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医学模型: 脊椎外科手术导板

2018年3月12日

有了3D打印导板,蚌埠医院的高危手术成功率急剧增加

 

“我院应用3D打印后,我们的脊椎手术有了新突破。以前,成功的脊椎手术并不多。现在该手术的成功率激增”

“[Raise3D·N2 Plus]打印机是我使用过的最稳定的打印机。打印质量真的很好。骨骼表面特征都在打印模型中呈现出来了。”

牛国旗
骨科主任

蚌埠医学院第二附属医院是安徽省的一流医院。自2013年底以来,牛主任在临床领域开展了椎骨3D打印应用研究。为了帮助研究,牛主任想在医院内部建立打印室,并能够持续打印。

牛主任的团队率先在安徽省内推广这项技术。他十分重视在脊椎手术中使用3D打印,因为脊椎手术是世界各地医生面临的风险最大和最困难的手术之一。

带有动脉和肿瘤的双色打印椎骨模型。肿瘤和椎骨分别用绿色和白色打印,而动脉用红色打印。

在蚌埠医院手术取得突破之前,即使是一些最熟练的外科医生也面临手术风险。现在3D打印的模型和导板正在提高手术成功率非专业外科医生手术中也能慢慢适应手术过程

在使用3D打印之前,外科手术是用传统方法完成的。

1.手术只由少数专业外科医生进行
2.钻孔主要是凭直觉进行。
3.成功率无法保证。

通过应用3D打印,该院能够

1.创建能帮助医生进行诊断的视觉模型。
2.提供可以提高成功率和完善钻孔的指南。
3.允许不擅长椎骨手术的外科医生用导板进行实验操作。

企业: 蚌埠医学院第二附属医院
所属行业: 医院、骨科、脊椎和临床研究;
受访者: 牛国旗
职称: 骨科主任/3D打印实验室主任

流程:

牛主任和他的团队应用3D打印制作的观察模型作为体外参考,或者在手术过程中使用脊椎手术导板作为钻孔指南。对于观察模型,牛主任从计算机断层扫描数据中创建一个STL文件,并通过专门设计的软件运行。该打印模型将用于:定位变形或骨折等,或者可用于在手术前安装手术指南和测试程序。对于手术导板,牛主任再次利用计算机设计,这使他能够确保稳定性,也适合这些更敏感和更精确的部件。创建脊椎手术指南时,牛主任使用数字软件创建与身体安装部位形状相同的导板。该椎骨部位形状复杂。

牛主任正在使用软件(Mimics)检查钻孔和导管角度

3D打印的具有导管的手术导板

在软件方面,牛国旗团队设计了这些模型,用导管或根管来引导钻孔。这些孔被设计成具备特定的角度、长度和直径,以达到期望的结果和匹配将要使用的手术工具。团队将在观察模型上测试打印的导板,并在必要时调整模型以保证完美贴合。

打印这种模型只需一个小时左右。这时,可以安装打印出的手术导管在椎骨上以执行钻孔,而且这种手术导管不需要额外的设备就可以轻松摘取。

被取下的手术导板

安装上的手术导板

 

挑战:

在应用3D打印技术之前,我们只能通过观察多层螺旋CT扫描数据或这些图像的合成3D模型进行诊断。采用这种方法时,医生错过轻微的畸形和骨折是很常见的。自从有了一个有形的模型,他们可以利用计算机无法提供的属性从多个角度与模型互动。

另一个巨大的挑战是手术难度。没有3D打印出的手术导板,所有的手术都需要经验和手法技巧。经验和实践越多,成功率就越大。即使是最熟练的外科医生,也无法完全保证脊椎手术的成功,因为它在人体中处于关键位置。一个小小的失误就会破坏动脉,损害中枢神经系统,甚至导致致命的后果。由于极高的技术门槛,只有少数经验丰富的资深临床专家敢于执行这种危险的手术,因为这种手术传统上严重依赖于操作者的直觉。

结果:

Raise3D打印机的引入使得牛主任的团队能够使用3D打印导板和视觉模型来执行十分困难和危险的手术。打印的手术导板提高了成功率,减少了操作者所需的经验。随着牛主任突破性的手术导板应用,这家医院迎来了成功脊椎手术的新高。从病人的角度来看,手术成功带给他们一种非凡的快乐和解脱感。这种手术现在更加可靠,是可行的救生操作,而不像过去那样危险和不确定。

该团队利用Raise3DN2 Plus打印他们需要的模型。他们依靠表面的光滑度和高分辨率来确保模型的质量和有效性。他们注意到模型中的小几何形状被N2 plus很好地保留下来,并且观察者还能精确地识别和捕捉模型的某些位置。此外,双挤出机打印允许团队创建一个高对比度的模型来帮助观察。

自从引入3D打印技术以来,用3D打印技术辅助进行的脊椎手术已经从0增加到26例。这项技术使从前的高风险手术不必再依赖少数资深临床专家。

近3年26例手术病例的视觉模型

更多详情,欢迎致电上海复志Raise3D(中国)热线电话400-6367-888!