李曉強：3D打印指導下預開窗和內分支技術應用于弓上三分支重建

來源：365醫(yī)學網(wǎng)


胸主動脈腔內修復術（thoracic endovascular aortic repair，TEVAR）已成為治療降主動脈病變的優(yōu)選方法。對于累及主動脈弓和升主動脈的病 變，因累及弓上重要分支，傳統(tǒng)僅能通過開放手術 治療，但其創(chuàng)傷大，有著較高的死亡率和并發(fā)癥發(fā) 生率。近年來，出現(xiàn)了全腔內技術治療主動脈弓及 升主動脈病變，但是手術難度很大，相關文獻和臨 床研究較少，安全性和有效性存在爭議。

本中心采用3D打印指導醫(yī)師自制支架（physi- cian-modified stent-graft，PMSG），開窗或分支支架技術（fenestrated/branched thoracic endovascular aortic repair，F(xiàn)/B-TEVAR）全腔內治療三分支重建主動脈弓部病變40例，取得了較好的臨床療效，現(xiàn)報道如下。

資料與方法
一、一般資料
回顧性分析2018年2月至2021年10月南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院血管外科在3D打印指導下行主動脈弓上三分支重建的40例主動脈弓部病變患者的臨床資料。其中男性31例，女性9例；年齡（59.63±11.86）歲（范圍37~78歲）。40例患者中，主動脈弓動脈瘤13例［瘤體直徑為（49.41±13.87）mm］，主動脈弓部夾層27例（其中包括 TEVAR 術后逆撕5例，內漏 5例，A 型夾層術后內 漏 2例）；原發(fā)病例20 例。在患者中存在的主要危險因素有高血壓36例（90.0%），高脂血癥17例（42.5%），腦梗死5例（12.5%），冠心病4例（10.0%），糖尿病4例（10.0%），吸煙史4例（10.0%）。所有患者升主動脈健康或已行升主動脈置換術，病變位置位于無名動脈周圍或以遠。主要臨床表現(xiàn)包括胸痛 26 例，無癥狀體檢發(fā)現(xiàn)8例，另 外6例未出現(xiàn)主要癥狀。術前均行CTA檢查確診。本研究經南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院醫(yī)療技術倫理委員會批準（批號：2017-015-05），患者及家屬均簽署知情同意書。

二、手術方法
1.術前數(shù)據(jù)采集：患者術前行主動脈薄層增強CT掃描，Dicom數(shù)據(jù)文件輸入Endosize或3Mensio軟件行三維重建（圖1A），并評估及測量病變情況，包括病變類型（真性動脈瘤或夾層動脈瘤）、近遠端錨定區(qū)直徑、重要分支直徑及病變長度等。確定患者的病變及解剖結構適合F/B-TEVAR后，制定手術方案。

2.3D打印模型的制作：將Dicom數(shù)據(jù)文件輸入Mimics軟件，對主動脈弓區(qū)域血管進行三維重構，重構內容包括近遠側正常主動脈、病變主動脈和弓部重要分支開口。準確測量出近遠端正常主動脈和三分支內腔縱橫軸直徑以及病變長度。重 構后的三維模型數(shù)據(jù)輸入設計軟件（Geomagic Studio2014）進一步預處理（圖1B）。使用逆向工程技術進行血管的非參數(shù)化曲面重構，結合主動脈支架的力學特性，模擬支架植入后的血管形變，得到血管的CAD數(shù)學模型，使用設計軟件（Geomagic Design Direct）進行模擬分析后，將主動脈弓三分支開窗定位孔，設計3D打印導板（圖1C）。輸送數(shù)據(jù)至3D打印機完成透明中空3D主動脈弓模型制備。打印好的3D模型行環(huán)氧乙烷消毒，并密封包裝備用。

3.術中PMSG：根據(jù)3Mensio或Endosize軟件測量結果，選擇合適的具有后釋放系統(tǒng)的胸主動脈支架（Ankura，深圳先健公司；Captiva，美國Medtronic公司）和分支動脈支架（美敦力腹主動脈覆膜髂支，美國Medtronic公司；巴德公司覆膜支架，美國Bard公司；戈爾覆膜支架，美國Gore公司），根據(jù)解剖情況設計手術方案，一般對于可能發(fā)生內漏的窗口（如發(fā)自動脈瘤的分支動脈或位于夾層破口附近的分支動脈開口），如主動脈弓的曲度較大或近端錨定區(qū)長度過短，采用內分支技術，對于不累及病變的窗口，采用單純開窗的方法。同時準備相應的導絲導管、動脈鞘和擴張球囊。將胸主動脈支架植入透明3D打印模型中，支架近端位于術前計劃的錨定處，緩慢完全釋放，釋放過程中，注意隨時調整支架位置，確保窗口處無支架骨架累及。自3D模型分支動脈開口，使用消毒的記號筆在支架膜上標記分支動脈開口位置（圖1D、圖 2A）。自模型中取出支架，在標記處使用電灼筆開孔。對于累及病變，需嚴密防止內漏的開口，常規(guī)采用內分支技術，即修剪相應直徑戈爾覆膜支架（直徑小于預期植入分支支架1~2 mm，如腎動脈直徑8mm，則行7mm開窗）至 3~5mm 長度，外口使用5-0不可吸收縫線（Prolene，美國強生公司）與窗口處連續(xù)縫合，將內分支置于大支架內部，以防發(fā)生支架橋接處內漏（圖1E）。對于不累及病變的窗口，行單純開窗，同樣窗口小于預期分支支架直徑 約1~2mm，以防內漏。使用去毛的鉑金彈簧圈（美國Cook公司），用不可吸收縫線（Prolene，美國強生公司）將其縫合于窗口邊緣，加強窗口邊緣和作為術中透視下操作的標記。對于無加強筋的主動脈支架（如Medtronic Captivia）于胸主動脈支架大彎側頂部縫上一不透X線標記，一般用原支架上的小金屬標記，使得造影時能夠觀察到標記，以利定位。在支架小彎側應用Prolene縫線和V18導絲（美國Boston Scientific公司）組合，由于束徑的作用是方便支架進入血管，當支架進入之后，需要將束徑解開，故用一種可解脫的縫合方法將胸主動脈支架前段直徑縮小30%~50%，近端自裸支架開始，遠端至左鎖骨下動脈窗口以遠一節(jié)骨架，一般長80~100mm（圖1F、圖2A）。若裸支架可能進入升主動脈較多，則可修剪TIP頭（位于支架前的尖頭，作用是引導支架伸入血管）至較短水平，避免損傷心臟瓣膜。完成 PMSG和束徑后將胸主動脈支架重新收入支架輸送鞘，將支架輸送鞘在體外沿3D模型引導的彎度再次進行預彎（圖 2B）。

4.入路準備及F/BTEVAR：在制備PMSG的同時，另一組手術醫(yī)師行手術入路準備。通常取一側股動脈作為主動脈支架入路，左肱動脈、左頸總動脈和右腋動脈作為弓上分支動脈支架入路，分別顯露各入路動脈。將導管放置至冠狀動脈水平，行主動脈 DSA和定位（圖2C）。靜脈給予肝素化（1mg /kg）。自股動脈置入主動脈支架輸送鞘，沿預塑形形狀，支架進入主動脈弓相應位置，并觀察窗口標記方向準確。緩慢釋放主動脈支架前段束徑部分，在束徑狀態(tài)下，導絲配合導管，自右上肢、左頸動脈、左上肢，分別進入各自窗口。此時，支架可前后輕微移動位置，以利選擇窗口。導管進入窗口后，交換超硬導絲，沿導絲送入相應的血管長鞘（使用戈爾覆膜支架和美敦力腹主動脈覆膜髂支時）或直接送入分支支架輸送系統(tǒng)（使用巴德公司支架時）（圖2D）。拉出束徑導絲，完全釋放胸主動脈支架后，再釋放各分支動脈支架并使用過球囊擴張，使橋接處完全貼合。行升主動脈及主動脈弓造影，確認各分支動脈通暢情況和是否有內漏，完成全腔內F/B-TEVAR（圖 2E）。

三、隨訪方法
術后1、6及12個月門診隨訪，電話隨訪定期進行。隨訪內容包括術后有無癥狀，是否按時吃藥，并且在術后半年內復查一次CTA。

四、統(tǒng)計學方法
采用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。符合正態(tài)分布的計量資料采用-x±s表示；不符合正態(tài)分布的計量資料采用 M（Q1，Q3）。計數(shù)資料采用例（%）表示。

結果
一、一般結果
本組患者在3D打印引導下PMSG全腔內治療主動脈弓部病變并重建三分支40例（早期的15例 患者治療過程中未常規(guī)使用內分支支架技術，后期25例患者均行內分支支架技術），重建分支120條，所有分支均一期成功重建，無中轉開放手術。圍術 期內，無死亡病例，1例（2.5%）術后出現(xiàn)輕微的一過 性腦梗死，給予保守治療后痊愈。手術情況見表2。

二、隨訪結果
40例患者均獲得隨訪，隨訪時間為（23.40±10.51）個月（范圍1~34個月）。1例（2.5%）夾層患者于術后2 個月發(fā)生逆撕A型夾層，于外院行急診開放手術治療，行升主動脈置換。

隨訪期間，無腦梗死、截癱等嚴重并發(fā)癥發(fā)生。本組患者中，早期未常規(guī)使用內分支支架技術的15例患者中，3例（7.5%）出現(xiàn)內漏，其中2例行栓塞治療后治愈，1例少量內漏，繼續(xù)隨訪。使用內分支技術 患者中未出現(xiàn)內漏。典型病例見圖2、3。

討論
目前，針對主動脈弓部的治療方法主要有開放手術、雜交手術、全血管腔內手術。對于病變位于主動脈弓部及以遠，但升主動脈健康的患者，開放手術無論是正中開胸入路或側開胸入路，完整暴露病變難度很大，也帶來了較大的手術創(chuàng)傷。結合了升主動脈搭橋手術和TEVAR的弓部雜交手術，為該類患者提供了較好的手術效果，但是該術式結合了開胸手術和TEVAR，應從血管病變類型、患者身體狀況、緊急程度以及臨床經驗等綜合考慮，有報道表明，仍有較高的手術并發(fā)癥發(fā)生率，并且不適用于二次手術、高齡及一般情況差的患者。

對于同時累及弓部三分支的主動脈弓部病變，無法通過常規(guī)TEVAR來治療，是一個充滿挑戰(zhàn)的領域。迄今為止全腔內治療主動脈弓部病變的主要手段主要有煙囪支架技術、原位開窗技術、分 支支架技術及F/B-TEVAR等技術。

煙囪技術操作簡單，技術難度小，應用廣泛，但是研究表明主動脈弓部使用煙囪支架，內漏發(fā)生率最 高可達22%，同時，本中心患者中也發(fā)現(xiàn)中遠期A型夾層發(fā)生率較高，本團隊曾在12例患者中將煙囪支架放入升主動脈，其中3例（25%）在術后1年內發(fā)生了逆撕的A型夾層。對于主動脈弓部病變，煙囪技術僅是一種過渡性技術。而商品化的分支支架，目前僅有單分支的成熟產品，三分支支架仍有很大技術難度，對于弓上三分支重建仍需與開放手術相結合。
原位和預開窗技術為治療主動脈弓部病變提供了一種符合生理的全血管腔內修復方法。原位開窗技術，有文獻表明其方便可靠，內漏發(fā)生率低。但是用于弓上三分支重建，存在以下一些問題：
（1）對于Ⅲ型弓情況，無論哪種方法，開窗均比較困難；
（2）需行臨時轉流及腦保護，目前方法多樣，技術復雜，但效果仍有待研究；
（3）開窗位置無法選擇，若小支架位于骨架夾縫處，會造成分支動脈閉塞。
預開窗技術可以選擇合適的支架開窗位置，若對位準確，能取得良好的治療效果。但是由于弓部解剖復雜，易發(fā)生對位不準，用于弓部三開窗治療，一旦丟失重要弓上動脈，也會發(fā)生嚴重腦部并發(fā)癥，而為了減少對位難度，加大窗口，又易造成內漏。由于全腔內治療主動脈弓部病變的技術的難度都較高。Tsilimparis等［13］報道，采用原位開窗技術治療主動脈弓部病變，技術成功率高，卒中和截癱的可接受率高，但需要大量的二級干預來完成基礎疾病的治療。Tsilimparis等［14］報道，29例患者采用定制的支架移植物治療弓部病變，主要為雙開窗，30d死亡率為20%，2例患者術后發(fā)生內漏，提示對于高�；颊�，這項技術可行。目前對于預開窗弓部三分支重建的文獻較少，其安全性和有效性仍是一個充滿爭議的話題。針對臨床上的難題，本中心在預開窗技術的基礎上，采取了一系列方法改進，取得了良好的臨床效果。

1.使用3D打印技術，對弓上分支開口進行個體化精準定位。3D打印重建的模型能直觀了解和確定主動脈夾層和主動脈瘤與弓部動脈分支之間的3D關系，從而為TEVAR手術治療這些危及生命的大動脈疾病提供指導和制定手術方案，還可以術前在模型內模擬血管腔內支架釋放和分支開口定位，行PMSG［15］。在3D模型中，可以將3個窗口均調整至無骨架膜性部位，結合窗口縫合加固，可有效避免對主動脈支架結構強度的影響。

2.采用導絲和縫線結合的支架預束徑技術，將支架直徑臨時縮小約40%，在PMSG進入主動脈弓后，由于主體支架口徑縮小與血管壁存在間隙，在操作過程中腦部仍保持充足的血供，術中不需要附加任何傳流術。不阻斷弓上重要分支的血流，不易發(fā)生腦部并發(fā)癥。本組40例患者中，術后僅1例（2.5%）動脈瘤患者術后發(fā)生一過性腦缺血，考慮與病變嚴重鈣化和斑塊脫落導致，神經系統(tǒng)并發(fā)癥低于同類文獻報道。在束徑狀態(tài)下，支架可以前后稍移動，使得窗口選擇更加方便快捷。

3.針對窗口和橋接支架處易出現(xiàn)的Ic型內漏［16］，對于可能發(fā)生的窗口，本組在后期的25例患者中，常規(guī)采用內分支技術，在大支架內部縫合相應尺寸的內分支支架，使得原有的線-面接觸，變?yōu)槊?面接觸，有效地預防了內漏的發(fā)生。

4.在臨床工作中發(fā)現(xiàn)，大部分商品化的主動脈支架輸送系統(tǒng)，具有一定的記憶效應，在3D打印模型中形成一定形狀后，進入主動脈弓仍按3D模型中形態(tài)上行。因此，在PMSG回收入輸送鞘后，我們將支架再次延大彎側進行預彎。在術中，無需人為調節(jié)方向，直接上送輸送鞘，PMSG上的弓上3個窗口即可基本對向大彎側，結合支架束徑技術，大大簡化了選擇窗口的過程。

5.在術中通常取左肱動脈、左頸總動脈和右腋動脈作為上分支動脈支架入路。入路的選擇會影響不同術后并發(fā)癥的發(fā)生率。我們的既往經驗和文獻表明，雙側頸動脈入路的卒中率，高于單側頸動脈入路［17］。由于無名動脈往往要植入較粗的血管鞘，右側肱動脈入路并發(fā)癥風險明顯增高［18］，右側腋動脈入路是一個較優(yōu)的選擇。這種情況下，患者頭部體位無需變化，右橈動脈可行血壓檢測，使得手術簡化順暢。在初期的患者中，我們采用雙側頸總動脈和左側肱動脈入路，發(fā)現(xiàn)在術中需要反復調整患者頭部體位，操作不便，甚至發(fā)生了血管鞘脫離造成大出血的情況。

采用帶裸支架及后釋放結構的胸主動脈支架改制行F/BTEVAR，近端支架需進入升主動脈。與常規(guī)TEVAR類似，術中及術后逆撕A型是應重點關注的問題［19］。本組中，選擇升主動脈完全健康或已經行升主動脈置換術的患者行弓上三分支重建，將主動脈支架裸段放置入無病變的升主動脈，可能避免A型夾層的發(fā)生，本組患者中，升主動脈均無病變累及。同時合適的主動脈支架放大率也十分重要，目前本中心的經驗是按照升主動脈直徑，選擇放大約10%的主動脈支架，可有效避免I型內漏。本組中1例弓部夾層患者在術后2個月發(fā)生A型夾層，考慮與患者術后血壓控制不佳以及血管發(fā)育不良有關，提示術前評估及術后血壓管理的重要性。在隨訪中，我們發(fā)現(xiàn)當主動脈夾層破口封閉完好時，術后CTA示假腔內完全血栓形成，假腔減小甚至完全消失。對于動脈瘤患者，術后動脈瘤腔內完全血栓形成，動脈瘤無變化或縮小。出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象則說明手術效果良好，無內漏。對于夾層患者，如假腔無明顯變化或增大，對于動脈瘤患者，瘤腔增大，即使沒有見到造影劑外溢，也應高度懷疑內漏的發(fā)生。采用3D打印定位預開窗結合內分支技術，在準確定位的同時，有效減少了橋接支架處的內漏。與國內外出現(xiàn)的內嵌式分支支架相比，我們的3D打印指導的內分支PMSG更加符合生理，由于每個患者解剖均有不同，這種方法可確保個體化治療，每個窗口均對準弓上開口，可選擇較短的分支動脈支架，避免了內嵌式分支支架較長較硬的橋接支架中遠期可能出現(xiàn)的并發(fā)癥。但是這種完全個體化改制支架，在將來如何進行商品化應用，仍是需要進一步研究和開發(fā)。

綜上所述，3D打印指導下F/BTEVAR治療復雜主動脈弓部病變，并重建三分支中短期隨訪取得了較好的臨床療效，但中長期的結果還有待進一步觀察。相對現(xiàn)有的全腔內方法，具有優(yōu)勢：（1）應用現(xiàn)有的商品胸主動脈支架就可進行PMSG，費用低，制備迅速；（2）3D打印模型能大大提高復雜解剖下弓上開窗的準確性，避免人工測量誤差；（3）結合支架束徑技術、內分支技術、預彎技術，可以大大減少并發(fā)癥的發(fā)生率，并優(yōu)化手術過程。


作者貢獻聲明 李曉強、劉長建：指導選題、文章審閱；劉昭、付東 生：論文撰寫；劉昭、劉晨、喬彤、李文東、張明：手術主要操作者；付東生、金怡、趙子赫、、童垣浩：數(shù)據(jù)的收集及整理、統(tǒng)計分析