医学精萃系列--经导管主动脉瓣置换术中的3D打印技术——应用与实践

经导管主动脉瓣置换术（transcatheter aortic valve replacement，TAVR）经过十余年的发展，其安全性和有效性已得到大量临床研究证实，是主动脉瓣狭窄与关闭不全患者的可靠治疗手段。作为结构性心脏病治疗新技术的代表，TAVR 将心血管疾病的诊治水平提升到了新的高度，同时也对多模态影像精准诊断提出了更高的要求。心血管3D 打印技术的出现弥补了传统影像学技术对于复杂解剖结构显示效果不佳的缺陷，为主动脉瓣疾病患者的个性化及精准化诊疗提供了新思路。
笔者所在空军军医大学西京医院及中国医学科学院阜外医院在国内较早开展了主动脉瓣疾病的经导管主动脉瓣置换术，目前已完成各类TAVR 逾千例。近年来，笔者带领所在团队紧随国际医学发展潮流，将3D 打印技术与TAVR 相结合，通过打印患者主动脉根部模型，协助确定个性化TAVR 方案；建立体外试验台模拟，评估瓣周漏、传导阻滞、冠状动脉风险等严重并发症，提高TAVR 的成功率和安全性；增进医生与患者的沟通；进行医务工作者及医学生培训；共同推动主动脉瓣疾病的个性化和精准医疗，取得了积极有益的效果。
然而，目前无论TAVR，还是心血管3D 打印技术，在国内都处于起步阶段，亟待广泛推广与普及。基于以上背景，笔者联合了多位国内外心血管领域中青年专家，结合所在中心近年来的临床实践，共同编写了《经导管主动脉瓣置换术中的3D打印技术——应用与实践》一书，借助多个3D 打印指导TAVR 的临床实践案例，全方位介绍3D 打印技术在TAVR 中的方法、应用、价值、进展和展望。
全书共分为10 章，含附图近700 幅，其中绝大多数为笔者所在单位及国内多家中心的原创性工作，并得到西安马克医疗科技有限公司的大力支持和帮助，在此一并致以衷心感谢！
期待本书对各级心血管内、外科医师，麻醉、放射学、超声影像学等专业医师以及生物医学工程学和其他医疗工作者的临床实践有所帮助，同时也为相关医学专业研究生、进修生和高年级本科生提供参考。
本书的出版得到了国家重点研发计划项目（2020YFC2008100）、国家自然科学基金（81774415）、陕西省自然科学基础研究计划杰出青年科学基金项目（S2018-JC-JQ-0094）、陕西省创新能力支撑计划- 科技创新团队项目（S2020-ZCTD-0034）、北京市科技计划（Z171100001017117、Z181100001918029）、中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2017-I2M-3-002）、西京医院学科助推计划（XJZT18Z02、XJZT18RL10、XJZT19ML36）等课题的资助，在此一并表示感谢。
由于编写时间仓促，加之笔者学识有限，书中可能存在不足之处, 望广大读者不吝指正。

杨剑　吴永健
2021 年8 月

杨剑，空军军医大学西京医院心血管外科一病区主任，博士研究生导师。曾在多家国际知名医学中心访问研修。现担任美国心脏学会专家会员（FAHA）、美国心脏病学会专家会员（FACC）、中华医学会胸心血管外科学分会第九届委员会青年委员、陕西省医疗器械不良事件监测专家咨询评价委员会专家。担任Eur Heart J, BMJ,AJC等杂志特邀审稿人，《中华胸心血管外科杂志》《心脏杂志》《中国体外循环杂志》《心血管外科杂志》《精准医学杂志》编委。
吴永健，北京协和医学院教授、博士研究生导师。中国医学科学院阜外医院心血管内科主任医师，冠心病中心副主任、结构性心脏病中心副主任、结构心脏病一病区主任。现任中华医学会心血管病分会委员、动脉粥样硬化及冠心病学组副组长，中国医师协会心血管病分会常委、结构性心脏病学组组长。欧洲心脏病学会专家会员（FESC）、美国心血管造影与介入学会专家会员（FSCAI）、美国心脏病学会专家会员（FACC）。《中华心血管病杂志》《中国循环杂志》《中国介入心脏病杂志》编委。

经导管主动脉瓣置换术(TAVR) 是主动脉瓣疾病患者的可靠治疗手段，而心血管3D 打印技术与TAVR 融合则为这些患者的个性化及精准化诊疗带来了新思路。
全书共10 章，首先对主动脉瓣疾病、TAVR、 超声心动图在TAVR 中的应用、CTA 在TAVR 中的应用、心血管3D 打印技术进行了介绍，对主动脉根部的3D 打印方法及临床应用、3D 打印技术应用于主动脉瓣关闭不全和主动脉瓣狭窄的TAVR 进行了阐述；之后，借助多个3D 打印技术指导TAVR的临床实践案例，全方位介绍其方法、应用与价值；最后，归纳了3D 打印技术应用于TAVR 的进展和展望。
本书可供各级心血管内、外科医师，麻醉、放射学、超声影像学等专业医师，生物医学工程学相关工作者阅读，同时也为相关医学专业研究生、进修生和高年级本科生提供参考。

第1章　主动脉瓣疾病  001
1.1　主动脉瓣关闭不全 002
1.2　主动脉瓣狭窄 010
参考文献 015

第2章　经导管主动脉瓣置换术  017
2.1　概念及发展史 017
2.2　适应证和禁忌证 018
2.3　经导管主动脉瓣瓣膜系统及特点 019
2.4　术前影像学评估 026
2.5　常用途径及手术步骤 026
2.6　并发症及处理 030
2.7　适应证扩展及展望 032
参考文献 036

第3章　超声心动图在TAVR 中的应用  039
3.1　经胸超声心动图 039
3.2　经食管超声心动图 053
参考文献 063

第4章　CTA 在TAVR 中的应用  065
4.1　术前检查 065
4.2　术后CTA 评估 074
4.3　小结与展望 076
参考文献 076

第5章　心血管3D 打印技术  079
5.1　3D 打印技术发展及现状 079
5.2　心血管3D 打印模型的实现过程 080
5.3　3D 打印技术在心血管领域的应用 085
5.4　小结与展望 092
参考文献 092

第6章　主动脉根部的3D 打印方法及临床应用  095
6.1　主动脉根部3D 打印方法 095
6.2　主动脉根部3D 打印模型的临床应用 108
参考文献 117

第7章　3D 打印技术应用于主动脉瓣关闭不全的TAVR  119
7.1　TAVR 治疗主动脉瓣关闭不全 119
7.2　治疗单纯性AI 的TAVR 瓣膜 120
7.3　3D 打印技术辅助TAVR 治疗AI 的策略选择 123
7.4　3D 打印技术与瓣周漏预测 127
7.5　小结与展望 130
参考文献 131

第8章　3D 打印技术应用于主动脉瓣狭窄的TAVR  133
8.1　3D 打印技术用于TAVR 并发症预测及防治——瓣周漏 134
8.2　3D 打印技术用于TAVR 并发症预测及防治——冠状动脉堵塞 137
8.3　3D 打印技术用于TAVR 并发症预测及防治——主动脉根部破裂风险 143
8.4　小结与展望 145
参考文献 145

第9章　3D 打印技术在TAVR 中的应用案例  147
病例1　3D 打印指导二叶瓣AS 的经股动脉TAVR 148
病例2　3D 打印指导三叶瓣AI 的经心尖TAVR 162
病例3　3D 打印指导四叶瓣AI 的经心尖TAVR 176
病例4　3D 打印指导主动脉瓣生物瓣衰败的经颈动脉TAVR 190
病例5　3D 打印指导ECMO 辅助下AS 的经股动脉TAVR 206
病例6　3D 打印指导体外循环辅助下AS 的经心尖TAVR 220
病例7　3D 打印指导高冠状动脉堵塞风险AS 的经股动脉TAVR 234
病例8　3D 打印指导高冠状动脉堵塞风险AS 的经心尖TAVR 248
病例9　3D 打印指导二尖瓣球囊扩张术+ 经股动脉TAVR 264
病例10　3D 打印指导二尖瓣瓣周漏封堵术+ 经股动脉TAVR 280

第10章　3D 打印技术应用于TAVR 的进展和展望  297

参考文献 301