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案例!外科醫生利用3D打印技術進行術前模擬

魔猴君  行業資訊   19天前

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魔猴網了解,阿根廷布宜諾斯艾利斯Garrahan醫院的兒科心血管外科醫師Ignacio Berra提出,在修復主動脈瓣之前進行3D打印醫學模型測試手術。開發3D打印醫學模型,以協助專業人士在全世界范圍內為復雜的手術做準備。

到目前為止,自從醫生開始操縱模型以來,它們就非常成功,就像他們在實際手術中所做的一樣。使用醫學成像以當今可用的任何不同材料來重新創建患者的解剖模型,就可以得出準確和定制的模型。看完兒童心臟的2D格式圖像后,進行手術與實際掌握精確的復制品并不相同。

Berra已經嘗試在他工作的醫院進行手術前計劃了幾年,而就在上個月,他終于能夠做到這一點,這在一定程度上要歸功于他的3D打印初創公司LEW,它開發了四個主動脈瓣重建模型免費。在公立醫院沒有與之相關的研究機構的國家,這是一大進步。

加拉罕醫院的Ignacio Berra 醫師

Berra 平均每個星期要為15個孩子治療,該國三分之一的復雜兒童心臟病在加拉罕醫院得到解決;來自玻利維亞,智利,烏拉圭,巴拉圭乃至巴西南部城市的孩子也前往那里進行外科手術。Berra2006年以來一直在Garrahan醫院工作,他四年前在波士頓兒童醫院和哈佛醫學院的其他研究人員一起學習。當他返回時,他渴望將3D打印用于醫療設備,因此開始為患有嚴重主動脈瓣關閉不全的兒童開發主動脈和肺動脈瓣的術前模型,以及將他的3D打印的術中測試設備用于主動脈瓣修復(是他在波士頓期間開發的)。

這個想法-也可以在成人中實施-每年將使50名主動脈瓣衰竭的兒童受益。根據專家的說法,如果主動脈瓣不能正常工作,它會干擾血液流動并迫使心臟更加努力地將血液輸送到身體的其他部位,這會導致呼吸困難,疲勞,胸痛,失去知覺心律失常,并可能導致心臟病發作而猝死。此外,Berra 表示,在兒童中進行心臟手術要比成人復雜得多,因為解剖結構并不總是相同的。實際上,他說主動脈的解剖結構發生了很大變化。因此,這就是為什么他堅持在手術前通過完全定制的3D打印主動脈瓣模型訓練來進行準備的原因。

“為了全面了解手術過程中遇到的情況,我必須首先使用MatlabCT掃描中打印出四個孩子的主動脈的每個副本。模型制作完成后,我縫上了一個心包瓣膜,從而可以實際模擬孩子的瓣膜。最終,我使用3D設計的設備評估主動脈瓣的修復情況,然后用一種解決方案對模型加壓,以模擬患者所承受的舒張壓,并使用內窺鏡評估瓣膜并測試其是否關閉良好,能夠承受手術后的血流。在實驗室測試完成后,我進行了實際的手術。” Berra解釋說。

3D打印的主動脈瓣模型,沒有心包(左)和縫合的心包(右),用于在手術前進行測試(一段時間后,心包變干)

主動脈瓣的軟件建模

Berra目前正在與利茲教學醫院先天性心臟外科負責人Carin van Doorn進行會談,該醫院是英國NHS Trust(英國最大的NHS專業服務的最大提供商)的一部分,希望共同合作重建瓣膜適用于患有阻塞英格蘭右心室流出道疾病的兒童。Berra目希望先使用3D軟件重建瓣膜,然后再轉移到手術室(OR),在那兒他希望用患者自己的心包制成的假體可以使用更長的時間(就像阿根廷發生的情況一樣)。這顯著減少了患者再次進入手術室的概率。

Berra是該國第一位從事3D打印的醫學專家,并鼓勵其他人效法他的領導。但這并不容易。該國不屬于發達國家。由于財政資源有限,學習水平低,窮人(占人口的36%)的機會有限,要趕上全球其他地區可能要花費數十年的時間。

Stratasys上打印后的主動脈瓣模型

Berra的公司LEW生產術前模型,供他在醫院個人使用,以及為對在其工作中采用3D打印技術感到好奇的醫生。他使用Stratasys自己的樹脂在該公司的Stratasys Objet30 Prime上制造,每種型號的價格都在200美元左右,并且尚未向其他醫生和醫院收費。

 

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