重塑呼吸，拥抱再生存
病院是儿科心脏照看周围的头领者，该病院正在行使患者特定的3D模子以改进繁杂先本性心脏病童子患者的生存。做为一家转诊重心，在这边能看到最为繁杂的先本性心脏弊病。
此中一个案例是一名得了先本性三尖瓣闭锁的4岁童子，这是一种先本性心脏弊病，而在美国，大概每10,名再生儿中就有一人得了这类疾病。得了这类疾病的童子在诞生时动脉血氧浓度低，这类疾病也称为紫绀。患者时常须要举办一系列落拓性手术，以复原平常的血氧饱和度，来伸长命命并抬高生存原料。在病院，这类疾病并不罕见。该病院每年都邑胜利治愈多位得了三尖瓣闭锁的童子。
“在3D模子的扶助下，我尽我所能给了患者最好的手术诊疗，她术后复原得也很好。”
——MaxMitchell
病院医学博士
但是，这个特别的病例也向咱们展现了一个不同普通的挑战，此中波及到一种极其稀罕的变异，患者的心室处于高低地方罗列，而时常处境下心室呈并列罗列。心脏的大部份或心尖指向了右边，而非平常处境下的左边。大动脉的朝向与稀罕处境相悖，均从小右心室的上部流出。左心室颠末一个叫做室隔断缺损的大孔洞向右心室供血。负责搜集回流到心脏的血液的较警惕房向后和向左转动，致使分隔平面比时常处境更为横向。
预激归纳症(WPW)也使这类高度反常的剖解组织更为繁杂。WPW归纳症是由于心室和心房之间存在一条协助通路，进而致使心律过快，具备危险性。关于惟独一个心室运行平常的患者而言，WPW归纳征极端危险，假若不举办束缚，将会添加心脏手术后的亡故危险。
患者此前曾阅历过两次落拓性手术，但是由于发觉有WPW归纳征，因此转诊去了病院的心脏研讨院。
团队齐聚力气修理受损心脏
医学博士MaxMitchell是先本性心脏外科大夫，医学博士KathrynCollins是专研电生理学的儿科心脏病学家，两位行家配合查看了该童子患者的病史，并断定了后续的诊疗环节。该患者在诞生时，把持血液从右心房流向右心室的三尖瓣并没有发育好，是以，阻遏了低氧血液投入右心室和肺部。患者的主肺动脉也过小，没法向其肺部供应充裕的血液。右心房与左心房之间的孔洞，称为心房隔断缺损，能够让富氧和缺氧的血液混杂，而后泵入患者身材的其余部位。
为束缚这些题目，让儿童能矫健生长，大夫在患者依旧再生儿时代就在她的肺动脉和自动脉之间安插了分流管，使血液能够流入肺部。患者在其12个月龄时采用了双向Glenn手术，这是两阶段手术*策的第一阶段，该手术完整绕过了心脏，将人体机关本来流转意脏的血液直接泵入肺部。
终了Glenn手术后，Mitchell大夫与其共事断定该童子患者能够举办下一阶段的手术，称做Fontan手术，这是两阶段手术*策的第二阶段。
但是，Fontan手术的胜利高度依赖于平常的心律和心律。由WPW归纳症激发的心律不齐必需在手术前在导管实行室中举办束缚，也许在手术时赢得束缚。其余，患者的协助通路必需在手术终了前熔解，由于在Fontan手术后，导管实行室将没法举办熔解，并且那时患者身材到心脏的一切静脉衔接都将不再存在。此时导管将没法投入副通路。Collins大夫试验在导管实行室中对副通路举办熔解，但却由于剖解组织显然反常而未能找到副通路。是以，她找到Mitchell大夫，评价在按筹划举办Fontan手术时实践手术熔解的可行性。
患者特定的3D模子引领通往新盼望的道路
使是阅历丰裕的先本性心脏外科大夫，也很难将超声波心动图与繁杂、稀罕的心脏反常的3D剖解组织联络起来。
在行使3D重修查看了患者心脏的核磁共振成像扫描后，Mitchell大夫耽心手术熔解很大概会失利(图1a、1b、1c)。
图1a
图1b
图1c
有比拟和无比拟的患者心脏核磁共振成像
他找到了在科罗拉多大学安舒茨医学院的共事，打印了患者特定的3D模子，而后将模子切成几个部份，以便对患者的心脏剖解组织举办更深入的明白。用于打印该模子的材料须要能模仿患者心脏的外面和触感。
盼望这能扶助在导管实行室举办的第二次试验以博得胜利。医学博士LornaBrowne是本案的第一喷射科大夫，他谋划了扫描办事并与Inworks的策画师协做创立了3D模子(图2a、2b和2c)，Inworks是科罗拉多大学安舒茨医学院的一家策画办事室。
图2a:行使定制化Agilus30?和Vero?白色多材料混杂材料制做的功用型模子
图2b:图2a模子切成3个部份，以扶助电生理学家断定安插设立的最好筹划
图2c:图2a模子举办了*策性切割和拉伸，外科大夫即能够赢得心脏内部的最好视图，以断定最好的手术筹划
NicholasJacobson是此次案例的主策画师，HaydenMcClain是一名门生助手，二人扶助团队为术前筹划策画了3D打印过程—他们初期便举办了思想风暴，以断定将要行使的模子策画。MichaelDiMaria大夫是本案的第一心脏病学行家，由于对患者的诊断特别明白，他指示了Jacobson以断定模子中哪些剖解组织相当主要。为了餍足团队的手术须要，终究行使定制的Agilus30?和Vero?白色多材料混杂材料来制做该模子。
“3D打印模子让我对一切剖解组织关联有了确切的领会，包含自动脉的错位以及因小右心室地方反常而引发的自动脉扩展。按照模子所供应的讯息，我在做手术时行使了与时常不同的筹划。将模子拿在手里能让我看到我将在手术中碰到的处境，云云我便能筹划出更牢靠的手术筹划，在做手术时心坎也更有底。”
——MaxMitchell
病院医学博士
在电生理学(EP)实行室手术的谋划历程中，Mitchell大夫和心脏病学团队行使该模子来筹划手术筹划。模子所具备的柔韧性和功用性让他们能拉伸该模子，并掏出模子中特定的地区，以便明白其内部的拓扑结洽商起伏途径。EP团队行使了叠加在实行室心脏内导向系统上的核磁共振成像，以及并发时刻的经食管超声波心动图。
“这个模子还能让我为患者策画出更高效的Fontan手术，并在手术历程中平安地穿过以前手术所留住的一切疤痕机关。有了这个3D打印模子，并将其切割成合适的平面，咱们就可以与电生理学团队和超声波心动图团队一同，在EP实行室中，将导管在该童子患者心脏中的地方精准到毫米之内。病院的导向系统、超声波心动图和3D打印模子，让咱们能在实践熔解手术的历程中决断切确的方位，并且能在视觉上推断导向副通路疑似地方的途径。这扶助了Collins大夫将导管导向副通路，胜利实践熔解手术。”
——MaxMitchell
病院医学博士
为了进一步评价患者心脏的血液起伏处境，Mitchell大夫的研讨团队举办了4D核磁共振血液起伏解析。这使得考察员能够描摹出血液颠末心脏投入血管的起伏处境。由于患者自动脉的流出方位很不普通，Mitchell大夫觉得其血液流尽心室投入自动脉的血流处境高度反常，并且很大概效率低下。这一看法赢得了阐明，Mitchell大夫请求在手术前行使多材料3D打印心脏模子，以演示反常的血液起伏途径(图3a)。
图3a:行使血起伏力学数据和患者心脏剖解组织制做的视觉模子，用以演示血液起伏处境。此模子扶助医学团队明白他们能在不中缀血液起伏的处境下投入心脏的部位
AlexBarker大夫是先进成像实行室的主任，也是初期行使4D起伏核磁共振成像程序前卫，她与Mitchell大夫以及Jacobson协做，生成并讨取了4D起伏数据，并将数据更动为可用于3D打印新心脏模子的格式。模子行使的每一种颜色都有对应的速率编码(图3b)。
图3b:用于制做图3a中多材料3D打印模子的血起伏力学数据，演示出血液起伏的途径。
“模子供应了全部心动周期中，每个剖解部位一切的血起伏力学讯息。模子展现出患者心脏内的血流在各方面都高度反常，并阐明了与典范的三尖瓣闭锁患者比拟，该患者在Fontan手术后的泵血效率大概仍旧更低。这类先进的4D起伏核磁共振成像解析模子为指示以后潜在的经管变动供应了贵重的讯息。”
——MaxMitchell
病院医学博士
末了，不管是外科大夫依旧患者，都能体会到这类本性化调理带来的甜头。
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