湖南老人60年“长短腿”行动不便 “透视眼+3D打印”精准助力

2018年10月12日17:21  来源:人民网-湖南频道
 
湖南老人60年“长短腿”行动不便 “透视眼+3D打印”精准助力

人民网长沙10月12日电 在外科手术中,创口附近非常细微的神经组织可谓是一个“易燃易爆炸”的存在,医生一不小心触碰到就会引发很多手术后遗症。如果像科幻电影一样,医生有一双“透视眼”,能够以肉眼看到病人的骨骼、血管、神经组织,这样很多高难度的手术将迎刃而解。

在MR(增强现实)和3D打印“黑科技”联手下,这一设想成为了现实。中南大学湘雅医院骨科专家开展全国首例MR技术与3D打印技术结合下的人工关节置换术,助花甲老人“拉齐”60年“长短腿”;这一技术达到国际领先水平,目前正在申请国家专利。

湖南祁东的周先生(化名)8岁因身患小儿麻痹症,耽误治疗后便落下“长短腿”这一病根,60年来让他没少受过别人的指点。今年9月15日,周先生不慎在家摔伤导致左股骨骨折,本来就行动不便的左腿,更是完全无法行走。

中南大学湘雅医院骨科主任胡懿郃教授在看过周先生的检查影像资料后,发现他骨折很好处理,但恢复正常行走却是一个难题。他关节消失变成一整块骨头,左边大腿关节几乎不能活动;大腿和骨盆一直固定在60度,导致左右腿之间出现近20厘米的距离差。

 能否通过一次手术解决周先生的2大问题呢?要达成这个愿望,医生们则需要为周先生进行人工关节置换手术。骨科钟达副教授正在研究的MR技术+3D打印的“黑科技”为他带来了希望。

 “MR技术可以给医生一双‘透视眼’,清楚地‘走进’患者的虚拟身体内部,可以让手术医生对病人体内的骨骼、血管、神经组织有更准确的判断,从而避开重要的位置,极大减小出血量和手术风险。”钟达副教授介绍。

 手术前,医生将患者的CT、磁共振等影像资料事先输入到系统里。术中佩戴MR眼镜,眼镜可发出一小束光,直接投射到医生的视网膜上,呈现出患者骨骼、血管、神经等虚拟图像。只要将虚拟的全息影像图与患者真实的手术部位对准重合,医生就可以直接“透视”患处的内部结构,更为精准地开展手术。此外,MR技术还可根据手术步骤,实时提示医生需要注意的点,比如重要的血管、神经等位置,或是下一步手术方案要如何做。

 除了降低手术风险,手术的精准度也将大大提高。“人工髋关节置换术前,我们按照最佳位置为患者设计一个适合的关节角度。然而光凭医生的经验,很难精确做到设计的角度,比如外展角和前倾角都有20度的范围,这在传统手术中都是可以接受的。有了MR技术和3D打印技术,术前设计的角度是多少,手术做出来就是多少度,可能只有1-2度的误差,可以精准实现最佳的手术效果。”钟达副教授表示。

 “虚拟和现实之间需要一个重叠的过程,这样手术部位的内部结构才能对应得上。钟达副教授想到了已经在临床上广泛应用的3D打印技术,二者的结合正好可以取长补短。医生用3D打印技术1:1打印出患者的骨骼模型导板,将这个导板固定在患者创口显露的一部分骨骼上,未显示出来的骨骼就由这一导板代替,再由MR技术来扫描导板,就能有足够的信息迅速自动对准,将虚拟的“全息影像图”覆盖在患者需要做手术的真实部位,让手术医生更加清晰的看到自己正在动手“切”的位置和深度。

 “这样一来,两种技术的痛点都能得到解决,从而让手术更精确、更顺畅。”钟达副教授表示,以往用3D打印制造出来的导板虽然也有助于指导精准手术,但需要占据手术切口的位置,医生手术操作的空间就会变得很小。MR技术可以将这些导板虚拟化,通过全息影像图来指导,医生做手术时就可以在切口空间自由操作了。(王洁)

(责编:曾璐、邢佳)