全国首例!威海AR+3D打印两技术应用全国领先

核心提示:腰椎肿瘤切除3D打印椎体置换术，AR与3D打印技术应用于骨科领域，尚属全国首例。

3月21日,威海市中心医院通过"AR(增强现实)技术"和"3D打印技术"高科技手段,顺利完成了一例骶尾部巨大梭形细胞瘤切除及椎体置换手术。根据影像检查数据,辅以计算机模拟,能够打印出人体组织器官模型;戴上AR眼镜,患者一下成了"透明人",神经、血管、病灶部位都看得一清二楚,让医生对手术台上的病人情况了如指掌,手术刀的触及部位也更加精准,手术安全性大大提高。

两技术应用于骨科 尚属全国首例

不久前,66岁的侯某因浑身无力到威海市中心医院就诊。经检查,医生发现侯某的腹部有一个肿块,经多学科会诊,结合CT、磁共振等检查,确定为低恶性腰椎部肿瘤,肿瘤侵蚀第五椎体且肿瘤巨大,若不及时治疗,随时有生命危险。

医生戴着AR眼镜,给患者做手术(医院供图)

目前,对于肿瘤侵犯腰椎体,手术切除仍是治疗的关键所在。考虑到患者的实际情况,主治医师与患者家属多次沟通,最终决定为侯某实施腰椎肿瘤切除3D打印椎体置换术,以医学影像数据为基础,利用3D打印技术制作个性化人工椎体,术中植入患者体内,建立腰椎新的稳定系统。

21日8时50分,手术开始。泰山学者特聘专家、威海市中心医院院长丛海波,脊柱外科资深专家张恩忠,创伤骨外科主任马兆强等共同进行手术,血管介入外科、泌尿外科、麻醉科、影像科、输血科、手术室等多学科专家共同配合,借助上海霖晏科技提供的AR技术,患者腹部11cm×9cm×6cm大小的肿瘤被完整切除,并顺利植入3D打印的金属椎体。历时4个多小时,手术顺利完成,全过程患者生命体征平稳。AR与3D打印技术应用于骨科领域,尚属全国首例。

据了解,3D打印技术应用于骨科手术,在威海市中心医院已不罕见,不仅大规模用于髋臼骨折手术,在骨科重大肿瘤切除上的应用也已十分成熟。此次,AR技术的应用,使患者的血管、组织、病灶部位360度呈现在医生眼前,大大增加了手术的安全性,提高了手术的精准度。

3D合成立体影像 AR透视手术部位

AR(增强现实)技术、3D打印技术,到底是什么高科技技术?丛海波院长作了详细的解释。

先用3D打印技术"克隆"人体组织。现在大多数的CT、核磁共振影像检查结果,看起来也就是黑白光影,非专业人士无法辨识。病灶具体多大,精准位置在哪儿,从何处着手切除,会不会对身体有不良影响,这些都是患者的疑虑。而对于这些困惑,3D打印技术就能解决。术前,临床骨科、影像科、普外科医师及计算机工程师,通过三维重建技术将肿瘤、骨骼及周围重要神经血管组织等进行重建,利用计算机模拟合成三维立体影像。根据这个立体影像,用特质材料和技术,打印出一个形状完全相同的、内部结构层次分明的腰椎部模型,病灶的部位也一清二楚。医生拿着模型放在患者面前,给患者讲解,方便很多,医生也更加心中有数。医患交流实现了形象化,提高了医患之间的理解。

应用3D打印技术打印出的患者椎体立体影像(医院供图)

再用AR技术把患者变成"透明人"。AR技术正与传统医学亲密接触,这次手术,利用CT、核磁共振多角度拍摄的片子,计算机还原出一个虚拟却又无比逼真的患者人体构造,病人和医生可以更加清楚手术将如何实施。医生戴上AR眼镜后,通过声控和手势指令,虚拟的病灶完全可以剥离出来,可以在生动逼真的世界里,模拟手术全过程。

最后临床应用AR技术,"透视"手术部位。这个过程是最为重要的,就是将AR技术与真实手术"无缝"对接。在手术中,如果碰到棘手的部位,可以戴上AR眼镜,眼睛扫过的地方,视野里就会出现一个逼真的虚拟场景,真实的环境和虚拟的物体实时出现在同一个画面或空间,两种信息相互补充,患者病灶整个部位的构造也就一清二楚。医生就像有了"透视眼",可直接透过皮肤看见肿瘤的位置、大小、深度,避开重要血管、神经、组织,提高手术安全性。

总之,3D技术椎体肿瘤切除+AR技术的应用,实现了术前、术中全过程的精准可视,患者得到了最佳的治疗效果,手术的安全性和精准性大大提高。