骨科診療邁入精準醫療時代,3D技術為骨科手術“保駕護航”

2020-10-31 13:19

隨著精準醫療相關技術成熟度的不斷提升,以及公眾對于精準治療接受度的不斷提高,醫療行業開始進入數字化、智能化轉型升級的新階段。3D數字化及3D打印技術目前在口腔修復、定制化假肢、手術導板、植入物等領域得到了廣泛的應用。尤其在骨科這個細分醫療場景中,3D技術所扮演的角色也越來越重要,正慢慢融入骨科術前規劃、制作手術導航定位模板、定制個性化假體與內植物、定制外固定支具等醫療環節。

應用案例

背景

廣東省肇慶市懷集縣**人民醫院,近期接診了一位前右足部扭傷史長達十年、55歲的患者黃女士。右足背疼痛、行走功能受限等癥狀的反復出現,給黃女士的健康及日常生活帶來了明顯不便。

經懷集縣人民醫院進行X線片、CT、MR等傳統影像檢查,初步診斷為:1.右足舟骨壞死。2.右距舟關節骨關節炎。3.右跟骰關節骨關節炎。擬行右距舟關節、跟骰關節融合術。


圖片來源:丁煥文教授團隊

針對該患者病情,借助3D技術的三維設計手術治療方案,由國家人體組織功能重建工程技術研究中心,華南理工大學醫學院人體解剖教研室,附屬二院暨廣州市**人民醫院骨科丁煥文教授主導制定,懷集縣人民醫院骨科以及3D打印服務企業共同實施

丁煥文教授團隊結合患者癥狀、體征臨床診斷為Muller-Weiss病。通過3D精準定位確認患者病變部位為附橫關節。通過會診討論,決定為患者實行“足內側柱延長、距舟關節融合、距骨骰骨融合固定”手術。

手術設計方案

3D打印骨科手術導板是根據術中需要而采用計算機輔助設計、3D打印制備的一種個性化手術器械,用于術中準確定位點、線的位置、方向和深度,輔助術中精確建立孔道、截面、空間距離、相互成角關系及其他復雜空間結構等,3D打印定位導板的使用將比單純依靠醫生經驗和手持工具操作更為精準。

團隊在本次手術方案設計中將采用3D打印定位導板,輔助醫生準確定位螺釘入點與方向,將患者足部的距舟關節融合固定以及骰骨和距骨融合固定。手術導板輔助使內固定螺釘植入微創化,同時導板引導準確顯露距舟關節,減少了手術創傷。另外導板引導精準置釘也減少術中“C”臂X光機使用次數,大大減少了患者和醫護人員的X射線沾染。

針對病人患部,在足部三維模型的基礎上用CAD設計軟件,定制設計了導板三維模型,并利用3D打印設備將導板與足部模型打印出實物,用于術前模擬與手術使用。

導板設計


術前模擬(導板:尼龍打印;足部模型:Stratasys J750 3D打印)

三維掃描輔助導板定位

導板定位相較于傳統方式,在術中更利于精準定位。但是,如果導板的佩戴位置有偏差,對于手術的成功與否就有很大的影響。如何讓定位的工具位置更準確,就是此次EinScan Pro 2X Plus的任務。

術前,丁煥文教授團隊將3D打印定位導板戴在患者右足上,然后利用EinScan Pro 2X Plus多功能手持3D掃描儀對佩戴導板的手術部位進行掃描。用掃描數據與原始重建數據做對比,再次確認導板位置是否準確。

術中,丁煥文教授團隊將消毒后的3D打印定位導板再次戴在患者右足背上,然后利用EinScan Pro 2X Plus多功能手持3D掃描儀掃描患者小腿與足部。了解手術導板安放位置有無偏差、引導位置調整,使手術導板安放準確,然后引導精準置釘和距舟關節切開融合。在新技術輔助下順利完成手術。

隨著3D技術與臨床醫學的深度融合發展,丁煥文教授帶領的虛擬應用解剖研究團隊、骨科團隊在數字骨科領域走在了前沿,所開展的精準修復重建的方案在創傷、關節、脊柱、腫瘤和畸形矯正等方面均頗有建樹。

國家相關政策

近年來,國內各省市政府部門也逐步推動關于3D打印醫療服務項目的政策。其中,在2019年廣東省新增醫療項目(三)250類中,約20類與三維掃描、計算機設計和3D打印相關。

圖片來源:廣東省醫療保障局官網

今年7月,廣東省醫療保障局在發布的《廣東省醫療保障局關于部分醫療服務價格項目公開征求意見》公示項目中,個體化3D模型重建、個體化3D模型制備、個體化3D手術導板制備、個體化3D可視化手術模型四項醫療3D打印的費用被納入市場調節價醫療服務價格項目,未來或納入醫保系統,為患者帶來更多福音。


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