【医师视角】3D模型辅助覆膜支架开窗技术 —一种用于EVAR术中开窗的新技术

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楼主 2019-01-16 04:06:54
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关于作者

黄建华,李刚,王伟,吴科敏,乐天鸣


摘要


目的:

本文旨在描述一种新的方法——3D模型辅助覆膜支架开窗技术,主要用于近肾型腹主动脉瘤(AAA)腔内修复(EVAR)中的开窗。


方法:

一位患有近肾型AAA的69岁男性患者接受EVAR手术,采用了术中支架开窗技术。 为了精确定位开窗位置,首先电脑重建AAA 3D数字化模型,并绘制一个覆盖此AAA模型的薄板。 然后将3D薄板模型打印出来,内脏血管的位置被镂空,以便覆膜支架开窗位置的精确定位。


结果和总结:

在3D薄板模型的帮助下,我们对覆膜支架进行了精确开窗,成功重建双侧肾动脉。这是第一个运用3D模型辅助完成覆膜支架开窗的临床病例,是在腔内修复术中实现覆膜支架体外精确开窗的一种创新性的方法。


关键词:

腹主动脉瘤(AAA)  3D打印  支架开窗术


引言

众所周知,腔内动脉瘤修复术(EVAR)是大多数腹主动脉瘤(AAA)患者的优选治疗方法。然而,对于近肾或肾周AAA患者,近端瘤颈不足限制了其腔内手术的应用。目前采用杂交技术,烟囱技术和开窗技术来重建肾动脉以获得足够的近端锚定区。


支架开窗术已被证明具有高成功率,低发病率和低死亡率。但是,目前几乎所有商业开窗支架系统都需要定制,这意味着使用该装置耗时长,造价昂贵。因此,世界上很多医生尝试在EVAR期间进行体外开窗,这些开窗支架被 “超适应症”使用。但是,由于术中需要同时评估血管长度,轴向位,角度,因此很难保证开窗的精确度。所以在EVAR期间,提高体外支架开窗的精确度是一个巨大的挑战。本文展示了一个术中使用三维打印(3D打印)辅助覆膜支架开窗的临床案例,以期为提高EVAR期间开窗精确度提供创新性方法。

病例展示

患者:男性,69岁。因腰背痛,腹部搏动性肿块入院。CTA显示为近肾腹主动脉瘤(AAA)。瘤体直径62mm,瘤颈长度4mm。患者坚持选择动脉瘤腔内修复术。 因此,决定采用开窗手术治疗其近肾AAA。为了在支架上精确开窗,决定首次使用3D打印技术。

图1

图片描述:计算机断层造影显示为近肾腹主动脉瘤(A)。 横截面显示瘤体直径(B)和瘤颈长度(C)。 在计算机上使用Mimics模拟软件(D)进行动脉瘤和内脏血管的3D重建。 虚拟创建覆盖此动脉瘤和内脏血管的薄板模型并3D打印。在此薄板模型上,挖空内脏血管的位置(E)。 将该薄板模型分为两部分并单独打印(F)。

首先,收集高分辨率血管造影(CTA)数据,数据格式为“DICOM”格式。采用Mimics软件来重建动脉瘤和内脏血管,构造一层覆盖动脉瘤的模板,并以(STL)文件格式保存。通过3D打印机Makerbot打印3D薄板模型,该薄板模型与真实动脉瘤具有相同的尺寸,内脏血管的位置被挖空,以便于覆膜支架开窗位置的精确定位。同时,我们将此3D薄板模型为两部分并单独打印。

图2

图片描述:本手术使用Core C3腹主动脉覆膜支架。首先,在体外预释放(A)和修剪(B)该支架。然后,用3D打印薄板模型覆盖此覆膜支架(C)。调整确定覆膜支架的正确位置后(D),标明覆膜支架上的开窗位置(E)。覆膜支架上的标记用于指引开窗位置的确定。用外科剪刀剪开开窗孔,并用头部0.014的软滑翔线缝制(F-G)。将开过窗的支架重新包装到鞘中(H-I)

使用Core C3腹主动脉支架,因为该支架可以被重新装回输送仪器内。首先,在体外释放并修剪覆膜支架,然后,用薄板模型覆盖此覆膜支架。调整确定覆膜支架的正确位置后,标明覆膜支架上的开窗位置。用外科剪刀剪开开窗孔,并用0.014导丝头端缝制标志。


图3

图片描述:将该装置植入腹主动脉(A),然后将装置释放大约一半(B),并调整支架在主动脉中的位置(C)。 基于标记和血管造影,导丝和导管进入开窗位置和目标肾动脉(D-E)。 植入肾动脉支架(F),放置髂骨延伸腿(G)。最终血管造影术(H)和术后CTA显示通过腔内手术,动脉瘤被有效隔绝(I)。

将开窗的支架重新包装到鞘中并植入腹主动脉。在进入开窗区和目标肾动脉后,植入肾动脉支架,然后放置髂腿延伸腿。最终血管造影术和术后CTA证实动脉瘤被成功隔绝,无内漏,无肾动脉栓塞。


湘雅医院伦理委员会批准以上临床项目(批准文号:201512104)


技术讨论

据记载,由于长度,角度,严重钙化或内脏动脉的累及,近端瘤颈不足限制了高达40%的患者接受腔内修复手术。通过近端密封区的延伸,此类患者可以接受支架开窗治疗,效果良好。支架开窗的精确定位取决于其长度,轴点位,弧长和角度的精确估计。事实上,保证支架开窗的准确位置非常困难,体外开窗在中国是很普遍的方法。

 

在三维打印(也称为快速原型)的帮助下,虚拟数字模型被转换为使用不同材料的3D模型。我们从2014年开始在主动脉手术中应用3D打印。在术前打印3D AAA模型,用于术前测量和与患者的沟通。基于快速原型的经验,2015年的一天,我们突然有一个想法:是否可以使用三维打印来辅助覆膜支架上的开窗?如果真的可行,也许这将是非常有用的办法。在这种情况下,我们重建了3D数字AAA模型,并创建了一个覆盖此动脉瘤模型的薄板。薄板模型与真实动脉瘤具有相同的尺寸,并且内脏血管的位置被挖空。当我们将覆膜支架放置在这个薄板模型中时,我们可以精确地在覆膜支架上标记内脏动脉的位置。需要提示的是薄板模型应分为两部分,分别打印这两个部分以便于调整薄板模型中的覆膜支架。

 

在这里,我们描述了一种新的体外开窗的方法。 虽然这个概念在2015年已经被Leotta和 Starnes记录,但我们首次在临床上使用这种方法。 这种开窗方法至少具有三个优点:首先,方便快捷,3D打印程序可以在六个小时内完成,这意味着这种方法可以在紧急情况下应用。其次,价格便宜,每个3D打印模型耗费不超过500美元, 最后,这种方法可以提高支架开窗的精确度。预期会在更多的临床病例中投入使用。


结论

3D打印辅助覆膜支架开窗技术是一种用于EVAR术中开窗的新技术,提高了体外开窗的精确度。


利益声明

声明没有潜在的利益冲突,尊重研究,原创作者和出版文章。


资金来源

本研究得到湖南省科技厅重点计划的支持(No.2015SK2017)和中南大学湘雅医院临床研究项目的支持。



文章来源:Vascular OnlineFirst 2016.12.6


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