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运用3D打印技术引导覆膜支架开窗治疗近肾型腹主动脉瘤

作者:王伟[1] 蔡火营[1] 黄建华[1] 
单位:中南大学湘雅医院[1]  
文章号:W129510  
2018/7/26 14:45:37    
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一、引言   腹主动脉瘤腔内修复术(EVAR)作为一种微创治疗腹主动脉瘤(Abdominal aortic aneurysm,AAA)的手术方式,是众多腹主动脉瘤患者首选的治疗方式。然而,对于近肾腹主动脉瘤,由于瘤颈过短----缺乏足够的锚定区,单纯的腔内治疗无法开展。目前常见手术方式主要有三种:1.杂交手术 2.烟囱支架 3.开窗支架。

一、引言


  腹主动脉瘤腔内修复术(EVAR)作为一种微创治疗腹主动脉瘤(Abdominal aortic aneurysm,AAA)的手术方式,是众多腹主动脉瘤患者首选的治疗方式。然而,对于近肾腹主动脉瘤,由于瘤颈过短----缺乏足够的锚定区,单纯的腔内治疗无法开展。目前常见手术方式主要有三种:1.杂交手术 2.烟囱支架 3.开窗支架。开窗手术具有更高的远期疗效而受到越来越多血管外科医生的欢迎,然而,有许多因素制约手术者对覆膜支架进行准确开窗,比如动脉瘤的位置,瘤颈的长度、大小、角度,瘤腔的大小、有无狭窄等。如何准确的开窗内脏分支动脉,是开窗的关键点。3D打印技术可以术前等比例的再现腹主动脉的形态和内脏分支位置,为开窗提供引导。本章分享一例预开窗方式结合3D打印技术应用于近肾腹主动脉瘤的腔内治疗经验。


二、病例概要


  1. 男性,69岁。

 

  2. 主诉:因“体检发现腹主动脉瘤1月余”入院。


  3. 现病史:患者自诉1月前体检发现腹主动脉瘤伴附壁血栓形成,患者无腹痛、腹胀、发热、胸痛、呕吐、便血等症状,大便无异常;就诊于当地医院,行主动脉CTA检查,提示“腹主动脉瘤,胸主动脉透壁溃疡”。患者为求进一步诊治入我院,收入我科。


  4. 既往史:自诉有“高血压”“高血脂”病史,自服药,具体治疗不详。否认“糖尿病”等病史。否认“肝炎”、“结核”等传染病史。否认重大外伤、手术及输血史。否认药物过敏史。预防接种史不详。


  5. 查体:体温:36.8℃ 脉搏:58次/分 呼吸:20次/分 血压:112/71mmHg;心律齐,心率较慢,未闻及杂音;肺部听诊无明显异常;腹平,未见胃肠型及蠕动波,无腹壁静脉曲张。腹肌软,脐周可触及一5*4cm大小搏动性包块,质韧,位置固定,处置胀痛,其余全腹无压痛及反跳痛,肝脾肋下未扪及,墨菲氏征阴性,肝区无叩痛,双肾区无叩痛,移动性浊音阴性,肠鸣音正常,5次/分。肛门、外生殖器未见异常;双侧股动脉搏动可扪及,双侧足背动脉搏动微弱。


  6. 辅助检查:(1)CTA:腹主动脉动脉瘤,主动脉弓粥样硬化并溃疡形成,右肾囊肿。

 

三、诊断

 

  1. 腹主动脉瘤    

                 
  2. 胸主动脉透壁溃疡


  3. 双下肢动脉硬化闭塞症


  4. 高血压病


  5. 右肾囊肿

 

  6. 肺气肿


四、病情分析

 

  患者老年男性,无明显不适主诉;既往高血压史,合并肺气肿及双下肢动脉硬化闭塞症;有高龄、长期高血压等高危因素;体格检查:脐周可触及一5*6cm大小搏动性包块,质韧,位置固定,触摸有胀痛感,其余全腹无压痛及反跳痛;影像学资料提示腹主动脉瘤瘤体大(d1=62mm),且瘤颈短(d2=4mm)(图1)。本病例患者高龄、瘤体大,有破裂大出血而导致患者死亡的危险,患者强烈要求腔内治疗,但是考虑到腹主动脉瘤瘤颈过短,可以考虑采用覆膜支架预开窗的方式来治疗,为了使开窗技术更为准确,拟在3D打印技术帮助下进行预开窗手术。

 

 

图1 腹主动脉瘤形态(A);腹主动脉瘤瘤体直径62mm(B);腹主动脉瘤颈长度4mm(C


五、方案制定


  本病例有三类手术方式供选择:烟囱支架、杂交手术和腔内开窗手术。(1)烟囱支架:首先,由于主动脉覆膜支架与肾动脉支架间有沟,增加内漏风险。其次,由于各个支架径向支撑力不同,肾动脉支架术后可能被压迫导致狭窄堵塞,远期通畅率无法保证。故不作为首选。(2)杂交手术:髂总动脉--双侧肾动脉搭桥术+腹主动脉瘤腔内修复术,虽临床可行,但操作复杂、出血较多、创伤相对较大、并发症风险较高,也不作为首选。(3)腔内一期开窗手术:腹主动脉瘤腔内修复术+双侧肾动脉重建术,该方案优点是简洁微创、可一期腔内修复所有病变、并发症相对少,但客观上操作难度较大。


  最终手术方案确定为腔内一期开窗手术。


六、诊疗过程


  1. 术前预先3D打印腹主动脉模型(图2)


  1)首先,收集高分辨率腹主动脉瘤CTA数据。

 

  2)然后,采用Mimics软件对计算机上的动脉瘤和内脏血管进行重建,创建了一个虚拟腹主动脉瘤的模型,并以立体成像(STL)文件格式保存。


  3)最后,使用3D打印机Makerbot 打印所创建的模型:该模型与实际动脉瘤相似,但内脏血管的位置被掏空,这样有利于覆膜支架对内脏血管的位置进行准确定位。同时,我们将重建的模型分为两个部分,并分别打印出来。

 

 

图2 三维重建腹主动脉瘤(D,E)并将重建的模型分成两个部分打印(F)


  2. 手术方案


  腹主动脉瘤腔内修复术+双侧肾动脉重建术。


3.手术过程


  患者仰卧位,做双侧腹股沟直切口,显露双侧股动脉,分别过带备用。穿刺左侧肱动脉,置入造影导管至腹腔干动脉平面。台上开窗:取腹主动脉覆膜支架主体(Gore公司C3腹主动脉覆膜支架系统,型号:23*14*14mm),释放出头端,将支架放入3D打印的腹主动脉瘤模型,标记双侧肾动脉的开口对应的部位,剪出4mm大小的开窗孔,取0.014导丝头端,CV-6线缝合导丝一圈于开窗孔。将支架重新收入输送鞘(图3)。双侧股动脉置入22F的鞘管,从右侧股动脉送入腹主动脉支架主体,定位于肠系膜上动脉平面,打开一半主体。从左侧股动脉选腿,分别置入7F的肾动脉guiding 2个,导丝分别选择进入右侧肾动脉和左侧肾动脉,球囊扩张后,右侧肾动脉置入6*21mm的球扩支架,左侧置入6*40mm的裸支架,造影显示双侧肾动脉通畅。释放整个支架主体,右侧髂动脉接入髂腿(14*12*140mm) ,左侧髂动脉接入髂腿(14*12*120mm+14*12*100mm)。保留双侧髂内动脉。拔除导管鞘,缝合血管,最后造影显示瘤体隔绝良好,无任何内漏,肠系膜上动脉,双侧肾动脉通畅(图4)。术毕,术中出血300毫升。

 

 

图3 台上开窗:预先释放覆膜支架并修剪(A,B);支架被放入3D打印模型里(C);调整支架的位置(D);在支架上标记开窗位置(E);对标记的位置进行开窗(F);缝合开窗孔(G);支架被重新放入输送鞘(H ,I)

 

 

图4 将覆膜支架放入腹主动脉中(A);释放一半主体(B);调整覆膜支架的位置(C);在预先标记开窗位置和血管造影的帮助下,导线和导管准确进入到肾动脉中(D,E);释放肾动脉支架(F),释放两侧的髂腿(G);术后血管造影(H)和术后CTA(I)。


七、术后处理及随访

 

  术后带气管插管,ICU监护。密切监测患者血氧饱和度、呼吸频率、SpO2等各项呼吸参数,根据病情调节呼吸机,每日评估患者脱机指征,适时脱机拔管,治疗上予抗感染,控制血压,预防血栓形成及维持水电解质平衡等对症支持治疗。


  术后第1天:脱机拔管,生命体征平稳,无需高级器官功能支持,转普通病房继续治疗。患者肾功能提示肌酐偏高,需动态监测患者肾功能及尿量变化。同时凝血功能异常,考虑患者术中使用肝素抗凝所致,暂无特殊处理,动态监测患者凝血功能变化。

 

  术后第5天:复查肾功能恢复正常,同时查主动脉全长CTA提示支架位置可,未发现支架内漏(图5)。

 

  术后第6天:办理出院手续,出院后口服阿司匹林肠溶片100 mg qd、氯吡格雷75 mg qd。


  术后3个月:门诊复查,生命体征平稳,呼吸、心率正常,神志清楚,对答自如,复查主动脉全长CTA:情况基本如前,未发现支架内漏(图6)。

 


 

图 5


    
                           

图 6

 

八、讨论与反思

 

  近肾腹主动脉瘤是指瘤颈长度小于1.5cm的肾下腹主动脉瘤,由于瘤颈长度过小导致覆膜支架锚定长度不够,从而导致近远期内漏及远期支架移位的风险大大提高。


  据报道,有高达40%的腹主动脉瘤患者无法行腔内修复术,其原因大多是腹主动脉瘤瘤颈长度过短、成角、严重钙化或累及内脏动脉。而通过对覆膜支架的预开窗技术,延长了近端锚定区,这样就解决了近肾腹主动脉瘤患者锚定区不足的问题。但是,这并不是那么容易掌握的,尤其是在手术台上对覆膜支架进行开窗,同时还取决于瘤颈长度、轴向位置、弧长和角度,很难保证开窗位置的准确性。

 

  本例病例,我们在3D打印技术的帮助下,将虚拟数字模型转化为不同材料的三维实体模型,这样就大大提高预开窗技术的准确性。通过3D打印的模型与实际动脉瘤几乎一模一样,但内脏血管所处的位置被掏空。这样,当我们将支架放到到这个模型上进行预开窗时,我们就可以准确定位覆膜支架上内脏动脉所处的位置。当然,这里还有一个关键步骤,我们将3D打印的腹主动脉瘤模型分为两部分,便于在模型中更好调整支架的角度以及准确定位内脏血管的位置。此外,为了术前打印3D腹主动脉瘤模型,我们对患者腹主动脉瘤进行术前测量,并进行充分的沟通,告知手术的风险性,建立良好的医患关系。


  总的来说,随着3D打印技术的成熟,将会有更多的3D打印成果应用到血管外科手术中。通过3D打印,等比例复制腹主动脉瘤模型,实体测量瘤体直径和大小,试用不同规格的实验用覆膜支架,可以真实模拟EVAR术过程,为临床更加精确的选择覆膜支架提供指导。从而提高腹主动脉瘤腔内修复的远期疗效,减少二次手术干预的概率,具有较为重要的经济社会效益,将会受到越来越多血管外科医生的欢迎。

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作者简介
王伟
单位:中南大学湘雅医院
简介:  外科学博士,中南大学湘雅医院血管外科副主任医师,硕士生导师,美国斯坦福大学血管外科/英国剑桥大学
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