3D打印出的腫瘤及相關(guān)組織、患者頭顱骨。資料圖片
3D打印“克隆”顱內(nèi)腫瘤 高難手術(shù)不再憑空想象
湘雅醫(yī)院研發(fā)E-3D數(shù)字化醫(yī)療三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)為一腦瘤患者切除腫瘤
本報(bào)訊(記者唐江澎 通訊員武海亮 伍西明)通過3D打印技術(shù)，能1：1打印人體顱內(nèi)腫瘤模型，甚至腫瘤與血管之間的復(fù)雜連接、腫瘤表面的凹凸不平等，都能清晰地“克隆”出來。昨日，中南大學(xué)湘雅醫(yī)院對外宣布，該院利用這一技術(shù)精準(zhǔn)切除一顆復(fù)雜顱內(nèi)腫瘤，根據(jù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，此舉在全球尚未見報(bào)道。
3D打印“克隆”顱內(nèi)復(fù)雜腫瘤
患者張某因頭痛、惡心、嘔吐、性格改變、記憶力下降持續(xù)3年，近一個(gè)月癥狀加重來到湘雅醫(yī)院求醫(yī)，被確診為鞍結(jié)節(jié)腦膜瘤。患者入院時(shí)，顱高壓癥狀十分明顯，不盡快手術(shù)的話隨時(shí)可能有生命危險(xiǎn)。然而，該患者顱底腫瘤位置深，腫瘤與頸內(nèi)動(dòng)脈、視神經(jīng)、垂體柄等周邊重要結(jié)構(gòu)關(guān)系復(fù)雜，手術(shù)難度十分大。
為了提高手術(shù)的精準(zhǔn)度，湘雅醫(yī)院專家團(tuán)隊(duì)通過自主研發(fā)的E-3D數(shù)字化醫(yī)療三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將患者CT和MRI掃描獲得的影像學(xué)數(shù)據(jù)融合，并作進(jìn)一步精細(xì)化處理，獲取精確化空間數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化重建為三維模型，將顱底復(fù)雜腫瘤和毗鄰血管及神經(jīng)等組織區(qū)分，結(jié)合3D打印技術(shù)，成功將該患者的顱底腫瘤及周圍組織等比例地精準(zhǔn)打印出來。
“這個(gè)打印模型完全可以稱得上是患者顱內(nèi)腫瘤的‘克隆產(chǎn)品’。”湘雅醫(yī)院腫瘤科黃俊輝教授介紹，模型完全按照腫瘤的實(shí)際比例打印而成，材質(zhì)是不同的高科技分子材料，精確地復(fù)制了具有復(fù)雜形態(tài)、不同質(zhì)地和密度的人體腫瘤解剖結(jié)構(gòu)。
用3D技術(shù)打印出的腫瘤模型邊界清晰，甚至患者的頭顱骨、腫瘤相連及周圍的血管都打印出來了。黃俊輝教授說：“腫瘤在顱底的什么位置，周圍有什么血管，一目了然。”
高難度手術(shù)不再“憑空想象”
該團(tuán)隊(duì)核心成員、湘雅醫(yī)院神經(jīng)外科李學(xué)軍副教授介紹，顱底腫瘤是外科手術(shù)中難度最高的一項(xiàng)手術(shù)，傳統(tǒng)手術(shù)主要依據(jù)患者的CT和MRI(核磁共振)圖像，但二者存在有平面化的局限性，因此需要醫(yī)生有一個(gè)立體空間的想象力，才能為接下來的手術(shù)做好鋪墊，“即使是具有豐富臨床經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生，也很難做到在手術(shù)中百分之百的精準(zhǔn)，因?yàn)橛行┠[瘤周圍組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手術(shù)邊界較為模糊，手術(shù)容易留下死角。”
“3D打印的腫瘤原型給了醫(yī)生充分的手術(shù)設(shè)計(jì)輔助，主要是優(yōu)化手術(shù)設(shè)計(jì)。”李學(xué)軍介紹，3D打印技術(shù)能讓醫(yī)生在手術(shù)前充分了解腦內(nèi)腫瘤的部位、形狀、大小及與周圍組織的毗鄰關(guān)系，確定手術(shù)進(jìn)入路線、切除范圍、術(shù)中注意事項(xiàng)等，能在完整切除腫瘤的同時(shí)最大限度地保護(hù)腫瘤周圍正常組織，降低了并發(fā)癥和后遺癥的發(fā)生率。與傳統(tǒng)的手術(shù)相比，應(yīng)用3D打印技術(shù)的手術(shù)更具精準(zhǔn)度和前瞻性。
1月2日，以李學(xué)軍副教授為首的專家組，成功為患者實(shí)施了腫瘤切除手術(shù)。患者術(shù)后恢復(fù)良好，頭痛、惡心、嘔吐、記憶力下降等癥狀得到明顯改善，且沒有出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙。
據(jù)中南大學(xué)計(jì)算機(jī)視覺與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究所副所長廖勝輝副教授介紹，除了本次復(fù)雜顱內(nèi)腫瘤模型之外，他們還在對肝臟、腎臟疾病的3D打印技術(shù)加緊研究，未來有望看到人體各種復(fù)雜器官疾病的3D打印模型。
名詞解釋
E-3D數(shù)字化醫(yī)療三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)
采用最新的數(shù)字化技術(shù)，結(jié)合醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)、圖形學(xué)等多學(xué)科交叉研究開發(fā)，將多種儀器檢查的圖像數(shù)據(jù)相互融合，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)影像學(xué)數(shù)據(jù)彼此之間或整體之間的無縫對接，根據(jù)需要顯示出病灶或周圍組織和器官，象“堆積木”一樣動(dòng)態(tài)地任意增減所需要顯示的組織、器官，并使之轉(zhuǎn)化為可視的三維圖像。