3D打印技術應用在醫療行業,尤其是骨科手術中,已不罕見,該項高科技的技術不僅大規模的用于髖臼骨折手術,在骨科重大腫瘤切除上的應用也已十分成熟。但是你見過3D打印技術配合AR技術,共同完成一場手術的情景嗎?就在不久前,我國便成功完成了一場3D打印+AR技術骨科手術。
尖端醫術:“AR技術+3D打印”切除腫瘤、置換椎體
不久前,一位老人因渾身無力到醫院檢查,醫生意外發現該患者的腹部有一個皮球大小的腫塊,經多學科會診,結合CT、磁共振、穿刺取病理等檢查結果,確定其為低惡性腰椎部腫瘤,腫瘤侵蝕第五椎體且腫瘤巨大,若不及時治療,隨時都有生命危險。
以目前的醫療水平來看,對于腫瘤侵犯腰椎體,手術切除仍然是治療的關鍵所在。主治醫師最終決定為患者實施腰椎腫瘤切除3D打印椎體置換術,以醫學影像數據為基礎,利用3D打印技術制作個性化人工椎體,術中植入到患者體內,建立腰椎新的穩定系統。
緊張的手術于第二天早上正式開始,由醫院多位資深專家共同配合完成,然而此次手術中令人很驚訝的是,采用了AR技術。通過AR技術醫生最終將患者腹部11cm*9cm*6cm大小的腫瘤被完整切除,并順利植入3D打印的金屬椎體,歷時4個多小時,手術全過程患者生命體征平穩,按計劃完成手術。
根據影像檢查數據,輔以計算機模擬,能夠打印出人體組織器官模型;戴上AR眼鏡,患者一下成了“透明人”,神經、血管、病灶部位都看得一清二楚。虛擬的情景與真實的手術場景疊加后,讓醫生對手術臺上的病人情況了如指掌,手術刀的觸及部位也更加有數,手術安全性大大提高。AR技術與3D打印技術完美應用到骨科領域,這也是我國首例高科技骨科手術。
深入探究:這究竟是個什么樣的手術?
3D打印技術很好的解決了患者和家屬對手術時的困惑,例如現在大多數的CT、核磁共振影像檢查結果,看起來也就是黑白光影,非專業人士無法辨識。病灶具體多大,精準位置在哪,從何處著手切除,會不會對身體有不良影響?
術前,臨床骨科、影像科、普外科醫師及計算機工程師,通過三維重建技術將腫瘤、骨骼及周圍重要神經血管組織等進行重建,利用計算機模擬合成三維立體影像。這樣根據這個立體影像,用特質材料和技術,打印出一個形狀完全相同的、內部結構層次分明的腰椎部模型,病灶的部位也一清二楚。醫生拿著模型放在患者面前,給患者講解,方便很多,醫生也更加心中有數。醫患交流實現了形象化,提高了醫患之間的理解。
現如今,AR技術已不僅僅是個“看上去很美”的概念,更不是像普通人想的看看視頻、打打游戲這么簡單。事實上,AR技術正與傳統醫學發生著“親密接觸”。這次手術,利用CT、核磁共振多角度拍攝的片子,計算機還原出一個虛擬卻又無比逼真的患者人體構造,病人和醫生可以更加清楚手術要如何實施的。
臨場應用增強現實技術“透視”手術部位,這個過程是最為重要的。將增強現實(AR)技術,與真實手術“無縫”對接,在手術中,如果碰到棘手的部位,可以戴上眼鏡,眼睛掃過的地方,視野里就會出現一個逼真的虛擬場景,真實的環境和虛擬的物體實時地出現在同一個畫面或空間,兩種信息相互補充,患者病灶整個部位的構造也就一清二楚。術者就像帶上了“透視眼”可以直接透過皮膚看見腫瘤的位置、大小、深度,避開重要血管、神經、組織,提高手術安全性。
總之,3D技術椎體腫瘤切除+AR技術的應用,實現了術前、術中全過程的精準可視,患者得到了最佳的治療效果,手術的安全性和精準性大大提高。“3D打印很‘時髦’,AR技術很高端,但它們的根基在數字醫學,沒有精確的數字化設計,就沒有‘漂亮’的3D打印和完美的虛擬現實技術。”