借助3D打印技术重建模型选择覆膜支架治疗Stanford A型主动脉弓部夹层(附15例报告)

刘桂栋，严中亚

(安徽医科大学附属省立医院，合肥 230001)

主动脉夹层(AD)是严重的心血管急重症，发病突然、病情发展迅速、急性期病死率极高是其主要特点，未经治疗的患者病死率高达80%[1]。因为主动脉解剖形态多变，分支血管多，疾病本身也存在复杂因素，所以治疗上存在较多困难[2]。Daily根据手术需要提出一种分类方法，包括两种类型，Stanford A型指凡是累及升主动脉的AD病变，Stanford B型指AD从主动脉弓峡部产生，并累及到峡部以远的病变。近年来，AD的发病率呈逐年快速增长，AD起病较急，进展迅速，临床病例复杂，是国际上公认的“灾难性疾病”。3D打印技术是指在计算机控制下，根据计算机辅助设计模型或物体的核磁共振扫描、计算机断层扫描等数据，通过材料的逐层堆叠累积的方式，快速成型制造出任意形状三维模型的技术。因3D打印技术的精密复制、一体成型等诸多特点，已经在整形美容、骨科、心血管、神经外科、口腔颌面疾病的诊疗中广泛应用。本研究通过3D打印技术精准复制病变的主动脉弓部，直视下全方位、多角度了解病变的解剖学特点，根据该模型展示出的病变情况选择个体化支架,用于治疗15例Stanford A型主动脉弓部夹层患者，取得良好疗效。

1　资料与方法

1.1临床资料选取安徽医科大学附属省立医院收治的Stanford A型主动脉弓部夹层患者40例。所有患者按照治疗方法不同分为两组，观察组15例，男10例，女5例；年龄(44±9)岁；处于急性期13例；有高血压史14例；夹层真腔受压部位在升主动脉、弓部及弓降部15例；主动脉瓣中重度反流12例；ALT(26.5±13.6)U/L；AST 27.5 U/L；血肌酐(80.7±23.7)μmol/L；射血分数63.0%；左心室舒张期末期内径51.5 mm；胸主动脉最大内径(43.1±3.8)mm。对照组25例，男15例，女10例；年龄(42±10)岁；处于急性期20例；有高血压史20例；夹层真腔受压部位在升主动脉、弓部及弓降部22例；主动脉瓣中重度反流12例；ALT(28.2±18.1)U/L；AST 18.5 U/L；血肌酐(83.2±23.6)μmol/L；射血分数66.5%；左心室舒张期末期内径54.5 mm；胸主动脉最大内径(43.5±3.1)mm。两组一般资料无统计学差异，具有可比性。

1.2主动脉弓部模型三维重建、评估及测量①模型重建：采用Discovery CT 750 HD 64排多层螺旋CT对患者进行扫描，扫描采集的数据以DICOM格式导入Mimics 19.0医学图像处理软件，进行主动脉三维重建，主动脉的提取范围包括整个主动脉弓部及其分支部分，最终以STL格式导出数字模型。再将数字模型导入3-matic 11.0软件再次进行表面修饰，模型外表面加壳，厚度为2 mm，提取出厚度为2 mm的中空的主动脉模型。将最终主动脉模型的数据输入meditoolcreate软件进行切片加支撑处理，生成medtjob2文件，然后将该文件导入光固化成型SLA 3D打印机(盘古4.2)进行主动脉弓部模型打印，打印材料选用医用光敏树脂。②模型评估：将主动脉弓部模型与胸腹主动脉CTA三维重建结果进行比对，对比其测量值是否一致，并观察主动脉破口及其重要分支的位置；了解主动脉弓具体形态，确定头臂干(BT)、左颈总动脉(LCCA)、左锁骨下动脉(LSA)各分支开口所对应主动脉弓的位置；测量真腔大小，评估选用支架的直径(覆膜支架外径较相应动脉直径大10%～15%)；评估支架释放后与BT、LCCA、LSA各分支及夹层的解剖关系，以及各分支的血流情况。③模型测量：测量主动脉弓部模型上的冠状动脉开口2 cm处的升主动脉直径；测量主动脉弓上各分支间相对距离(BT与LCCA，LCCA与LSA)；测量主动脉弓横断面上BT、LSA的连线与矢状面的成角；去除分支血管后，分别测量主动脉弓部三分支血管开口直径。

1.3手术方法所有患者均在静脉和吸入复合全身麻醉下进行手术，取胸部正中切口。观察组：患者开胸暴露升主动脉及主动脉弓部，行右腋动脉插管，经上腔静脉及右心房放置上下腔静脉引流管，建立心肺转流。转流降温后阻断升主动脉，切开主动脉，经左右冠窦分别灌注HTK液至心脏停跳满意。清除假腔内血凝块，切除病变的主动脉内膜，根据主动脉瓣膜及主动脉窦部扩张情况行Wheat术3例、行Bentall术7例、行升主动脉置换+主动脉瓣成形术2例。体温降至18 ℃，停循环，右腋动脉选择性脑血流灌注，开放主动脉阻断钳，纵行切开升主动脉至无名动脉开口1.5 cm处，充分暴露主动脉弓各分支血管开口。根据术前在主动脉弓模型上测得的相关数据选择合适规格的覆膜主支架，将主支架释放入主动脉腔内，分别选择合适直径的三个分支支架分别放置到BT、LCCA、LSA分支血管内(覆膜支架外径较相应动脉直径大10%～15%)，根据术前测得的各分支的开口直径数据，在主支架上于术前规划好的开孔位置进行开窗(开窗直径大于测得的10%～15%)，根据测得的各分支血管之间及各自与主动脉弓部主动脉血管相对角度进行缝制。并检查覆膜支架的主支架血管和各分支支架血管有无扭曲。将约40 ℃的盐水注入覆膜支架内，使其塑型和扩张支撑。以4-0 prolene线将覆膜支架近端与人工血管或带瓣人工血管远端及主动脉壁端端吻合，排气后开放升主动脉，心脏复跳。按常规步骤继续复温、辅助循环、停机、止血和关胸。对照组：经右腋动脉放置主动脉灌注管，放置腔静脉引流管，建立体外循环。降温至32 ℃以下，阻断升主动脉，切开升主动脉后分别经左、右冠窦灌注25 ℃高钾含血停搏液，心脏停跳，每30 min重复灌注1次。降温行Wheat术2例、Bentall术5例、升主动脉置换+主动脉瓣成形术5例。鼻咽温度降至18 ℃时，停体外循环，依次阻断头臂干动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉，以10 mL/(kg·min)速度行选择性脑部灌注，头保持低位并加用冰袋进行脑保护。切开主动脉弓，在左锁骨下动脉开口远端横向切断主动脉。在降主动脉内释放“象鼻子”覆膜支架。用人工四分支血管与降主动脉和覆膜支架行端端吻合。吻合完成后，将动脉灌注管与四分支人工血管的灌注支相连接，于灌注分支的近心端阻断人工血管，恢复降主动脉血流灌注。左颈总动脉吻合结束后将其开放，恢复部分脑血流灌注。吻合左锁骨下动脉，并将其开放，同时开始缓慢复温。然后将人工四分支血管的近心端与升主动脉相吻合。开放升主动脉并排气，心脏复跳。按常规步骤继续复温、辅助循环、停机、止血和关胸。

1.4围术期情况观察及术后随访记录两组手术情况及心肺转流时间、心肌阻断时间、停循环或选择性脑灌时间、术后引流量、输血量和术后并发症发生情况。通过门诊以及电话进行随访，术后1个月复查超声心动图和主动脉CTA，了解有无支架扭曲、移位和内漏的发生情况，假腔转归情况，以及瘤体有无继续增大，且随访患者临床症状。

2　结果

2.1两组围术期情况比较两组患者均顺利完成手术，无死亡病例。观察组及对照组心肺转流时间分别为145、292 min，两组比较，P均<0.05；两组心肌阻断时间、停循环或选择性脑灌时间、术后引流量、输血量比较见表1。观察组患者全部一次关胸，术后无脑部并发症出现，且无声音嘶哑者。对照组患者术后出现短暂、轻度精神症状2例，经对症治疗后分别于第5天和第6天恢复正常；苏醒延迟1例，患者于术后第2天清醒，无肢体运动障碍；因术后止血困难延迟关胸4例；声音嘶哑1例。

表1　两组心肌阻断时间、停循环或选择性脑灌时间、术后引流量、输血量比较

注：与对照组比较，*P<0.05。

2.2两组术后随访结果比较观察组随访9～21个月，术后1个月超声心动图和主动脉CTA检查显示主动脉弓部、头臂动脉内支架扩张贴壁满意，未发生内瘘及支架内血流流速变异，分支血管内支架血流通畅率100%，相应部位的假腔消失或被血栓填充，无与覆膜支架相关的并发症。对照组随访13～48月，术后1个月超声心动图及主动脉CTA检查显示无夹层复发，无与人工血管相关的术后并发症，1例患者术后声音嘶哑未能恢复，降主动脉内支架扩张满意。

3　讨论

急性AD是一种非常危险的疾病，保守治疗患者病死率极高，Stanford A型主动脉弓部夹层保守治疗48 h病死率为50%，一周高达80%，因此需外科手术治疗[3,4]。因主动脉弓部手术涉及大量重要血管分支，手术操作复杂，易出血，手术时间长，风险高，病死率极高[5,6]；且术野深导致近端主动脉吻合口和左锁骨下动脉的吻合困难，易损伤膈神经和喉返神经，一旦发生出血，极难控制[7]，该手术对体外循环的管理、麻醉及术者都有极高的要求[8]。全弓置换+远端“象鼻子”支架手术简化了弓部手术操作[9]，临床上广泛应用于Stanford A型主动脉弓部夹层的治疗。但该手术其弓部操作仍费时复杂，需游离主动脉弓部及远端主动脉、头臂血管，部分病例出现乳糜漏。随后出现的三分支型主动脉弓覆膜支架是治疗Stanford A型主动脉弓部夹层的新技术[10～14]，它由主动脉弓和降主动脉覆膜支架与三支头臂血管覆膜支架预先缝制为一体，在一定程度上简化了该病的治疗。而该支架三分支支架位置固定，无法适用每一个病例，使得该支架不能完全和三分支血管完全匹配，容易出现残余漏、假腔不闭合、支架移位，导致新的夹层出现，甚至增加手术难度。更是无法应对出现弓部解剖变异的情况[13,14]。为了降低三分支型主动脉弓覆膜支架手术的相关风险及改进其不足，临床上采用个体化组合支架技术治疗Stanford A型主动脉弓部夹层，可以应用于几乎所有类型的主动脉弓部夹层患者。但手术需要打开胸腔在探查主动脉及分支血管，切开主动脉后，才能测量分支血管开口的相对位置，小的分支覆膜支架和主覆膜支架的缝合是在主动脉腔内进行，在一定程度上增加了手术时间和难度，使得手术风险增加。

3D打印技术将“腔内隔绝”的介入理念引入到全主动脉弓置换手术中，无需游离主动脉弓部及其各分支血管，术中切开升主动脉远端，在直视下对置入的主覆膜支架和分支覆膜支架进行简单的缝合，既可以个体化的治疗主动脉弓部夹层，简化了主动脉弓部及其分支血管的操作，主动脉弓部吻合口由多个变为一个，减少出血，缩短总体手术时间，大幅度降低并发症，而且对弓部情况复杂的主动脉弓部夹层更是有其独特的优势。借助3D打印技术重建模型选择覆膜支架主要的核心在于精准治疗。利用3D打印技术精准呈现主动脉弓部夹层发病情况，直观了解病变主动脉，通过精确测量，精准化术中选择个体化弓部覆膜支架。根据本文结果，我们体会借助3D打印技术重建模型选择覆膜支架有以下特点：①获得个体化覆膜支架时间短，从获得患者主动脉CTA数据，到打印出1∶1的3D模型，所需要的时间短，3～4 h即可完成，缝合过程得到大大简化；②所制得的覆膜支架更接近主动脉弓及其各分支的生理结构，通过测量模型数据可精准获得头臂血管在主动脉弓的开口位置，可准确在主支架上进行开窗，依据头臂血管实际走向，缝合分支支架，使得覆膜支架更贴合血管壁；③手术操作简单化，术前通过对大血管3D模型的分析，掌握病变情况，可提前做好手术规划，覆膜支架释放后使吻合变得相对容易，将覆膜支架延长至主动脉弓近端与升主动脉相吻合，远较深在的弓降部容易操作，弓部只有一个切口，便于止血；④手术时间短，大大缩短手术操作时间。

总之，借助3D打印技术重建模型选择覆膜支架治疗Stanford A型主动脉弓部夹层效果较好，且心肺转流时间、心肌阻断时间、停循环或选择性脑灌时间明显缩短，术后引流量和输血量明显减少。

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