庄建分享赛纳数字医疗3D打印技术在SHD

一.结构性心脏病（SHD）

结构性心脏病定义宽泛，一般认为除了心电疾病和冠状动脉疾病以外，任何与心脏和临近心脏的大血管结构相关的疾病都纳入到结构性心脏病范畴。

结构性心脏病病种较多，包括先天性心脏病，心脏瓣膜病，其他原因的心脏结构异常，心脏内血栓，心脏肿瘤，心包疾病等。非常依赖影像检查，包括心脏超声、CT和MRI来进行诊疗。

结构性心脏病因解剖异质性强，个体化差异大，因此学习曲线长，学习代价大。介入/微创手术是未来的趋势，如何精准化诊治是结构性心脏病的研究热点。近年来三维技术不断发展，是否能有效利用三维技术，包括三维成像、3D打印、虚拟现实、混合现实等技术来帮助我们对结构性心脏病进行精准化诊疗，是一个重要的研究方向，这一方面的代表企业如赛纳数字医疗。

二.三维技术在SHD的应用进展

应用心脏CT、MRI、超声等影像数据构建心血管结构的3D模型文件，一方面可以通过赛纳数字医疗打印设备3D打印出心血管结构模型；另一方面也可以应用专门研发的软件平台生成VR和MR模型，分别通过专用设备进行应用。

3D打印：建模完成后，将数字模型输入到赛纳3D打印机中，打印出精细的多材质、多彩心脏模型。

虚拟现实：通过头戴式显示器，让使用者只看到虚拟画面，在虚拟空间里可以与虚拟模型实时互动，可以缩放、旋转、剖切、分开、内窥、做标记。

混合现实：即高保真的增强现实，将现实世界与虚拟世界混合在一起，同时感受两个世界的信息。可以将模型置入现实环境的任意位置，也可以将虚拟和真实器官拟合。

近年来在国际上，3D打印在结构性心脏病和先天性心脏病中的应用有不少相关的研究。《欧洲心脏病协会——成人先天性心脏病指南》首次提及，基于心脏CT/MR三维重建的虚拟现实和3D打印可以用来模拟和规划手术。

国外有团队进行了国际多中心调查发现：82%以上手术医生强烈认同3D模型能够辅助医生更好的理解先天性心脏病；88%手术医生强烈同意3D模型可以成为复杂先心病手术规划的常规工具。

对于左心耳封堵术，So等研究也发现术前CT检查及3D打印模型的使用，可以有效提高封堵器植入成功率（98.5%vs94.9%，P=0.02）、缩短手术时间（中位时间45.5minvs51.0min，P=0.03）和降低术中临时改变封堵器大小的几率（5.6%vs12.1%，P=0.01）。

国际上对于虚拟现实和混合现实在结构性心脏病中的应用的研究较少，多数为个案的报道。如Ong等术前通过VR技术对2例复杂先心病患者的心血管结构进行解剖理解和术前手术规划；Sadeghi等应用VR技术对1例川崎病合并多发冠脉瘤患者进行解剖理解和微创冠脉搭桥术的术前手术规划；Ong等应用VR技术，为1名改良B-T分流术后的法洛四联症患者模拟了二期手术中右室-肺动脉人工管道，来选择了合适大小的管径；Vigi等研发了自定义的软件，可以比较方便且合理规划右室双出口的内隧道补片，且可以将补片“展平”成平整的形状，辅助医生在术中进行合理的补片裁剪等。

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