赣州市立医院介入血管外科首创血流动力学数值模拟结合3D打印技术在腹主动脉瘤中的应用

    近日，赣州市立医院介入血管外科团队完成两例3D打印技术结合血流动力学数值模拟辅助腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术。经过知网、万方等权威学术平台的检索发现，这项技术属于国内首创。

    患者女，68岁，因发现腹主动脉瘤入院。辅助检查：腹主动脉CTA诊断为腹主动脉瘤并瘤内血栓形成，双侧髂总动脉瘤，双肾动脉起始处狭窄，左肾结石伴重度积水。这种动脉瘤具有很高的死亡率，因此需要尽快手术。

     可是该患者血管畸形，从腹主动脉到双髂动脉结构异常，尤其是双髂动脉走行迂曲，这无疑给手术增加困难，病情复杂，无论是传统的开放手术还是血管介入治疗都面临术中大出血等诸多风险和困难。经过仔细观看影像资料发现该患者瘤体内沉积有大量血栓，瘤体最大直径为67.97mm，腹壁血栓最大直径为26.32mm。血管结构的改变影响血流动力学的改变，该患者腹主动脉瘤的形成与血流动力学的改变有着紧密的关系，而且瘤体内的血栓还在不断形成，赣州市立医院介入血管外科赖化平主任接诊后，考虑到患者病情复杂，决定应用当前国内先进的血流动力学数值模拟来评估动脉瘤和了解瘤体内的流场情况。3D 打印技术结合血流动力学数值模拟辅助手术治疗。经过精确采集影像资料，应用3D打印技术将变异的动脉及附属血管按 1：1 的比例打印成模型。结合血流动力学评估动脉瘤的风险和做术前规划，降低手术风险。

    经过介入室技师一番准备和大量的电脑仿真计算，腹主动脉瘤模型和血流动力学的仿真数据呈现如上，根据上图A点，涡流形成，血流速度降低，结合3D模型，这个位置正是腹壁血栓和血液流体的交界处，血流速度降低，涡流明显，正是血栓形成的温床。随后也获得了腹主动脉瘤壁面压力，壁面剪切力等数据，为手术前准备提供大量理论数据。

  手术由周为民教授和赖化平主任主刀。术前，根据3D打印技术和血流动力学数值模拟，手术医生制定出规范的手术方案；术中，在 3D 打印模型和血流动力学数值模拟的指导下，完成腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术。

术中了解解剖结构

3D打印腹主动脉瘤结合血流动力学数值模拟评估动脉瘤和了解瘤内流场情况

术中辅助支架定位

支架完美释放，腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术完成。

另一例也是同样利用3D打印技术结合血流动力学数值模拟辅助完成的

血流动力学是生物力学的一个分支，其主要任务是应用流体力学的理论和方法研究血液沿血管循环流动的原因、条件、状态以及各种影响因素，以阐明血液流动的规律、生理意义及与疾病的关系。

    血液动力学就是研究表征人体血液循环系统的流动参数（血流量、流速、压力、流态、粘度、外周阻力等）在生理病理条件下的变化。计算机断层扫描技术（CT），核磁共振技术（MRI），超声（US）和数字减影图像（DSA）等医学影像技术为建立基于精确解剖结构的个性化三维模型提供了可靠的数据基础。计算流体力学，有限元分析，流固耦合技术以及高性能计算机硬件的发展为血液动力学特性分析提供了有力的理论基础。

    血流动力学数值模拟，目前大多用来做动脉瘤破解风险评估和术前规划，在心脏大血管和瓣膜疾病中应用也很广泛，优势:1.评估动脉瘤的壁面压力、血流速度，壁面剪切应力（WSS）、壁面切应力梯度（WSSG）和动脉瘤内的流场情况。2.血流动力学的改变是动脉瘤形成的原因之一，用于阐述血流动力学的规律与动脉瘤形成的关系。3.在术前规划中的作用，提前预知破裂风险，了解动脉瘤管壁压力和壁面切应力等数据，为导管导丝和支架的进入提供理论数据，从而降低手术风险，提高手术成功率，缩短手术时间。

   3D打印技术和血流动力学数值模拟相结合，相当于理论与实践相结合，血流动力学数值模拟提供理论依据，3D打印为手术设计和临床训练的血管内操作提供非常有用的工具。双剑合璧取长补短。为术前规划和降低手术风险提供科学的工具和理论基础。这只是我们一个初步的探索，未来必将朝着更加复杂的模拟进发，如脉动血管双向耦合、血管-球囊-支架的多相耦合等技术。

（介入血管外科  曾欢 报道）