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3D打印技术助力医疗迈入“精准时代”

导读: 牟平区中医医院骨科团队3D打印技术临床应用达120余例,标志着该院3D打印全球热门前沿技术在临床“落地开花”,助力临床医学科学领域向精准医疗发展结出了丰硕的成果。

日前,一例胸椎转移瘤患者在天津某大医院查出肾癌并胸7椎体转移,医生告知无手术条件,给予化疗药物口服。后症状逐渐加重,双下肢不能活动,小便失禁。入住牟平区中医医院骨一科,行CT扫描,对病变的椎体进行三维重建,将重建的椎体打印出3D模型,脊柱外科专家张恩忠教授组织骨科团队,用实体模型诊断和分析病情,制定手术方案,研讨术式及模拟手术,成功地实行了椎体转移瘤切除+骨水泥椎体成形+椎管减压+椎弓根钉内固定术。术后患者恢复良好,下肢功能逐渐恢复,出院时已能在他人的搀扶下站立。手术更加精确和个性化,患者对疗效非常满意。牟平区中医医院骨科团队3D打印技术临床应用达120余例,标志着该院3D打印全球热门前沿技术在临床“落地开花”,助力临床医学科学领域向精准医疗发展结出了丰硕的成果。

据悉,张恩忠教授曾任职山东文登整骨医院脊柱脊髓外科中心主任,主任医师,安徽中医学院和泰山医学院硕士研究生导师,国务院特殊津贴获得者,脊柱脊髓科学山东省级重点学科带头人,在国内外首先提出脊柱失稳“应力滑移率”的概念,使脊柱失稳诊断数字化,用于指导治疗方法选择和手术设计及预后评估。张恩忠教授加盟牟平区中医医院骨科后,率先运用3D打印技术,将病变椎体在术前打印并制作导板,做等比例复制模型,进行术前设计,让手术更加精准,缩短了手术时间,减少了出血量。医院以此为切入点,成立了临床数字化学术委员会,并于2016年9月成立了烟台首家3D数字化实验室,组织专业技术骨干,引进先进打印设备,基础研究能力大幅提升,数字化推动精准化诊疗在全院逐步开展。

临床手术更加精准。3D病理模型是根据患者的超声、CT、磁共振数据在电脑上进行三维建模后,利用3D打印机打造出来的。过去实施骨折手术,医生通常在手术前会根据患者的超声、CT、磁共振等片子来了解手术部位的结构、骨折的类型、形态,面对这些零散的平面数据,要求医生有足够丰富的经验和想象力把平面数据立体化,由于客观因素的存在,难免会存在误差。而3D打印技术能够充分考虑到患者的年龄、生理条件、关节畸形、骨缺损等因素,尤其对于疑难、复杂的髋、膝关节病例,可以根据这些平面数据进行三维重建,在手术前把患者需要手术的部位事先打印出三维模型,误差不超过千分之一毫米,医生能够直观的看到骨折、病变的形态,手术部位的结构,设计手术方案,在模型上模拟手术过程,手术中做到胸有成竹,尤其针对一些复杂部位的手术,能有效规避手术风险,从而进行更加精准的手术,大大提高手术的成功率。一位老年胸椎陈旧骨折患者。腰部外伤后疼痛4月,日前来院骨一科治疗。患者于4月前轻微外伤出现腰部疼痛,未予重视,未系统治疗。近期出现腰背部疼痛,经多方治疗无效,严重影响日常生活。入院后,行CT、MR检查,示胸11椎体陈旧压缩骨折,椎体前缘压缩约4/5。应用3D打印技术,将椎体模型打印出来,根据模型,进一步了解骨折的形态,确定进针的角度。经过充分的术前准备,行骨水泥椎体成形术,术后患者疼痛即刻减轻,即能下床活动。通过此例病例的成功治疗,标志着该院在治疗老年人陈旧压缩骨折引起的顽固性腰痛的技术能力迈上了新的台阶。

病情诊断更加精确。今年36岁女性患者,因车祸伤及腰部,出现左下肢麻木,无力,于外院住院拍片,诊断为腰3椎体骨折、腰5椎体滑脱,脊髓损伤。后转入我院,入院后,行CT扫描,对骨折的椎体进行三维重建,将重建的椎体打印出3D模型,根据模型显示,患者腰3椎体,骨折向椎管内移位,腰5椎体、椎弓根骨折,骨折向前方移位,而不是X线片显示的腰5椎体滑脱。诊断明确后,在脊柱外科专家张恩忠教授的主持下制定了详细的手术计划,进行了切开复位椎弓根钉内固定+椎管减压术。术后患者恢复良好,左下肢麻木基本消失,肌力恢复良好,出院时已、能下地行走。

以往骨折患者病情诊断都是靠临床经验,现在利用3D打印技术同比打印出患者的骨骼模型,通过模型可直观地看到创伤面及骨头粉碎的具体情况,能够使医生根据病情精确诊断,制定手术方案。通过对手术全程进行模拟,还可以提前发现手术过程中可能出现的问题并及时调整手术方案,使手术更加精准、微创。过去骨折手术要进行多次透视,对病人和医生都有较大的幅射,对骨头也容易造成很多损伤,事先根据病灶设计并打印导板,穿刺针沿导板孔,穿刺的位置、方向和深度都非常精确,创伤很小,减少了出血量,手术时间平均可缩短70%以上。“3D打印技术,使外科手术更加直观、更加精准、更加微创、更加安全”。脊柱外科专家张恩忠教授介绍说。

“私人制定”更加个性。3D打印植入物是针对个人来定制的,能够更加符合个体化的要求,治疗效果较传统的钢板疗效果更加明显。今年78岁的曲大爷,20多年前,他感觉关节有疼痛感,起初较轻,后来疼痛感加剧,双膝畸形严重已影响了正常的行走。多方治疗无效,慕名来到牟平区中医医院骨二科,通过CT检查发现,老人膝关节严重退变,最终诊断为膝关节骨性关节炎,也就是重度骨性关节炎。实施双膝关节表面置换手术是最好的治疗方法,但如果采用传统简单的置换方式,有很大的难度和高风险。” 骨二科团队根据曲老汉的CT影像数据,利用3D打印技术,按照1:1比例,打印出了他的膝关节模型。在模型上反复研究,并使用最新的数字化新技术,在计算机上模拟置换的关节,构建个性化手术导板。该模型和老人的膝关节结构一模一样,通过模型可以看清病灶位置及病变程度。通过实体模型诊断和分析病情,制定手术方案,研讨术式及模拟手术,使手术更加精确和个性化。曲老汉在全麻下行双膝关节置换术,仅2个多小时就成功完成了这一高难度手术,术后给予抗感染、抗凝及预防应激性溃疡治疗,病人恢复好,膝关节畸形明显改善,疼痛消失,术后第一天即可下床行走,生活质量明显改善。老人顽疾得到解除,受到了患者和家属的好评。

牟平区中医医院骨科团队应用3D打印技术日趋成熟,广泛运用于治疗各种胸腰椎复杂骨折、骨水泥椎体成形、关节置换等骨科疾病,同时,该院还拓展运用于泌尿外科、脑外科的疾病诊治,取得令人满意的临床效果,借助3D打印技术打造患者病灶模型,辅助医生做好术前规划将在手术领域引领的变革,以此开启医院精准医疗新时代。

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