3D 打印技术指导心脏再同步化治疗中左右心室电极的定位1 例

刘雷雷， 董 薇， 翁俊飞， 彭小平

1 临床资料

患者男，71 岁。2 个月余前无诱因下反复发作胸闷，活动后加重，伴夜间阵发性呼吸困难，外院诊断为心力衰竭，予标准醛固酮受体拮抗剂、β 受体阻滞剂、 血管紧张素转换酶抑制剂或血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂等药物治疗，2 d 前患者夜间突发胸闷、不能平卧，于2020 年9 月25 日入院。 入院后心电图示窦性心律，左束支传导阻滞（LBBB），QRS 波宽156 ms。经胸心脏彩超示左室排血分数（LVEF）32%；左室舒张 末 期 内 径（LVEDD）68 mm，LAAPD 43 mm； 二尖瓣返流（少量）。 入院诊断：心力衰竭，LBBB。 经讨论决定行CRT-P植入术。 将患者的冠状静脉CT 血管成像的二维断层扫描数据进行处理以获得三维重建图像，再生成标准曲面细分语言（STL）文件并输入打印机，制作出与实体1∶1 大小，具有冠状静脉系统的个体化心脏模型（图1），从该模型中可以观察到该患者的冠状静脉分支：前室间静脉、心大静脉、左缘静脉、后外侧静脉、心中静脉（图2），及其分支血管的走行，根据该模型进行术前规划，讨论制定手术方案，通过游标卡尺在模型上测量DD，选取DD 最大的导联位置组合。以分布于前侧壁的前室间静脉、左室侧壁的左缘静脉及后外侧壁的后外侧静脉为首选靶静脉， 右室电极植入位置选择心尖部或室间隔，使用游标卡尺分别测量左右心室导联的不同位置组合的DD，最终得出当左室导联位于左缘静脉，右室导联位于心尖部时DD 最大，游标卡尺在模型上测得DD 为64.77 cm。 最终将左缘静脉-右室心尖部作为首选组合。

图1 具有冠状静脉系统个体化心脏三维模型

图2 心脏静脉系统

手术过程：局麻后穿刺左锁骨下静脉，引入导丝置鞘，皮下制作CRT-P 囊袋并充分止血，送入冠状静脉导引系统，术中逆行造影显示冠状窦及各分支；在X 线透视下，将左室双极电极置入左缘静脉，测得起搏阈值为1.6 V，阻抗1 540 Ω 感知20 mV，无膈神经刺激后撤出导引系统，左室导联位置稳定；将右室电极植入右室心尖部，测得起搏阈值为1.2 V，阻抗740 Ω，感知17.0 mV；常规植入右心房起搏电极，测得起搏阈值为0.6V，阻抗720 Ω，感知3.5 mv。固定各电极导线并与脉冲发生器相连埋于皮下，分层缝合手术切口（图3）。 本例手术耗时67 min，射线暴露时间7 min，射线暴露量33.28 mGy，近期疗效满意。术后1 个月余随访，患者心力衰竭症状、生活质量明显改善，LVEF 较术前提高，QRS 波宽、LVEDD 较术前降低。 复查经胸心脏彩超示LVEF 50%；LVEDD 63 mm，LAAPD 40mm；二尖瓣返流、主反（均少量）。

图3 术中及术后图像

2 讨论

研究表明左右心室电极间距离（DD）与心脏再同步治疗（CRT）获益呈正相关，DD 越大，CRT 获益越大［1-2］。 CRT 通过双心室起搏治疗射血分数减低伴宽QRS 波的心力衰竭，能改善患者心衰症状和生活质量，提高心脏射血功能，逆转心室重构［3-4］。目前CRT 多在二维的冠状动脉延迟显影和术中逆行冠状窦造影指导下植入，成功率为85%～92%［5］，且CRT 无应答率约30%［6］。 左室电极植入的冠状静脉属支称为靶静脉，选择合适的靶静脉是优化CRT 疗效的关键。 Singh 等［7］提出CRT 中应避免左心室心尖起搏。 研究表明侧壁、后侧壁是左室最晚激动部位，电极植入后该部位优先激动，故相比于将左室电极植入于前侧壁，选择外侧及后外侧支作为靶静脉的疗效更优。 左室起搏位置的选择在很大程度上受CS 解剖结构变异、冠状静脉分支的数目、走行、位置、粗细等的限制，电极常不能植入至理想位置。心室电极位置的不确定性导致术中寻找最佳靶静脉和理想位置耗时明显增加，手术并发症如感染的风险增加。 Garcia 等［5］认为利用增强多层螺旋CT（MSCT）进行冠状静脉三维重建提取患者个体化冠状静脉解剖结构，有助于术前解剖评估和术前规划，选择最佳靶静脉及植入路径，优化CRT 过程。

本病例的特殊之处在于三维重建及3D 打印技术在CRT 中的应用，3D 打印又称快速成型技术，是一种由计算机辅助技术通过成型设施以材料累加的模式制造实物模型的技术。近年来，3D 打印技术广泛应用于介入医学领域中，颅内动脉瘤等神经介入治疗，PCI、先天性心脏病和瓣膜疾病等心血管疾病介入治疗，以及外周血管支架和肿瘤介入治疗等，具有减少手术并发症、手术/射线暴露时间，提 高 手 术 准 确 性 等 优 势［8］。 Pellegrino 等［9］对2 例 房 颤 患 者在3D 打印模型指导下行左心耳封堵术。 杨延坤等［10］报道3D 打印辅助下对主动脉窦瘤破裂患者行介入治疗。 当前面临的CRT 技术难点为如何将电极导线植入到最佳静脉分支，从而使左右心室起搏电极间距离达到最大，使心脏收缩最大程度同步化。 尽管目前多层螺旋CT、MRI、超声心动图等影像学技术日益成熟并能够进行三维成像，对CRT 有一定的指导作用。 但是，常规的多层螺旋CT、冠状动脉延迟显影、术中逆行冠状窦造影等不能获得心脏解剖和冠状窦及其分支血管的直观的立体解剖结构及其三维空间关系，使得在二维图像上难以获得左右心室起搏电极在三维空间上的距离。 而通过3D 打印心脏模型，使心脏的解剖形态、冠状窦及其分支血管的走行直观地展现在术者面前，术者可在模型上直接测量左右心室起搏电极在三维空间上的距离。 术中运用DD、DD/L 技术寻找心室电极植入的最佳位置， 运用3D 重建及3D 打印模型进行术前评估、规划、帮助选择靶静脉、电极植入路径，以及术中导航，可减少手术耗时和射线暴露时间，减少并发症的发生，减轻射线对医患的伤害，提高了CRT 的安全性。但目前尚缺乏循证证据， 有必要进行多中心前瞻性大样本的RCT 以获得更多的证据。 相信，三维重建与3D 打印技术作为DD、DD/L技术的良好补充，可以为术者提供更全面、多维的术前解剖评估，具有很大的发展空间和临床应用价值。