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3D打印技术实现多维模拟 机器人协助医生让手术更精准

导读: 通过3D打印技术打印出的“全真”定制模拟骨关节的精确分析和比对,省却了以往手术中的反反复复测量,即便是做高难度的关节置换手术,也能够轻松操作,得心应手。

通过3D打印技术打印出的“全真”定制模拟骨关节的精确分析和比对,省却了以往手术中的反反复复测量,即便是做高难度的关节置换手术,也能够轻松操作,得心应手;机器人协助做手术,解决骨科手术“看不见、打不准、拿不稳”三大难题,可以实现精准定位,大大提高了手术安全性……3D技术、骨科机器人的应用,使江门市五邑中医院骨科实现了传统向数字化的转型,带给患者全新的体验和更加有效的治疗效果。数字骨科技术,也让江门市五邑中医院骨科插上飞翔的翅膀,诊疗水平上了一个新台阶。

数字骨科技术具有提高手术精确度等优势

数字骨科是利用计算机科学与骨科学相结合的一门新兴交叉学科。数字骨科学,涉及人体解剖学、立体几何学、生物力学、材料学、信息学、电子学、机械工程学等领域。数字骨科学理论的建立与技术的应用,使骨科临床逐渐走向精准化、虚拟化、智能化与标准化,使骨科的医、产、学、研、教、用等领域得到质的飞跃。

“数字骨科,这个听起来很抽象的概念,实际上是借助科技,使骨科的诊疗、手术更精准和更安全。”江门市五邑中医院骨二科主任区文欢说,数字骨科学涵盖的范围较广。简单地讲,凡是骨科或与骨科相关的、采用数字化技术的项目,均属于数字骨科学的范畴,具体包括骨科有限元分析、骨科数字解剖(三维重建)、骨科虚拟仿真手术(VR技术)、骨科快速成型技术、3D打印技术、骨科逆向工程技术、计算机辅助设计与制造技术、术前规划、计算机辅助骨科导航手术、骨科远程手术及骨科机器人手术等。

江门市五邑中医院副院长陈述祥很早就提出在医院开展数字骨科技术的倡议。在2015年7月,该院率先在五邑地区引进并成立3D打印中心,并广泛应用在骨科创伤、关节外科及脊柱外科方面。2017年,该院又引进了天玑骨科机器人。该机器人包含了计算机辅助骨科导航技术及机器人辅助技术。区文欢介绍,目前该院开展的数字骨科技术包括了3D打印技术及骨科机器人手术,在我市处于领先的地位。

“与传统骨科技术相比,数字骨科技术能显著缩短手术的时间,更加微创,提高手术的精确度,有利于患者快速康复。”区文欢如是说道。

3D打印技术能让骨科手术实现“私人订制”

市民李先生因严重车祸导致全身多处受伤,其中髋臼(盆骨附近)骨折。常规手术需要选择医用钢板、螺钉等置入物,由于置入物是按一定规格批量生产,因此骨科医生只能依靠经验来选择最适合的,或现场进行塑型,调整成较为合适的尺寸。这样就使得手术时间长,复位固定过程难度很大。再加上髋臼周围的内外侧面有大量肌肉附着,并且有血管网形成,因此,手术难度系数较大。在江门市五邑中医院骨二科,医生借助3D打印技术,按照1:1的比例打印出完全相同的骨盆髋臼骨折模型,提前为患者选择适合的医用钢板、螺钉。术前进行模拟手术,提高手术效率,患者术后恢复良好。

区文欢说,借助3D打印技术,医生可以将患者CT扫描数据,通过专用的软件分析,整合出患者关节组织全仿真信息,1:1打印出来,实现多维模拟,准确测量数据、设计手术方案。同时,利用计算机技术将骨折进行复位,然后再打印出一个复位好的1:1模型,在模型上进行内固定的预塑形,使内固定更贴合。这样可以节省时间、优化流程,使手术更精准,创伤也更小,减少手术感染几率。精准的钢板塑形还能使骨折端的复位不易丢失,特别在复杂的关节周围骨折、骨盆骨折、肩胛骨骨折等,应用3D打印技术有显著优势。

目前3D打印技术的应用辅助,主要是骨科中相对复杂、精细的手术,如骨盆骨折、髋臼骨折、上下肢复杂关节内骨折,以及复杂髋、膝关节翻修等。对外地患者的会诊,该院骨科也可以通过对方医院传来的患者影像数据,借3D打印机打印出仿真模型,以此为手术提供远程指导。“自2015年在我院应用以来,3D打印技术越来越成熟,在骨科领域的应用范围也越来越广泛,越来越多患者享受到这项技术带来的好处。”区文欢表示。

骨科机器人可助力医生做手术“毫厘不差”

蓝阿姨摔了一跤后,她的右侧股骨颈出现骨折,在江门市五邑中医院治疗。经过会诊,该院医疗团队决定为蓝阿姨实施闭合复位空心螺钉内固定术,不过与以往不同的是,这次使用机器人辅助实施手术。

传统骨科手术是专科医生通过X光射线透视“看到骨头”进行定位,这种定位方式缺少立体空间,仅凭借“一双肉眼”难免出现“分厘偏差”,手术操作困难,且风险较高。

现在使用“天玑”骨科手术机器人,术中先利用C臂X光机对手术部位进行拍摄标记,然后将图像传送到计算机上,并进行置钉位置规划,然后利用导航技术,类似GpS一样,引导机械臂到指定位置。这样,医生就可以在机器人的辅助下准确置入内固定,可精确到0.8mm以内,真正实现“毫厘不差”,让手术更完美。

在骨科机器人的协助下,这台手术时间短,手术创伤很小,手术切口约1厘米,而且没有什么出血。简单来说,就是精准、微创、耗时少。这是我市首例机器人辅助骨折固定术,也标志着我市骨科手术正式迈入了智能化、精准化、微创化的机器人手术新时代。

“机器人的成功应用,使我们的手术操作简单了。机器人规划精准路径,把手术难点解决了。我们只要把螺钉打进去就可以,由于精准度更高,大大降低了医疗风险,患者更有安全感。”区文欢说。

目前,江门市五邑中医院在机器人应用方面主要应用在股骨颈骨折空心钉内固定、骨盆骨折空心钉内固定以及脊柱椎弓根置钉等。就拿股骨颈骨折来说,准确的置钉可以使到股骨颈骨折端均匀加压,骨折端更稳定,有利于骨折的愈合和减少股骨头坏死的风险。

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