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广州医生首创将三种3D技术应用于心脏手术

导读: 在心脏灌木丛般的血管里“移花接木”,找狭窄“小靶点”。这是全球首创临床突破,更令人自豪的是,三种3D应用辅助诊断技术与设备全部源自国内。

  广东省人民医院向媒体通报,院长庄建团队将混合现实技术辅助应用于近10例复杂先天性心脏病手术,在心脏灌木丛般的血管里“移花接木”,找狭窄“小靶点”。这是全球首创临床突破,更令人自豪的是,三种3D应用辅助诊断技术与设备全部源自国内。

  突破一

  3D术中导航“移花接木”

  2月龄的宝宝小安(化名),一出生就呈现肺逐渐衰竭的样子,呼吸不畅,小脸憋得发紫,新生儿本应“迎风长”,出生体重达标的小安2个月却仍然只得3公斤重。他被送到广东省人民医院心儿科,证实罹患严重复杂先天性心脏病——肺动脉闭锁。

  3月27日,小安成为全球首例在混合现实技术辅助下接受“心术”的患儿。

  医生们借助黑科技MR技术,术前根据CT重建好的虚拟三维小安心脏影像,术中投射到手术台上方,开胸后将虚拟心脏“放到”小安胸腔,同实际心脏重合,这样就根据影像指引,一条条把象灌木丛般混乱的侧支血管找到,然后“移花接木”到它们该在的位置。手术仅花了4个多小时顺利结束,这比常规缩短了6个小时以上。

  紧随小安之后,4岁男宝宝乐乐(化名)也得救了。乐乐也是肺动脉闭锁,还有大室隔缺损、动脉导管未闭、主肺侧支形成,长期脸色青白紫绀,呼吸又短又促,多次得肺炎,瘦小仅若两岁。乐乐父母说,辗转多家医院,都说孩子心肺功能太差,还在不断衰竭中,可能很快就生命垂危,建议放弃,省医庄建团队是乐乐一家最后的希望了。同样是在混合现实技术的辅助下,乐乐被修通了肺动脉的“树干”“树枝”,补好了心室隔,闭合了导管,以后他将非常接近正常孩子般成长发育。

  解密:

  省医心外小儿病区主任、省儿童心脏病中心副主任温树生指出,像小安、乐乐这样的肺动脉闭锁,是非常严重的先心病。人体肺动护由右心室发出,就像树干,逐步分侧支,进入双肺,负责把全身“用过”的低氧的静脉血送到肺,通过呼吸加氧并去二氧化碳,成为鲜红的动脉血后运行全身。可见肺动脉与其逐步分支何等重要!

  然而肺动脉闭锁的患儿,等于没了树干,那些侧分枝只能混乱象灌木丛,逮着一处薄弱的血管就长,血运脆弱且效率极低,也导致心脏血管乱了套,这样的病情不处理,心肺逐渐衰竭,患儿往往很快夭折。

  以往肺动脉闭锁解除,算得上了超大手术——需要左右胸各开一个切口,将一团乱麻般“灌木丛”侧支血管找到,分别游离,再在胸口正中开一个切口,把它们一一拼接到解锁的肺动脉上,一台手术至少超过10个小时。“早上八九点上台,做到晚上八九点”,温树生说,“最耗时又最难的是找侧支血管,不是找到就行,是要找到每一根的起源、走向、游离环境等等。混合MR技术就是解决这点的最关键辅助。”

  突破二

  术前“走进”3D心脏直击“靶点”

  5岁女童小冰(化名),也是复杂先天性心脏病患儿,2年前就接受过心脏手术,近期出现了心肌束肥厚、心内血流通道狭窄,这导致了她小小活动后就严重气促,生长发育也显著迟缓,甚至可能导致猝死。省医心外综合病区团队意识到,确诊后患儿要第一时间手术。

  医生团队首先将根据CT数据重建好的虚拟三维的小冰心脏3D打印出来,从而确诊是左心室流出道梗阻,这是肥厚肌束造成的;肺动脉与右心室流出通道的吻合处也狭窄了。

  3月29日,手术中,团队将小冰的虚拟3D心脏影像投射到手术台上方,开胸后将虚拟心脏“放到”小冰的胸腔,同实际心脏重合,主刀医生岑坚正教授还戴上头戴式显示器(VR眼镜),“走进”小冰的虚拟心脏内部,沿着血管,找到畸形狭窄处,“摸”到血管梗阻长出的小肉环。就是在三种3D技术的帮助下,团队形象而直观地摸清了肥厚肌束、狭窄处的解剖结构,精准找到病变部位,精准切除肥厚肌束,以术前规划好的补片加宽好狭窄处,小冰得救了。

  解密:

  省医心外综合病区主任岑坚正指出,象小冰这样的二次手术的患儿不少,最大问题是做过手术的胸腔,那些原本层次分明的组织已经粘连成一团,患儿心脏本来就小,病变部位寻找困难,周围结构多因而切多少、用多大材料等“雷区”就多,手术的风险极大。

  以往对于此类患儿,无论是确认心血管异常走形、组织辨认,还是手术具体细节,都只能等开胸后进行术中反复探查,一点点进行,主刀医生还得时刻担心“看得不够清楚”。

  “这样的手术,以前我只能守在心导管室,寸步不离”,省医心导管室主任黄美萍说,主刀医生探查不清,只好停下来,紧张电话找她支援,CT、MRI、心脏彩超多数据交互印证,手术室内外联手。

  现在有了术前3D打印、AR“走进心脏”、MR虚拟心脏与实际心脏“合体”,全方位导航手术,黄美萍终于放下“场外导航”的担子。

  突破三

  3D组合全部实现国产

  3D打印、AR、MR,在人们看来都是“黑科技”,但在医学临床上应用,可不是游戏般感受一下虚拟世界那么简单。

  中华医学会胸心分会主任委员、广东省人民医院院长庄建指出,虚拟技术应用于医学临床,今年1月有报道称去年12月国际同行应用AR技术在一例简单先心治疗上,而术前3D打印、AR“走进心脏”、MR虚拟心脏与实际心脏“合体”三种虚拟技术组合出击,并且已经应用接近10例复杂先心治疗,这是全球首创的领先临床突破。

  更让庄建自豪的是,这样的全球首创,无论是技术还是设备,都是我国完全自主知识产权。

  他说,心血管治疗、先心治疗领导,新技术非常有价值,因为背后是患者受益的强大支撑,因此省医很早就决定成为牵头人,带动“黑科技”从体验走入医学诊断与治疗。

  最早在虚拟技术落地到临床的,是3D打印技术,至今省医与珠海一家公司联合成立的实验室,已经打印了70多颗虚拟心脏,建模后实现术前、术中导航。“血管者都是组织盖着的,以前术中常常找到一半,记忆中的解剖结构就对不上了,血管找不到,只好求助场外”,庄建说,现在有了虚拟心脏导航,再不用担心半途撤、转体外循环,大大提升手术安全。

  VR虚拟现实技术,则是与西安电子科技大学的合作,让医生可直接进入虚拟病人“心脏”内,查找观察内部复杂畸形,再也不用象以前那样开胸“这里切一口,那里开一切”地术中探查,“复杂先心,绝大多数是心内畸形”,庄建说,这可太重要了,对患者心脏破坏少。

  MR混合现实技术,则是省医与黑龙江一家公司的合作应用,在增强现实的基础上,可将患者心脏影像放到术野上方导航,甚至将虚拟心脏与实体心脏重合,哪怕找再细、再侧支的血管,也不用到处分离组织了,定位非常精准。

 

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