3D醫療應用故事：3D打印心臟如何幫助醫生救活一個大爺
時間：2016-06-11 20:11 來源：南極熊 作者：中國3D打印網 閱讀：次
究竟3D打印和3D數字在醫療中，是一種怎樣的地位和作用？希望通過一個案例故事，可以給讀者一個完整的情景化認識。文中會涉及到大量的心血管方面的醫學術語，寫得非常專業，還特別把很多細節都充分展示出來。
下面這個故事，可以算得上全國醫療3D應用的一個教科書式的應用。
2016年4月10日上午11點，阜外醫院鄭宏主任辦公室內，一道帶著輕松卻及其肯定的聲音響起，“手術效果很好，恢復也很好。也沒有引起其他的并發現象，放心吧!”,鄭主任看著70多歲的付大爺的復查結果，笑著如此說。此刻屋子里還有不下三位主任級別專家級十余位主治大夫。
也許你會有疑惑，是什么樣的一個病例一次復查后會引起這樣的關注？讓我們把時間倒回，定格在剛剛結束的中國心臟介入大會那一天，那一刻……
“這手術不可能成功！……”醫生們一個個悄然離去，有的搖著頭，有的怕人抓到似的踮起腳尖俯身一閃就消失了，剛才還略顯擁擠的手術室頓時安靜了下來。
2016年3月18日上午，阜外醫院心導管室，氣氛有點凝固，時間仿佛靜止了。
幸好病人沒有看見，那個70多歲的老者，此刻正漫無目的而又一無所知地躺在手術臺上——幾天前，他因心臟缺損引發的喘憋越來越嚴重來到阜外醫院就醫，傳統開胸手術，對他而言心理負擔太重了，畢竟七十幾歲的人了，他只好有一搭無一搭地選擇介入治療來碰碰運氣。如今伴隨他的除了寫滿他數據影像的大大小小的顯示屏在不停地閃爍，干凈又略顯冰冷的手術室就只有鄭宏了，那是他的主刀大夫，在推送鞘管及放置第二個封堵器的時候不太順利，很多觀摩醫生轉身走了，但這沒什么，鄭宏深信他已把病人3D打印的心臟試模研究了很多遍，手術方案完備，剩下的就是一點點認真和耐心了。
“這么大的缺損不開胸手術行嗎？！”
“術前為什么不做個食道超聲？”
“你這樣不行，建議穿刺兩側股靜脈并放兩套輸送系統來放置兩個封堵傘”
各種術前術中的質疑之聲從來就沒有斷過。
此時，人去室空，反而清凈了，各種爭論如浮云一樣從他耳邊飄過，“給我拿個26的PDA封堵器。”他堅定地說，“26的傘應該更穩當。”
按照鄭宏事先設計的方案，僅穿刺了右側的股靜脈，先釋放上方中央型房缺傘，然后再尋找下方的下腔型房缺，采用動脈導管未封閉封堵器（PDA）進行封堵，因為那樣病人的痛苦和不適感會最小，但手術難度會增加不少。推送鞘管不順利沒關系，他通過放入擴張管將鞘管送至左房內并回拉PDA封堵器至下腔型房缺內，透視顯示其形態凹陷良好。封堵器大小合適，來回推拉也不脫離。
這時，讓床旁超聲檢測看封堵器是否放置到位？可由于患者除并發多孔缺損外還合并有膨突瘤，超聲怎么也無法看清封堵器位置情況。為確保萬無一失，他增加了一個右心造影，通過造影劑再循環，看到封堵器與左房底邊貼壁非常到位后，他放心地釋放了第二個封堵器，之后顯示兩枚封堵器非常完美地將兩個大缺損封閉并牢固地定在房間隔上。
手術用時30分鐘，時間定格在2016年3月18日11時46分，鄭宏很平淡地說了一句“做完了，挺好的。”然后就高高興興拿著他那兩個3D心臟試模出門來，說：“我要好好給大家講講這個。”
70多歲的老人聽見了，感激地說了一句“謝謝啊”
聽到這聲感謝的，除了鄭宏，還有距離手術室20公里遠，正在收看直播的數千名心臟病專家。
第十四屆中國介入心臟病學大會（簡稱CIT）2016 年 3 月 17至 20 日在北京國家會議中心隆重召開，世界各地7000 多名心臟血管病領域、介入放射與影像學領域和其它相關衛生領域的專家參加與會。
3 月 18 日為大家示范結構性心臟病介入治療的手術演示并進行實況轉播的就是如上所述的這臺手術。有些先知先覺的醫生開始私下議論：“傳統的超聲、CT+3D數據試模造就更精準安全的手術方案， 3 月 18 日這臺手術，也許會改變世界心血管介入治療的未來……”
3月18日上午10時，阜外醫院介入治療科鄭宏教授所進行的“介入治療先天性心臟病多發性房間隔缺損合并膨突瘤形成”的手術演示正式開始。
受治的患者是一位70歲的男性老者，幾年前因胸悶不適就診發現有先心病且病情特殊到多家醫院均被告知需要開刀手術治療。由于患者年齡大且恐懼承受不了開刀手術的巨大損傷，其本人及家屬均不愿意接受而拖延至今。今年患者喘憋加重經朋友推薦到阜外醫院診治，恰巧遇上鄭宏教授的門診。他的心臟超聲檢查結果診斷為“房間隔膨突瘤伴多發性房缺”，其中較大的缺損緊鄰下腔靜脈，以往這種下腔型房缺只有通過外科手術才能治療。
鄭宏教授告訴患者他首創的采用PDA封堵器介入治療法可以解決不開刀治愈下腔型房缺，但建議患者定制一個3D打印“心臟試模”，可以進一步了解缺損的“解剖結構”和“精度”以利更好選擇合適大小型號的封堵器械。
這臺完全由中國醫生自主研發的介入治療方案中，“心臟試模”（即根據患者的自身CT掃描結果而計算生成用于進行3D打印的數據），作為臨床手術模擬規劃的新工具，給了主刀醫生們一個新的維度。
從科學技術的發展來講，精準醫療已經走在了惠及患者們的道路上了，行走在這條路上的如鄭宏一樣的醫生們，在許多人看來是偏執的，用現成的材料和技術不是已經很好了嗎？何必再求私人定制般的精準呢？中國患者這么多又不愁沒有患者，對于醫生來說，不出意外最重要，患者口碑也會最好，何必冒風險創新呢？再說，用國外的進口貨不是更省事嗎，不少患者都認為國外的一定比國內的好，何苦自主創新呢？
鄭宏，一個留洋回來的海歸醫生從回國那天起就不認為自己會輸給國外同行，甚至跑到了許多國際同行的前面。從1994年起，他曾不知有多少次守在B超室外尋找愿意接受介入治療的患者，那時介入手術還不如今天這樣普及，早年他的前幾例受術者都是他從B超室外堵來的。再后來，他自己研究用來作封堵器的材料，并曾經拿到試字號的自主研發的封堵器用于臨床，給不少患者實施了又便宜又好的介入治療心臟缺損修補手術。在一向求穩求安全的醫生職業生涯中，他的不安分的和近乎偏執的創新精神在許多同行里并不被看好。
自2012年起，鄭宏在我國首先開展此項研究工作，并先后完成國際上首例“3D打印指導下主動脈竇瘤破裂介入治療”和“3DP技術指導采用動脈導管未閉封堵器介入治療下腔型房間隔缺損”等。
到目前為止，鄭宏和“即刻叁”建立了世界上第一個結構性心臟病三維數據庫，其數據規模達到了千組級別。鄭宏說：“這些結構性心臟病的3D醫療數據對于手術規劃、介入醫療器械設計、醫學教育等方面會有巨大的貢獻，并最終惠及患者，這條路值得努力。”
這幾年他們制作了百余例心血管病的3D心臟試模，在這些試模的引導下完成了特殊或復雜的心血管病介入治療與外科手術數十余例次，其中許多病例的治療都有所創新與突破。其“3DP技術指導采用動脈導管未閉封堵器介入治療下腔型房間隔缺損”更是打破了下腔型房缺不能進行介入治療的禁區。“提出介入治療部分性右上肺靜脈畸形引流合并上腔型房缺方法的可行性并設計出喇叭形覆膜支架”以及為其他特殊類型的房缺、冠狀動脈瘺、肺動靜脈瘺以及復雜先心病術后殘余病變為國際領先甚至首創。
本次在CIT國際會議上的“多發性下腔型房間隔缺損合并膨突瘤形成病例的介入治療”手術演示的順利進行與成功正是得益于術前“即刻叁”制作的心臟試模的幫助。
此次介入治療手術演示病例的超聲診斷為多發性房缺，而且大的缺損為下腔型； 術前CT檢查數據及其轉換打印的3D心臟標本顯示有3個房缺且合并房間隔膨突瘤，大房缺呈上窄下寬形且下緣無邊。
手術演示開始時，鄭宏教授已嫻熟地完成了血管穿刺及右心導管檢查。由于膨突瘤的原因，床旁超聲無法清晰顯示房缺的形態、位置與大小，鄭宏教授只能根據術前3D打印的患者心臟試模情況，直接選用國產最大型號的封堵器進行封堵。術者先采用PDA封堵器對上方的房缺進行測量，然后選用大小合適的房缺封堵器進行封堵，之后把已選好的PDA封堵器將下腔型房缺實施封堵成功，整個手術過程花費時間共約30分鐘。盡管該病例的結構相當復雜且演示轉播期間現場許多專家的意見也非常不一，但鄭宏教授仍然按照其術前設計的既定方案成功地完成了此臺手術。
術后，與會專家問鄭宏教授為什么整個手術過程如此沉著自信？
鄭宏教授笑著回答：“因為術前已經有了患者的心臟標本，其形態結構基本了然于心”。
原來是3D打印“心臟試模”已成為鄭宏教授在復雜病例治療過程中的有力助手與得力工具。
鄭宏說：“3D打印技術將在醫療領域帶來巨大的變化，甚至掀起新醫學產業的一場革命！這將有力地助推醫療技術創新，為醫學診療技術的發展帶來更多突破，并為個性化醫療與“私人訂制”帶來良好契機。
目前，醫院使用的醫療器械型號是受到嚴格限制的，這些型號與患者的實際情況需求有不少出入，外科大夫在手術臺上根據患者的病變情況可按自己的理解進行各種應變與處理，如對心臟補片進行剪裁。而一旦成產品就不能按需（具體情況）進行定制，這顯然和目前的科技環境和患者的應用需求錯位了。3D數據技術已經推動醫療向精準化發展，而我們其它的配套還沒有跟上。其實，只要醫療器械原材料是生物相容性的，或只要原材料是一樣的，其形態與大小越與患者病變相適應越好，這就是3D數據醫療服務帶給我們的一個變化，即個性化定制成為可能。而且這在牙科醫學領域已經是常規手段了”
創新的路從來都是不平坦的，走在路上的人們也往往會經歷不可避免的孤獨。“一項技術的誕生，總要有人去勇敢嘗試，有質疑其實是好事。他會讓我們走得更穩，更完善。”胖乎乎的鄭宏教授似不大在意別人的不配合或是輕視，就像3月18日，那場不尋常的手術結束后，他一條腿盤坐在顯示器前的椅子上，像平時一樣，關注著病人的術后指標，在他身后是醫院里的人來人往，醫生護士都腳步匆匆，聲音嘈雜而忙亂，偶有人過來問剛才手術的事，他就轉過頭來跟人說上兩句，然后依然樂呵呵地盯著屏幕，或是拿起那個心臟試模看了又看，寶貝兒似的。
曾記得，在一次活動中，聽過鄭宏教授的講座。尤為深刻的是，他大力呼吁現在的醫療相關法律法規，可以讓醫生使用最新的技術來醫治病人，而不是被老舊的死規定限制新技術的應用，造成病人無法得到更好的治療。
下面這個故事，可以算得上全國醫療3D應用的一個教科書式的應用。
2016年4月10日上午11點，阜外醫院鄭宏主任辦公室內，一道帶著輕松卻及其肯定的聲音響起，“手術效果很好，恢復也很好。也沒有引起其他的并發現象，放心吧!”,鄭主任看著70多歲的付大爺的復查結果，笑著如此說。此刻屋子里還有不下三位主任級別專家級十余位主治大夫。
△全國著名的心血管主任醫生鄭宏教授，在2016 CIT上利用3D模型進行現場講解
也許你會有疑惑，是什么樣的一個病例一次復查后會引起這樣的關注？讓我們把時間倒回，定格在剛剛結束的中國心臟介入大會那一天，那一刻……
“這手術不可能成功！……”醫生們一個個悄然離去，有的搖著頭，有的怕人抓到似的踮起腳尖俯身一閃就消失了，剛才還略顯擁擠的手術室頓時安靜了下來。
2016年3月18日上午，阜外醫院心導管室，氣氛有點凝固，時間仿佛靜止了。
幸好病人沒有看見，那個70多歲的老者，此刻正漫無目的而又一無所知地躺在手術臺上——幾天前，他因心臟缺損引發的喘憋越來越嚴重來到阜外醫院就醫，傳統開胸手術，對他而言心理負擔太重了，畢竟七十幾歲的人了，他只好有一搭無一搭地選擇介入治療來碰碰運氣。如今伴隨他的除了寫滿他數據影像的大大小小的顯示屏在不停地閃爍，干凈又略顯冰冷的手術室就只有鄭宏了，那是他的主刀大夫，在推送鞘管及放置第二個封堵器的時候不太順利，很多觀摩醫生轉身走了，但這沒什么，鄭宏深信他已把病人3D打印的心臟試模研究了很多遍，手術方案完備，剩下的就是一點點認真和耐心了。
“這么大的缺損不開胸手術行嗎？！”
“術前為什么不做個食道超聲？”
“你這樣不行，建議穿刺兩側股靜脈并放兩套輸送系統來放置兩個封堵傘”
各種術前術中的質疑之聲從來就沒有斷過。
此時，人去室空，反而清凈了，各種爭論如浮云一樣從他耳邊飄過，“給我拿個26的PDA封堵器。”他堅定地說，“26的傘應該更穩當。”
按照鄭宏事先設計的方案，僅穿刺了右側的股靜脈，先釋放上方中央型房缺傘，然后再尋找下方的下腔型房缺，采用動脈導管未封閉封堵器（PDA）進行封堵，因為那樣病人的痛苦和不適感會最小，但手術難度會增加不少。推送鞘管不順利沒關系，他通過放入擴張管將鞘管送至左房內并回拉PDA封堵器至下腔型房缺內，透視顯示其形態凹陷良好。封堵器大小合適，來回推拉也不脫離。
這時，讓床旁超聲檢測看封堵器是否放置到位？可由于患者除并發多孔缺損外還合并有膨突瘤，超聲怎么也無法看清封堵器位置情況。為確保萬無一失，他增加了一個右心造影，通過造影劑再循環，看到封堵器與左房底邊貼壁非常到位后，他放心地釋放了第二個封堵器，之后顯示兩枚封堵器非常完美地將兩個大缺損封閉并牢固地定在房間隔上。
手術用時30分鐘，時間定格在2016年3月18日11時46分，鄭宏很平淡地說了一句“做完了，挺好的。”然后就高高興興拿著他那兩個3D心臟試模出門來，說：“我要好好給大家講講這個。”
70多歲的老人聽見了，感激地說了一句“謝謝啊”
△2016 CIT國際會議結構性心臟病主會場正在進行介入治療手術演示
聽到這聲感謝的，除了鄭宏，還有距離手術室20公里遠，正在收看直播的數千名心臟病專家。
第十四屆中國介入心臟病學大會（簡稱CIT）2016 年 3 月 17至 20 日在北京國家會議中心隆重召開，世界各地7000 多名心臟血管病領域、介入放射與影像學領域和其它相關衛生領域的專家參加與會。
3 月 18 日為大家示范結構性心臟病介入治療的手術演示并進行實況轉播的就是如上所述的這臺手術。有些先知先覺的醫生開始私下議論：“傳統的超聲、CT+3D數據試模造就更精準安全的手術方案， 3 月 18 日這臺手術，也許會改變世界心血管介入治療的未來……”
3月18日上午10時，阜外醫院介入治療科鄭宏教授所進行的“介入治療先天性心臟病多發性房間隔缺損合并膨突瘤形成”的手術演示正式開始。
受治的患者是一位70歲的男性老者，幾年前因胸悶不適就診發現有先心病且病情特殊到多家醫院均被告知需要開刀手術治療。由于患者年齡大且恐懼承受不了開刀手術的巨大損傷，其本人及家屬均不愿意接受而拖延至今。今年患者喘憋加重經朋友推薦到阜外醫院診治，恰巧遇上鄭宏教授的門診。他的心臟超聲檢查結果診斷為“房間隔膨突瘤伴多發性房缺”，其中較大的缺損緊鄰下腔靜脈，以往這種下腔型房缺只有通過外科手術才能治療。
鄭宏教授告訴患者他首創的采用PDA封堵器介入治療法可以解決不開刀治愈下腔型房缺，但建議患者定制一個3D打印“心臟試模”，可以進一步了解缺損的“解剖結構”和“精度”以利更好選擇合適大小型號的封堵器械。
△鄭宏教授正在阜外醫院導管室進行多發性房缺（中央+下腔型）的介入治療術
這臺完全由中國醫生自主研發的介入治療方案中，“心臟試模”（即根據患者的自身CT掃描結果而計算生成用于進行3D打印的數據），作為臨床手術模擬規劃的新工具，給了主刀醫生們一個新的維度。
從科學技術的發展來講，精準醫療已經走在了惠及患者們的道路上了，行走在這條路上的如鄭宏一樣的醫生們，在許多人看來是偏執的，用現成的材料和技術不是已經很好了嗎？何必再求私人定制般的精準呢？中國患者這么多又不愁沒有患者，對于醫生來說，不出意外最重要，患者口碑也會最好，何必冒風險創新呢？再說，用國外的進口貨不是更省事嗎，不少患者都認為國外的一定比國內的好，何苦自主創新呢？
鄭宏，一個留洋回來的海歸醫生從回國那天起就不認為自己會輸給國外同行，甚至跑到了許多國際同行的前面。從1994年起，他曾不知有多少次守在B超室外尋找愿意接受介入治療的患者，那時介入手術還不如今天這樣普及，早年他的前幾例受術者都是他從B超室外堵來的。再后來，他自己研究用來作封堵器的材料，并曾經拿到試字號的自主研發的封堵器用于臨床，給不少患者實施了又便宜又好的介入治療心臟缺損修補手術。在一向求穩求安全的醫生職業生涯中，他的不安分的和近乎偏執的創新精神在許多同行里并不被看好。
自2012年起，鄭宏在我國首先開展此項研究工作，并先后完成國際上首例“3D打印指導下主動脈竇瘤破裂介入治療”和“3DP技術指導采用動脈導管未閉封堵器介入治療下腔型房間隔缺損”等。
到目前為止，鄭宏和“即刻叁”建立了世界上第一個結構性心臟病三維數據庫，其數據規模達到了千組級別。鄭宏說：“這些結構性心臟病的3D醫療數據對于手術規劃、介入醫療器械設計、醫學教育等方面會有巨大的貢獻，并最終惠及患者，這條路值得努力。”
這幾年他們制作了百余例心血管病的3D心臟試模，在這些試模的引導下完成了特殊或復雜的心血管病介入治療與外科手術數十余例次，其中許多病例的治療都有所創新與突破。其“3DP技術指導采用動脈導管未閉封堵器介入治療下腔型房間隔缺損”更是打破了下腔型房缺不能進行介入治療的禁區。“提出介入治療部分性右上肺靜脈畸形引流合并上腔型房缺方法的可行性并設計出喇叭形覆膜支架”以及為其他特殊類型的房缺、冠狀動脈瘺、肺動靜脈瘺以及復雜先心病術后殘余病變為國際領先甚至首創。
本次在CIT國際會議上的“多發性下腔型房間隔缺損合并膨突瘤形成病例的介入治療”手術演示的順利進行與成功正是得益于術前“即刻叁”制作的心臟試模的幫助。
此次介入治療手術演示病例的超聲診斷為多發性房缺，而且大的缺損為下腔型； 術前CT檢查數據及其轉換打印的3D心臟標本顯示有3個房缺且合并房間隔膨突瘤，大房缺呈上窄下寬形且下緣無邊。
手術演示開始時，鄭宏教授已嫻熟地完成了血管穿刺及右心導管檢查。由于膨突瘤的原因，床旁超聲無法清晰顯示房缺的形態、位置與大小，鄭宏教授只能根據術前3D打印的患者心臟試模情況，直接選用國產最大型號的封堵器進行封堵。術者先采用PDA封堵器對上方的房缺進行測量，然后選用大小合適的房缺封堵器進行封堵，之后把已選好的PDA封堵器將下腔型房缺實施封堵成功，整個手術過程花費時間共約30分鐘。盡管該病例的結構相當復雜且演示轉播期間現場許多專家的意見也非常不一，但鄭宏教授仍然按照其術前設計的既定方案成功地完成了此臺手術。
△術后術者與同行一起對3D打印模型進行病例研討。
術后，與會專家問鄭宏教授為什么整個手術過程如此沉著自信？
鄭宏教授笑著回答：“因為術前已經有了患者的心臟標本，其形態結構基本了然于心”。
原來是3D打印“心臟試模”已成為鄭宏教授在復雜病例治療過程中的有力助手與得力工具。
鄭宏說：“3D打印技術將在醫療領域帶來巨大的變化，甚至掀起新醫學產業的一場革命！這將有力地助推醫療技術創新，為醫學診療技術的發展帶來更多突破，并為個性化醫療與“私人訂制”帶來良好契機。
目前，醫院使用的醫療器械型號是受到嚴格限制的，這些型號與患者的實際情況需求有不少出入，外科大夫在手術臺上根據患者的病變情況可按自己的理解進行各種應變與處理，如對心臟補片進行剪裁。而一旦成產品就不能按需（具體情況）進行定制，這顯然和目前的科技環境和患者的應用需求錯位了。3D數據技術已經推動醫療向精準化發展，而我們其它的配套還沒有跟上。其實，只要醫療器械原材料是生物相容性的，或只要原材料是一樣的，其形態與大小越與患者病變相適應越好，這就是3D數據醫療服務帶給我們的一個變化，即個性化定制成為可能。而且這在牙科醫學領域已經是常規手段了”
患者術后第二天下地活動并與術者合影留念。
創新的路從來都是不平坦的，走在路上的人們也往往會經歷不可避免的孤獨。“一項技術的誕生，總要有人去勇敢嘗試，有質疑其實是好事。他會讓我們走得更穩，更完善。”胖乎乎的鄭宏教授似不大在意別人的不配合或是輕視，就像3月18日，那場不尋常的手術結束后，他一條腿盤坐在顯示器前的椅子上，像平時一樣，關注著病人的術后指標，在他身后是醫院里的人來人往，醫生護士都腳步匆匆，聲音嘈雜而忙亂，偶有人過來問剛才手術的事，他就轉過頭來跟人說上兩句，然后依然樂呵呵地盯著屏幕，或是拿起那個心臟試模看了又看，寶貝兒似的。
曾記得，在一次活動中，聽過鄭宏教授的講座。尤為深刻的是，他大力呼吁現在的醫療相關法律法規，可以讓醫生使用最新的技術來醫治病人，而不是被老舊的死規定限制新技術的應用，造成病人無法得到更好的治療。
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