3D打印模型能给心脏手术指路了!
如今,医学影像技术已经十分发达,各种病变在CT、核磁共振成像面前几乎无所遁形。
但是外科医生在做手术时依然面临很大的挑战,比如治疗肥厚型梗阻性心肌病的隔肌切除术。
近日,医院的心脏外科主任与放射科医生、模拟中心合作,创造了一个肥厚型心脏的3D打印解剖模型。
这个模型细节十分丰富,可以看到病人的各种复杂解剖面,这对外科手术团队了解病人心脏结构,制定手术实施方案来说简直太有用了。
医院CorriganMinehan心脏中心主任ThorSundt博士说,“这个工具提供了重要的细节,可以改善外科手术的计划,极大的方便了住院医生和研究教学。”
ThorSundt先后毕业于普林斯顿大学和约翰霍普金斯大学医学院,主攻心胸外科
“我们有非常复杂的成像方法来观察肥厚型梗阻性心肌病,如CT扫描、MRI和超声心动图。然而,要在图像显示的内容和外科医生的工作之间架起一座桥梁是非常困难的。我们正在使用3D打印技术来弥补这一差距ーー让治疗这种疾病变得更可靠、更好预测、更容易学习。”
到目前为止,这种方法已经帮助大约50例医院的外科医生准备了类似的手术。
隔肌切除术,肥厚型梗阻性心肌病的福音
根据美国心脏协会的数据,每人中就有1人患有肥厚型梗阻性心肌病,心脏肌肉变得异常粗大,使得心脏泵血变得更加困难。然而,这种疾病的情况通常很复杂,在不同的病人中表现大不相同。
肥厚型梗阻性心肌病需要尽早治疗,目前来说主要的选择是酒精消融术和隔肌切除术,这是一种心脏手术,目的是去除心室之间部分增厚的隔膜,有时也称为肌肉条。
“手术治疗是相当有效的,但是有相关手术经验的外科医生又很稀缺,这种手术真正的挑战之一是学习曲线,没有一定数量的案例,就很难教授。因为通过主动脉瓣手术的视野非常狭窄,所以手术会很复杂。
Sundt博士说,他们希望开发一种技术,来帮助外科医生更快地克服这一学习曲线,从而能够照顾更多的病人。
一个3D打印的真人大小的、逼真的病人心脏解剖模型可以大大降低这个学习难度。
医生可以在手术前一天得到这个模型,把手放在上面,感觉它,测量它,从而可以帮助医生了解在手术中到底需要做什么以及在手术室里能预见到什么,有个清晰的概念。可以精确地准备手术室使用的仪器,比如不同深度的刻度钩,计算出把手伸入心室的深度,一切都能提前就绪。
3D打印的心脏三维模型
通过3D模型可以看到肌肉的轮廓和厚度,这样外科医生就可以提前知道哪里需要切除。
更重要的一点是,帮助外科医生确定病人心脏是否有异常乳头状肌,这种异常在影像学上很难发现。
此外,还可以显示心肌肥大的形态,比如狭窄的、浅的肌肉条或者延伸到心室的肌肉条,心肌的形态决定了医生的手术刀应该进多深。
Sundt博士说,这些模型让他的教学和科研工作变的非常顺利,让住院医生和研究员更快地掌握隔肌切除术的流程。
3D打印解剖模型,让隔肌切除术清晰可控
随着时间的推移,这项技术将在更多的患者和复杂的解剖学中得到应用。
为了将3D技术应用于这种类型的心脏手术,Sundt博士与医院放射科医生和模拟中心的MarkOttensmeyer医生合作,开发了一套医学模拟系统来改善医学教育,同时降低手术的风险。
模拟组在开发模型时,主要是确定现有的解剖图像是否具有足够的分辨率和对比度。然后,他们创建出一个用于打印的三维模型。
虽然3D打印模型在隔肌切除术中的应用尚未发表,但模拟小组已经将该技术应用在了很多领域,比如舌骨可分离,甲状腺板,甲状腺,喉上下软组织清晰可见的咽喉模型,用于教育的儿童耳朵和耳道模型,联体双生子躯体骨骼和血管模型等。
当然,这仅仅是个开始,3D打印的解剖模型在未来其他复杂异常解剖的治疗中还将发挥更大的作用。
外科医生、病人和实习生都能从这种技术中受益。所以它与我们的使命非常紧密地结合在一起,不仅仅是建立临床实践,更多的是拓展了传播知识的方式,让知识和经验更快、更好地传播下去。
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