術(shù)前檢查:所有研究對象術(shù)前均進(jìn)行超聲心動(dòng)圖、心電圖、血液常規(guī)等檢查,再次采用CTA診斷明確鑒別,患者的病情情況采用多模態(tài)影像學(xué)評估。

1.2.2 術(shù)前3D打印:采用德國西門子公司生產(chǎn)的雙源CT,禁飲禁食2 h,將尿液排空,調(diào)整呼吸,設(shè)置掃描參數(shù),以500 mA的電流,120 kV的管電壓,0.625 mm的層厚,0.625 mm的間隔,800 HU的窗寬,觀察窗位200 HU。掃描范圍從主動(dòng)脈弓到恥骨聯(lián)合,掃描層厚7.0 mm,重建層厚0.75 mm。掃描時(shí)經(jīng)肘靜脈團(tuán)注非離子型對比劑(300 mgI/ml)100 ml,注射流速為3.0 ml/s。掃描數(shù)據(jù)以DICOM格式導(dǎo)出,并導(dǎo)入MIMIC16.0軟件進(jìn)行胸主動(dòng)脈三維重建,提取范圍從升主動(dòng)脈開口到腹主動(dòng)脈腹腔干動(dòng)脈,模型表面光滑修飾,并以STL格式導(dǎo)出模型。STL模型導(dǎo)入Magic軟件進(jìn)行模型表面修飾后,模型外表面加殼厚度2 mm,提取出中空的血管厚度2 mm的胸主動(dòng)脈夾層模型;打印材料選擇以光敏樹脂軟性材料,以便有良好拉伸和彎曲能力;打印成型主動(dòng)脈夾層Stanford B型。采用光固化打印技術(shù)(第三方提供),測量數(shù)據(jù)后24 h內(nèi)制作。

1.2.3 3D打印評估:①胸腹主動(dòng)脈CTA三維重建結(jié)果與3D模型比較,對比主動(dòng)脈重要分支及破口的位置,并觀察其測量值是否一致。②掌握主動(dòng)脈弓具體位置,確定頭臂干、左頸總動(dòng)脈、左鎖骨下動(dòng)脈各分支開口對應(yīng)主動(dòng)脈弓的部位。③對真腔大小進(jìn)行測量,評估選擇支架的直徑(覆膜支架外徑較相應(yīng)動(dòng)脈直徑大10%～15%)。評估方式:全方位觀察主動(dòng)脈夾層的解剖條件,拉伸破口演示支架。兩位影像科副主任以上級別醫(yī)師在CT圖像后處理工作站測量CT數(shù)值,DSA造影測量由副高技術(shù)職稱醫(yī)師和技師共同完成,使用導(dǎo)管校正技術(shù)測量。

1.2.4 手術(shù)及定制化覆膜支架:局部麻醉及常規(guī)消毒后,取仰臥位,一組人員選擇無菌薄膜覆蓋在制備好的術(shù)前3D打印模型上,將弓上分支的部位標(biāo)記清楚并測量,根據(jù)標(biāo)記的位置,在主動(dòng)脈弓主支架上燒灼出對應(yīng)的側(cè)孔,選擇與分支血管內(nèi)徑相應(yīng)的覆膜支架;另外一組人員對右股動(dòng)脈和左橈動(dòng)脈進(jìn)行穿刺,放置6F和5F動(dòng)脈鞘管。肝素通過靜脈輸注,將豬尾導(dǎo)管經(jīng)左側(cè)橈動(dòng)脈放置至升主動(dòng)脈造影,主動(dòng)脈真腔通過導(dǎo)管、導(dǎo)絲及Lunderquist導(dǎo)絲到達(dá)破口處,將上述選擇的支架及合適的雙球囊導(dǎo)管置入狹窄處釋放,觀察支架釋放情況,獲得滿意的壓差后,將輸送系統(tǒng)撤出,縫合包扎。

1.3 觀察指標(biāo) 比較術(shù)前常規(guī)CT測量;術(shù)前DSA造影測量;術(shù)前3D模型測量左頸總后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑。

2 結(jié) 果

2.1 不同檢查頸總后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑比較 所有Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者均完成術(shù)前3D打印、術(shù)前DSA及術(shù)前CT檢查。術(shù)前3D打印測定的動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑與術(shù)前DSA比較,術(shù)前3D打印測定的左頸總后緣直徑、左鎖骨后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑與術(shù)前CT比較,術(shù)前DSA測定的左頸總后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑與術(shù)前CT比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05);術(shù)前3D打印測定的左頸總后緣直徑、左鎖骨后緣直徑、動(dòng)脈瘤直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑與術(shù)前DSA比較;術(shù)前3D打印測定的動(dòng)脈瘤直徑比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。見表1(圖1)。

注:男,54歲,主動(dòng)脈夾層Standford B型,A為術(shù)前CT,B為CT血管三維成像,C為術(shù)前3D打印血管三維成像,D為術(shù)后3D打印

表1 不同檢查頸總后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑比較 (mm)

2.2 不同檢查真假腔/瘤體最大直徑比較 術(shù)前3D打印測定的假腔最大直徑、真腔最大直徑與術(shù)前CT比較,術(shù)前DSA測定的假腔最大直徑、真腔最大直徑與術(shù)前CT比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05);術(shù)前3D打印測定的假腔最大直徑、真腔最大直徑與術(shù)前DSA比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。見表2。

表2 不同檢查真假腔最大直徑比較 (mm)

2.3 stanford B型主動(dòng)脈夾層患者手術(shù)情況分析 23例Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者手術(shù)時(shí)間為318～587 min,平均(518.381±37.298)min;術(shù)中出血量為2789～4198 ml,平均(3187.873±145.982)ml;術(shù)中停循環(huán)時(shí)間5～11 min,平均(8.321±2.018)min;體外循環(huán)時(shí)間126～156 min,平均(143.283±34.298)min。

2.4 Stanford B型主動(dòng)脈夾層患者并發(fā)癥發(fā)生情況及死亡情況比較 隨訪12個(gè)月,平均(11.87±1.37)個(gè)月。術(shù)后ICU監(jiān)護(hù)時(shí)間5～8 d,平均(6.19±1.56)d;住院時(shí)間16～27 d,平均(23.28±3.28)d;蘇醒延遲1例,無死亡患者。

3 討 論

主動(dòng)脈夾層的主要病理特征為主動(dòng)脈壁內(nèi)膜撕裂,血液從主動(dòng)脈壁內(nèi)膜和中膜間的通道或主動(dòng)脈和二級血管主通道(真腔)流出,不同近端破口位置可區(qū)分不同類型的主動(dòng)脈夾層[7]。主動(dòng)脈夾層患者血液沿真假腔流動(dòng),會(huì)影響正常血流改變原有的血流動(dòng)力學(xué),誘發(fā)主動(dòng)脈壁出現(xiàn)動(dòng)脈瘤或重要器官灌注,造成主動(dòng)脈瘤劈裂[8]。主動(dòng)脈夾層的治療仍是心血管急癥的一個(gè)難點(diǎn),每年因主動(dòng)脈夾層死亡的患者約1%～3%,嚴(yán)重威脅到患者的生命健康。隨著血管外科學(xué)、超聲醫(yī)學(xué)、影像學(xué)的不斷發(fā)展,其診斷率會(huì)不斷提高[9-10]。其中CT影像學(xué)對Stanford B型主動(dòng)脈夾層的確診及制定手術(shù)策略能夠提供一定的幫助,但其存在直觀感較差,缺乏立體感,診療過程中存在失誤的情況發(fā)生[11]。近年來,3D打印技術(shù)又稱快速成型技術(shù),其在數(shù)字、堆積、分層、直接、快速制造等方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性,如今該技術(shù)已經(jīng)可以應(yīng)用到心血管疾病術(shù)前診斷,通過其模型能夠清晰地觀察到目標(biāo)部位的解剖結(jié)構(gòu)及病變部位,根據(jù)其打印的模型進(jìn)行模擬手術(shù),方便與患者溝通及進(jìn)行相關(guān)動(dòng)物研究等[12-14]。

針對Stanford B型主動(dòng)脈夾層而言,破口的部位、大小及解剖條件與手術(shù)方案的選擇密切相關(guān);另外,覆膜支架與主動(dòng)脈管壁的力學(xué)“博弈”結(jié)果是主動(dòng)脈夾層腔內(nèi)治療的近遠(yuǎn)期效果實(shí)質(zhì),在主動(dòng)脈弓的不同位置放置相同的覆膜支架的效果并不相同(即便不覆蓋頭臂干動(dòng)脈、左頸總動(dòng)脈左鎖骨下動(dòng)脈),如遠(yuǎn)期支架源性新破口及破口逆向撕裂[15-16]。本研究采用光固化打印技術(shù)制作Stanford B型主動(dòng)脈夾層模型,通過CT等影像學(xué)數(shù)據(jù),構(gòu)建一個(gè)直觀、立體的三維模型,在二維斷層影像基礎(chǔ)上進(jìn)行三維重建,且主動(dòng)脈根部和弓部呈不規(guī)則走形,會(huì)造成在CT上測量該層面的主動(dòng)脈直徑,非此層面主動(dòng)脈的真實(shí)直徑;另外無法對錨定區(qū)直接測量,根據(jù)左鎖骨下動(dòng)脈根部的破口層面的投影,對投影距離與破口距離進(jìn)行計(jì)算和投影在根據(jù)其根部與病變部位間的層數(shù)估算支架的錨定區(qū),與術(shù)中存在的差異;影像科醫(yī)師和手術(shù)團(tuán)隊(duì)醫(yī)師在對疾病關(guān)注點(diǎn)上也存在不同的認(rèn)知,造成其測量結(jié)果與實(shí)際情況存在一定的差異。以往的研究指出[17],3D打印在Stanford B型主動(dòng)脈夾層中應(yīng)用能夠直觀地反映主動(dòng)脈重要分支的空間位置關(guān)系,有利于設(shè)計(jì)血管島,對根大動(dòng)脈的位置進(jìn)行標(biāo)定,更便于手術(shù)操作,從而降低并發(fā)癥的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示,術(shù)前3D打印測定的動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑與術(shù)前DSA比較,術(shù)前3D打印測定的左頸總后緣直徑、左鎖骨后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑與術(shù)前CT比較,術(shù)前DSA測定的頸總后緣直徑、動(dòng)脈瘤近端直徑、動(dòng)脈瘤直徑、動(dòng)脈瘤遠(yuǎn)端直徑、遠(yuǎn)端錨定直徑與術(shù)前CT比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05),術(shù)前3D打印測定的假腔最大直徑、真腔最大直徑與術(shù)前CT比較,術(shù)前DSA測定的假腔最大直徑、真腔最大直徑與術(shù)前CT比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05),提示術(shù)前3D打印的數(shù)據(jù)與術(shù)前DSA基本接近,其存在的誤差在臨床中屬于可以接受的范圍;另外,術(shù)前3D打印及術(shù)前DSA與術(shù)前CT的數(shù)據(jù)比較存在明顯的差異,這可能是由于術(shù)前CT測定支架的錨定區(qū),貼合在主動(dòng)內(nèi),是在主動(dòng)脈弓內(nèi)的一個(gè)弧形距離,術(shù)前評估的錨定區(qū)僅為大致結(jié)果,并不能算作一個(gè)直接測量的精準(zhǔn)數(shù)據(jù);而錨定區(qū)域的估算與手術(shù)方案的選擇密切相關(guān),若錨定區(qū)域估算不準(zhǔn)確則需更換手術(shù)方式。而3D打印技術(shù)制作出的三維實(shí)體模型,能夠輔助手術(shù)醫(yī)師分析Stanford B型主動(dòng)脈夾層主動(dòng)脈根部受累情況,指導(dǎo)其對疾病的分型及手術(shù)的選擇[18-19]。

術(shù)前3D打印能夠?qū)T三維重建模型直觀反映出來,能夠全方位地觀察主動(dòng)脈夾層及破口部位和真假腔的形態(tài)、真假腔的比例;同時(shí)收集測量的各項(xiàng)數(shù)據(jù),進(jìn)行主體支架入路選擇,從而考慮病變部位與支架的力學(xué)問題,有利于模擬支架放置在不同部位后對主動(dòng)脈弓影響及選擇遠(yuǎn)端限制性支架,同時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)可能存在的問題如支架釋放角度發(fā)生改變,是否影響到支架錨定位置和周圍貼壁的關(guān)系,是否需要增加放置支架,為其制定針對性的手術(shù)方案[20-21]。以往的研究指出[20],3D打印技術(shù)輔助手術(shù)治療Stanford B型主動(dòng)脈夾層療法良好,其能夠應(yīng)用于術(shù)前評估、模擬手術(shù),可減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生情況,提高手術(shù)的安全性。

綜上所述,術(shù)前3D打印的數(shù)據(jù)與術(shù)前DSA基本接近,且術(shù)前3D打印定制化覆膜支架精準(zhǔn)治療Stanford B型主動(dòng)脈夾層能夠改善手術(shù)情況,降低相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生,對臨床具有重要意義及價(jià)值,但遠(yuǎn)期療效仍需更多樣本量進(jìn)行研究與觀察。