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3D打印一颗心2015-09-06

       近日,南京市儿童医院为一名出生仅3个月的复杂先心病婴儿,进行了心脏手术,为了修复小宝宝“千疮百孔”的心脏,心外科的专家使用了最先进的3D打印技术,以1:1 的比例,打印出婴儿的一个心脏模型。这一模型清晰地显示出孩子心脏内部缺损的位置和关系,让医生一目了然,顺利为患儿的心脏进行封堵。

       母亲是先心病患者 生下宝宝也查出先心病

       晨晨(化名)的父母都来自安徽,母亲原来也是一名先天性心脏病的患者,18岁那年手术后痊愈。

       在备孕的时候,夫妻俩就忐忑不安,一切都小心翼翼,生怕孩子生下来会“遗传”母亲的疾病。怀孕第一次产检时候,当地医院B超显示,有50%-70%的机率排除先心病。结果,妻子怀孕9个月时再去做B超,医生就说,小孩有心脏畸形。但直到那时,他们依旧“心存侥幸”,“或许孩子生下来是好的。”

       晨晨刚满月,就咳嗽、发烧,当地医院说,晨晨感染了肺炎,原因就和他的心脏畸形有关,建议他们到南京市儿童医院就诊。

       夫妻俩当天就抱着孩子赶到南京,经过检查,医生告诉他们,孩子心脏病远比想象中要复杂,“心脏肌部多发性室间隔缺损,直径大于2厘米的巨大房间隔缺损,因而引发重度肺动脉高压。”南京市儿童医院心胸外科副主任孙剑告诉夫妻俩,他怀疑,因晨晨母亲也曾患过先天性心脏病,孩子的病可能有一定遗传因素。

       晨晨出生还不到3个月,已经先后患了3次肺炎,不停地打针、挂水、吃药。“孩子必须及早进行手术治疗,否则会有生命危险!”孙剑副主任告诉晨晨的父母。

       第一次手术

       心脏停跳,采用“镶嵌手术”

       但因“看不清”,仍有两个洞没补上

       由于手术难度较大,并且心脏情况复杂,所以术前,孙剑副主任及其团队的同事,会同麻醉科、B超室医生共同制定了详细的手术方案,最大程度地保障手术的成功。

       7月3日,年仅3个月的晨晨,在全麻体外循环下接受了“心脏肌部室间隔缺损封堵+房间隔缺损修补的镶嵌手术治疗”。

       所谓“镶嵌手术”,就是内科介入治疗与外科开胸手术“二合一”,同时为一名患儿进行手术。这一方法适用于复杂先心病。

       术中,让心脏停跳,为晨晨手术修复了房间隔缺损,并用2个封堵器堵住了室间隔的两处缺损。

       手术台上,医生发现,晨晨的心脏很大,不像是婴儿的心脏,和七、八岁孩子的心脏差不多大,加上术后组织水肿,以至于开胸后“关不上”,术后三天才缝合关胸。

       可是结果并不尽如人意,复查B超提示患儿心脏肌部仍有两个较大的室缺,因而肺部血液分流多,使患儿呼吸困难难以脱离呼吸机。

       为什么修修补补了半天,心脏还有洞未能补好呢?

       简单的说,就是看不清,找不到。

       孙剑副主任解释说,由于心脏肌部室间隔缺损解剖结构的特殊性,术中无法直视探查、修补;而常规B超等影像检查,也无法明确残余缺损的具体位置、大小以及各缺损间的相互关系。

       第二次手术

       3D打印模型看得清清楚楚

       在心脏跳动的情况下,用封堵器堵上两个大洞

       患儿年龄小,且已经置入封堵器,如果再放多个封堵器,那心脏可能跳不起来,因此准确定位肌部室缺位置,用最少的封堵器将所有室缺封住,显得至关重要。

       这样的情况,给孙剑出了一个大大的难题,自己如何才能拥有“透视眼”,一眼能看清孩子室缺的确切情况呢?

       此时,互联网上一则“美国医生利用3D打印心脏救活先心病婴儿”的消息引起了他的注意。如果能够通过3D打印技术,把晨晨的心脏“复制”一个出来,那么难题不是迎刃而解了么?

       孙剑告诉记者,B超只能在屏幕上提供二维视野,术前主刀医生仍需仔细研究和测算患者的心脏及主动脉影像数据,并在自己头脑中“二次加工”,重建成立体构型。而3D打印技术则可将患者的二维影像数据,转化成栩栩如生且实物大小的心脏模型呈现于医生眼前。

       于是,专家联系了一家3D打印公司,儿童医院做CT的医生和专业工程师一起,经过对影像资料的详细分析,反复地3D建模,终于打印出了晨晨的心脏模型,并且,这一模型还是可以分解组合的。这样,医生能看清患儿心脏肌部各个室缺的位置及相互关系,为再次手术提供了可靠的依据!

       由于是二次手术,考虑再次体外循环对孩子打击较大,在与孩子的父母沟通后,孙剑决定给孩子实施不用开胸的微创封堵手术。

       根据患儿心脏的3D模型,在术前就已“锁定”了封堵位置,实际手术时只用了一个封堵器,就将所有残余2个室缺封住。

       这次术后患儿恢复良好,很快脱离呼吸机,心功能有了明显改善,晨晨的家长也终于松了一口气。预计晨晨将于明天康复出院。

       据悉,将3D打印技术应用于儿童先天性心脏病的治疗在国内尚属首次,这对于一些复杂先心病的患儿,特别是心内畸形结构复杂及大血管有异常变化的患儿治疗应该是个好消息。

       这看似“脑洞大开”的设想,其实就是3D打印发展的趋势所在。

       南京市儿童医院心胸外科副主任孙剑告诉记者,目前3D打印在医学上的应用,主要还是在辅助外科医生的手术操作上。但是未来,只要解决了材料的问题,3D打印出来的器官,是可以直接植入体内。

       尽管听起来有些科幻,但科学家们正在考虑用当前的3D打印技术,辅以患者的细胞来制作出全新的器官。

       不过,专家说,除了材料问题外,医生面临的挑战,还有如何将3D打印出来的器官连接到血管系统,以确保有足够的血液让其存活——这需要同时打印出器官内的毛细血管网络,然后身体就能够做到与它“自动连接”。

    

       转自央广网

       原文链接:http://xj.cnr.cn/2014xjfw/2014hy/20150818/t20150818_519568914.shtml



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