20 六 医疗:3D打印手术模型和辅助器械,提升椎尾外科手术成功率

Raise3D

Medical: Vertebra Surgical Guides Increasing Odds

通过使用3D打印技术制造手术模型和辅助器械,蚌埠医学院第二附属医院在高风险骨科手术上的成功率实现大幅提升

 

 “过去,我们实施椎骨手术的成功案例并不多;现在,在3D打印技术的帮助下,椎骨手术的成功率得到显著提升。

Raise3D N2 Plus比我之前使用的3D打印机具备更好的稳定性,而且打印输出质量很高骨骼的表面特征可在模型中清晰呈现。

 

国旗教授

蚌埠医学院附属第二医院骨科主任

 

蚌埠医学院第二附属医院的历史可上溯至1915年,拥有逾百年院史,是一所集医疗、教学、科研、预防、康复、保健和急诊急救为一体的省属大型综合性教学医院、国家级三级甲等医院。该院骨科主任牛国旗教授从2013年开始在临床领域开展3D打印椎骨模型和辅助器械的应用研究。为帮助该项研究更上一层楼,牛主任决定在科室内部建立完善的3D打印系统,独立完成骨科模型和辅助器械的制造。

牛主任的团队和这一项目是安徽省内推广3D打印技术的先例,牛主任重点强调了椎骨手术中使用3D打印技术所带来的好处,并强调椎骨手术是全球骨科医生公认的最危险、最困难的外科手术之一。

 

包含动脉和肿瘤的双色3D打印椎骨模型——肿瘤和椎骨分别以绿色和白色PLA打印,动脉为红色涂料上色。

 

在蚌埠医学院第二附属医院取得3D打印辅助外科手术的技术突破之前即使是技术最精湛的外科医生也无法避免椎尾外科手术的高风险;3D打印模型和辅助器械极大降低了手术风险、显著提高了手术成功率和医生信心。

 

在应用3D打印之前,使用传统模式进行手术:

  1. 手术仅可由屈指可数的少数几位骨专科外科医生操作
  2. 仅凭医生直觉进行手术钻孔
  3. 成功率无法保证

 

通过应用3D打印,牛主任及其骨科团队能够实现:

  1. 术前观察模型帮助医生诊断和规划手术方案
  2. 制作可提高钻孔成功率的导板
  3. 非专科外科医生也可以借助导板完成椎骨手术

 

用户:蚌埠医学院第二附属医院

行业:医院 | 骨科、椎骨和临床研究

受访者:牛国旗

职务:骨科主任/3D打印实验室负责人

 

流程:

牛主任和他的团队应用3D打印观察模型作为术前体外模拟;3D打印椎骨外科手术导板,在复杂高难度手术中作为钻孔辅助器械。

术前观察模型:牛主任使用专门的设计软件通过CT扫描数据创建STL文件,打印出的模型被用于病变或骨折病灶观察,以及术前测试手术导板及手术流程规划和模拟。

手术导板:使用计算机设计以确保手术导板具备极高稳定性并可与脆弱的人体组织紧密结合。椎骨截面通常非常复杂,牛主任在电脑软件的帮助下实现了手术导板形状与椎骨截面的高度契合,从而确保手术导板在手术钻孔操作中的高度精准性和稳定性。

牛主任使用Mimics软件检查钻孔和钻孔导管角度

带钻孔导管结构的3D打印手术导板

 

牛主任的团队在这个软件中设计包含钻孔导管的手术导板模型,这些钻孔具备特定的角度、长度和直径,以便与手术工具良好匹配并实现预期的手术结果;然后团队3D打印手术导板,并在观察模型上进行测试,在必要时调整设计模型以确保完美匹配。

3D打印一件手术导板通常仅需1小时左右,然后就可以直接用于椎骨手术,且术后无需借助任何工具即可轻松拆卸。

安装前的手术导板

完成安装的手术导板

 

 

挑战:

在使用3D打印技术之前,诊断通常只能通过观察CT扫描数据或3D图像来完成。但容易忽略细微的畸形或骨折。使用实体模型进行诊断观察后,医生们可从多角度进行全方位观察,而单纯使用电脑无法实现这样的观察。

 

另一个巨大的挑战就是手术难度——在不使用3D打印模型和手术导板的情况下,只有医术高超的资深医生可以操作此类高难度外科手术;而且,即便对于他们来说,椎骨手术的难度也非常高。而椎骨是人体的关键部位,稍有不慎就有可能破坏动脉、损害中枢神经系统,甚至导致患者死亡。由于技术门槛极高,只有少数顶尖医生才能参与手术,手术的成功与否通常与医生的以往从业经验密不可分。

 

 

结果:

使用Raise3D打印机后,牛主任的团队能够使用3D打印导板和观察模型进行高难度、高风险的手术。打印手术导板不仅提高手术成功率,并且降低了主刀医生的技术门槛;随着手术模型和辅助器械的应用,该院椎骨手术成功病例的数量一直呈爆发式增长。从患者角度来看,手术的成功给他们带来的是难以言表的喜悦和抚慰;椎骨手术现在具备更高的安全性,不再像过去那样充满风险和不确定性。

 

牛主任团队使用Raise3D N2 Plus打印所有的医疗模型,光滑的表面和高分辨率使得这些模型具备极高的实用价值。N2 Plus打印的模型能将非常微小的结构细节清晰地呈现,让医生清楚地辨别出模型的特定部位;而高性能的双喷头挤出系统能够轻松打印出高对比度的双色模型,更加有助于术前观察。

 

自引入3D打印技术以来,椎骨手术病例从0例增加至26例;更多的外科医生能够操刀椎尾手术,而不再是只能由资深专科医生完成。由于3D打印技术的表现优秀,预计很快将会有更多临床应用陆续开展。

过去3年共26例手术案例的观察模型

 


想利用3D打印提升诊疗质量和效率,提高手术成功率并改善患者生活质量?
Raise3D

联系我们,3D打印专家帮您实现:

 

联系我们

Raise3D

上海复志

Raise3D

上海复志

Raise3D

上海复志

Raise3D

上海复志

No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.