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3D打印导板技术助力高风险骨盆手术,更快更省更安全

时间:2017-02-25 作者:曲延镇 夏天

    62岁的李爹爹(化名)不幸遭遇车祸,巨大的冲击力导致其骨盆多发骨折。患者辗转多家医院均因手术风险太大而无法收治,最后,患者抱着一丝希望来到武汉协和医院就诊,武汉协和医院骨科医院副主任、创伤骨科首席专家、博士生导师刘国辉教授接诊患者后,当即表示收治患者入院。

患者入院后,难题却接踵而至。传统的骨盆手术切口大、术中损伤严重、手术时间长、术中出血量非常大,并且术中使用钢板也是一笔不菲的费用。李爹爹有高血压、糖尿病等多种基础疾病,长期服药维持,长时间的麻醉、手术刺激和大量失血对他原本虚弱的身体必然会造成二次打击;而且李爹爹家庭经济困难,肇事方在赔付了几千元后表示无法再支付住院费用,巨大的经济压力让家属头痛不堪,甚至表示想放弃治疗。

   刘国辉教授在了解到患者的情况后,与其团队的夏天副教授等多名医师展开治疗方案的定制。刘国辉教授、夏天副教授团队通过多种手术方案对比,决定采用骨盆微创螺钉,其具有创伤小、出血量少、费用低廉等优势,但同时微创置钉在手术中需要反复透视,大量的射线对患者和医务人员均带来危害,并且手术时间依旧较长,而且置钉技术要求甚高,置钉角度稍有偏差,就容易损伤重要的血管和神经,造成无法挽回的损失。

   如何优化骨盆微创置钉方案成为摆在刘国辉教授、夏天副教授团队面前的一个重要难题。通过查阅文献和集思广益,刘国辉教授团队想到了国际先进的3D打印技术,而这种3D打印技术对于他们来说并不陌生。2014年,刘国辉教授团队在湖北省首次应用3D打印技术治疗复杂性胫腓骨骨折,术前应用3D打印模型进行精准个性化治疗,术前进行手术演练,手术时间更短、疗效更好、费用更低。该手术在20141021日武汉晚报头版进行报道,腾讯网、中新网等20多家媒体竞相进行转载报道,并作为新技术新业务的代表在武汉协和医院150周年宣传片中予以报道。在原有的3D打印工作基础上,是否可以更好地实现微创螺钉的完美置入?一个新型的手术方案在他们的脑海中逐渐清晰起来。

   刘国辉教授和他的团队在征得患者同意后,术前将患者骨盆CT扫描数据导入电脑转化为三维模型,并通过计算机辅助设计制定术中螺钉的置钉位置、角度和长度,并根据置钉的位置确认螺钉导板的位置和形状,并将骨盆和螺钉导板的数据导入3D打印机,得到1:1的高度仿真模型。拿到3D打印模型后,刘国辉教授和团队人员在实验室进行预手术,通过将3D打印出来的螺钉导板匹配至骨盆模型的某一特定区域,钻入螺钉,观察螺钉的角度、位置和长度以及是否伤及重要血管神经。通过预手术,3D打印导板可以达到完美置钉的效果。

   手术的当天,李爹爹和他的家属怎么也没有想到,在其他医院被认为是死亡之门的复杂骨盆手术,在武汉协和医院骨科医院仅用了一个多小时便顺利结束。手术中,刘国辉教授和夏天副教授团队仅做了两个不足3公分的切口,将消毒后的导板完美匹配在特定位置,打入导针、置入螺钉,一气呵成。术后,李爹爹的骨折复位良好,骨折固定稳定,未出现任何血管神经损伤,下肢活动时的疼痛感也消失了,更重要的是,手术为李爹爹节省了近4万元的费用,术中仅行几次必要透视,大大减少了辐射量,并且术中出血不足100ml

   刘国辉教授表示,骨科微创手术是必然趋势,骨盆螺钉具有生物力学稳定、创伤小、费用低廉等优势,但通常需辅助大量术中透视或高昂的计算机导航设备,且极易造成血管神经损伤,一旦造成损伤,会对患者及医务人员带来重大的心理阴影,而3D打印导板技术无需计算机导航设备,术中透视少,且手术时间大大缩短、置钉精准度高,便于在相对基层医院进行推广,并且术前可以帮助患者和医务人员更直观的了解病情和手术方案,使患者和医务人员均获益良多。

   刘国辉教授团队自2016年下半年起,已成功进行了4例复杂骨盆骨折微创置钉手术。据查阅国内外文献,该技术在国内仅有一篇相关文献报道,为国际先进、国内领先、湖北省首次开展的技术。刘国辉教授作为湖北省医学会创伤骨科学组主任委员、国际矫形与创伤外科学会(SICOT)中国部创伤委员会常务委员、中国医师协会骨科分会委员、中国医师协会骨科分会创伤专业委员会常委,一直引领湖北省骨科新技术新业务的发展,在3D打印、新型手术方式、新型骨科植入物等多项新技术新业务均为湖北省首次开展。3D打印作为第三次产业革命的标志,目前已对骨科手术、骨科生物材料等方面产生了重大影响,以后必将在医疗领域、骨科领域有更为广阔的应用和前景。

 

术前通过计算机辅助程序模拟螺钉置入位置、角度、深度

 

术前预手术,观察通过3D打印导板置钉的安全性、可靠性和有效性

患者术后X光片,通过两枚微创螺钉达到有效的治疗效果



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