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突破!3D打印克隆颅内肿瘤

来源:潇湘晨报作者:编辑: 吴虹韬时间:2014-01-08 15:14:46

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3D打印“克隆”出的肿瘤及相关组织、患者头颅骨.jpgzWY潇湘晨报网

白色的头颅内,有一暗暗的、比拇指大一点肿瘤,肿瘤长在白色的血管中间,能非常清晰地看见血管是怎样缠绕肿瘤的。刘少龙 摄zWY潇湘晨报网

3D打印“克隆”出的肿瘤及相关组织、患者头颅骨002.jpgzWY潇湘晨报网

肿瘤长在白色的血管中间,能非常清晰地看见血管是怎样缠绕肿瘤的。刘少龙 摄zWY潇湘晨报网

  潇湘晨报长沙1月8日讯 (记者刘少龙 通讯员 伍西明 武海亮)白色的头颅内,有一暗暗的、比拇指大一点肿瘤,肿瘤长在白色的血管中间,能非常清晰地看见血管是怎样缠绕肿瘤的。这是3D打印机打印的一名患者的复杂颅底肿瘤及周围组织,头颅的模型都是高分子材料做成的。zWY潇湘晨报网

  湘雅医院国内率先采用3D打印技术辅助切除复杂颅底肿瘤zWY潇湘晨报网

  1月8日,湘雅医院召开新闻发布会,会上透露,该院多学科协作团队,利用自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统,结合3D打印技术,成功将一名患者的复杂颅底肿瘤及周围组织等比例打印出来。医生在术前通过该全仿真模型对手术进行干预设计,最终精准成功地将患者颅内复杂肿瘤完整切除。患者术后恢复良好,术后2天即可下床行走。文献检索发现,应用3D打印技术辅助切除复杂颅底肿瘤在全球尚未见报道,国内是首次。zWY潇湘晨报网

  患者张某因头痛、恶心、呕吐、性格改变、记忆力下降持续3年,近一个月症状加重,遂到湘雅医院求医,被确诊为鞍结节脑膜瘤。张某家属说:“患病后,张某的脾气大变,记忆力严重下降,医生说是肿瘤压迫神经导致的。”张某入院时,颅高压症状十分明显,需要尽快手术,否则有生命危险。且该患者颅底肿瘤位置深,肿瘤与颈内动脉、视神经、垂体柄等周边重要结构关系复杂,手术难度十分大。zWY潇湘晨报网

  颅底肿瘤是外科手术中难度最高的一项手术,医生必须下刀准,肿瘤切除要干净彻底。根据传统手术方法,该类颅底肿瘤手术的实施主要依据患者的CT和MRI图像,但二者存在有平面化的局限性,因此需要医生有一个立体空间的想象力,才能为接下来的手术做好铺垫。”团队核心成员、湘雅医院神经外科李学军副教授同时指出,即使是具有丰富临床经验的医生,也很难做到在手术中百分之百地精准,因为有些肿瘤周围组织结构复杂,手术边界较为模糊,手术容易留下死角,“肿瘤切除不干净,将会导致肿瘤复发”。zWY潇湘晨报网

  E-3D数字化医疗三维设计系统,将患者CT和MRI扫描获得的影像学数据融合,并作进一步精细化处理,获取精确化空间数据,转化重建为三维模型,将颅底复杂肿瘤和毗邻血管及神经等组织区分,结合3D打印机技术,成功将该患者的颅底肿瘤及周围组织等比例地精准打印出来。“我们平时所见的打印机,打印的产品是二维的文字、图片。”团队组核心成员、中南大学计算机视觉与虚拟现实技术研究所副所长廖胜辉副教授介绍说,3D打印机打印的“产品”是三维的立体物件,原理是通过电脑控制,把“打印材料”一层层叠加起来,最终成型。“打印机‘墨盒’里装的是什么材料,就能打印出什么材料的产品。”廖胜辉副教授介绍,3D打印机是进口设备,价钱大概200到300万元。zWY潇湘晨报网

  有了3D打印技术,设计手术不再“凭空想象”zWY潇湘晨报网

  “有了3D打印技术的辅助,医生设计手术时不再‘凭空想象’,手术时更稳定和精准。”李学军副教授介绍,3D打印技术能让医生在手术前充分了解脑内肿瘤的部位、形状、大小及与周围组织的毗邻关系,确定手术进入路线、切除范围、术中注意事项等,能在完整切除肿瘤的同时最大限度地保护肿瘤周围正常组织,降低了并发症和后遗症的发生率。“3D打印的肿瘤原型给了医生充分的手术设计辅助,主要是优化手术设计。与传统的手术相比,应用3D打印技术的手术更具精准度和前瞻性。”李学军副教授说。zWY潇湘晨报网

  1月2日,以李学军副教授为首的专家组,成功为患者实施了肿瘤切除手术。患者术后恢复良好,头痛、恶心、呕吐、记忆力下降等症状得到明显改善,且没有出现神经功能障碍。患者张某得家属说:“接触到这个技术时,我们也觉得很新奇,但只要能将肿瘤彻底清除,我们愿意做。”zWY潇湘晨报网

  该手术的创新点在那里呢?黄俊辉教授介绍,该技术创新点有可将多种仪器检查的图像数据相互融合,实现多模态影像学数据彼此之间和/或整体之间的无缝对接。在多模态影像数据融合的基础上,根据需要,进行任何层次、任何维度的个性化、分层性的数据处理,实现肿瘤局部特征和三维空间关系的“精确数据化”和“可视化”。可根据需要,定制“特殊的”、“选择性”的后处理显示技术。 能按医生的要求显示出病灶或周围组织和器官;能象“堆积木”一样、动态的、任意增减所需要显示的组织、器官,并使之转化为可视的三维图像。能与当前先进的3D打印机软件对接, 打印出全真的三维实体模型,以协助诊断和治疗。E-3D软件能生成和输出三维立体视觉场景,带上3D眼镜就能看到三维立体影像。zWY潇湘晨报网

  可为患者“私人订制”个体化医疗计划zWY潇湘晨报网

  3D打印的思想起源于19世纪末的美国,20世纪80年代以来得以发展。在中国,3D打印研究已有约20年,近些年该项技术已经逐渐应用于临床医学。3D打印技术临床应前景广阔。黄俊辉教授介绍,3D打印技术应用临床诊疗,有着更有着更广阔的前景,如:用患者的肿瘤复制品作为实物,便于医生与患者及家属进行术前谈话和沟通;有助于肿瘤内科医师判断术后是否需要进一步给患者实施化学治疗或/和放射治疗;便于直观教学,培养年青医师;能根据医生的要求进行剪影和显像,保留所需要的组织。可为患者“私人订制”个体化医疗计划提供客观的“空间可视化信息”和 “量化信息”。zWY潇湘晨报网

  “利用3D打印技术费用大概只增加了3000元左右。”李学军副教授说。湖南省医学会神经外科学会主任委员、湖南省颅底外科与神经肿瘤临床技术研究中心主任、中南大学神经外科研究所所长、湘雅医院神经外科袁贤瑞教授认为,3D打印技术在复杂颅底和脑血管手术具有很多优势,发展前景广阔。将来还或可实现人体器官的打印,为患者打印出所需要的人体个性化“零部件”;或进行模拟手术等。 “该技术虽然并不能完全替代传统的医疗技术,但作为传统医疗技术的有利补充,可为患者提供更个性化的服务”。zWY潇湘晨报网