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    全球首創!中國又有新的醫療器械黑科技突破!

    編輯日期:2018-08-10作者:德恩醫療

    詳細介紹
     

    3D打印技術、虛擬現實技術、混合現實技術,三種3D技術與醫學結合,黑科技“能打”嗎?

    廣東省人民醫院向媒體通報,院長莊建團隊將混合現實技術輔助應用于近10例復雜先天性心臟病手術,在心臟灌木叢般的血管里“移花接木”,找狹窄“小靶點”。這是全球首創臨床突破,更令人自豪的是,三種3D技術與設備全部源自國內。

    3D術中導航“移花接木”

    2月齡的寶寶小安(化名),一出生就呈現肺逐漸衰竭的樣子,呼吸不暢,小臉憋得發紫,新生兒本應“迎風長”,出生體重達標的小安2個月只有3公斤重。他被送到廣東省人民醫院心兒科,證實罹患嚴重復雜先天性心臟病——肺動脈閉鎖。

    3月27日,小安成為全球首例在混合現實技術輔助下接受“心術”的患兒。

    醫生們借助黑科技MR技術,術前根據CT重建好的虛擬三維小安心臟影像,術中投射到手術臺上方,開胸后將虛擬心臟“放到”小安胸腔,同實際心臟重合,接著根據影像指引,一條條把像灌木叢般混亂的側支血管找到,然后“移花接木”到它們該在的位置。手術僅花了4個多小時,比常規縮短6個小時以上。

    緊隨小安之后,4歲男寶寶樂樂(化名)也得救了。樂樂也是肺動脈閉鎖,還有大室隔缺損、動脈導管未閉、主肺側支形成,長期臉色青白紫紺,呼吸又短又促,多次得肺炎。樂樂父母說,輾轉多家醫院,都說孩子心肺功能太差,還在不斷衰竭中,建議放棄,省醫莊建團隊成了樂樂一家最后的希望了。

    同樣是在混合現實技術的輔助下,樂樂的肺動脈“樹干”“樹枝”修通了,心室隔也補好了,還閉合了導管,以后他將非常接近正常孩子一般成長。

    解密

    MR技術解決找側支血管難問題

    省醫心外小兒病區主任、省兒童心臟病中心副主任溫樹生說,以往肺動脈閉鎖解除,算得上超大手術——需要左右胸各開一個切口,將一團亂麻般“灌木叢”側支血管找到,分別游離,再在胸口正中開一個切口,把它們一一拼接到解鎖的肺動脈上,一臺手術至少超過10個小時。

    “早上八九點上臺,做到晚上八九點。”溫樹生說,最耗時又最難的是找側支血管,不是找到就行,是要找到每一根的起源、走向、游離環境等。

    混合MR技術就是解決這一難題的最關鍵輔助。

    術前“走進”3D心臟直擊“靶點”

    5歲女童小冰(化名),也是復雜先天性心臟病患兒,2年前就接受過心臟手術,近期出現了心肌束肥厚、心內血流通道狹窄,這導致了她小小活動后就嚴重氣促,生長發育也顯著遲緩,甚至可能導致猝死。確診后患兒需要第一時間手術。

    醫生團隊首先將根據CT數據重建好的虛擬三維的小冰心臟3D打印出來,從而確診是左心室流出道梗阻,這是肥厚肌束造成的;肺動脈與右心室流出通道的吻合處也狹窄了。

    3月29日,手術中,團隊將小冰的虛擬3D心臟影像投射到手術臺上方,開胸后將虛擬心臟“放到”小冰的胸腔,同實際心臟重合,主刀醫生岑堅正教授還戴上頭戴式顯示器(VR眼鏡),“走進”小冰的虛擬心臟內部,沿著血管,找到畸形狹窄處,“摸”到血管梗阻長出的小肉環。

    在三種3D技術的幫助下,團隊形象而直觀地摸清了肥厚肌束、狹窄處的解剖結構,精準找到病變部位,精準切除肥厚肌束,以術前規劃好的補片加寬好狹窄處,小冰得救了。

    解密

    3D打印心臟建模探查虛擬心臟精準“導航”

    省醫心外綜合病區主任岑堅正說,像小冰這樣的二次手術的最大難題在于,做過手術后的胸腔,那些原本層次分明的組織已經粘連成一團,導致病變部位尋找困難,周圍結構多因而切多少、用多大材料等“雷區”就多,手術的風險極大。

    以往對于此類手術,無論是確認心血管異常走形、組織辨認,還是手術具體細節,都只能等開胸后進行術中反復探查,一點點進行,主刀醫生還得時刻擔心“看得不夠清楚”。“這樣的手術,以前我只能守在心導管室,寸步不離”,省醫心導管室主任黃美萍說。現在有了術前3D打印、AR“走進心臟”、MR虛擬心臟與實際心臟“合體”,全方位導航手術,黃美萍終于放下“場外導航”的擔子。

    專訪團隊

    “黑科技”神勇卻不增患者一分錢

    廣州日報:“黑科技”入醫,患者需要埋單嗎?

    莊建:三種虛擬技術應用于臨床,大大提升手術安全性、精細度,縮短手術時間達1/3以上,目前手術費用以時間計算,患者無疑是省錢又安全了。新技術應用,除了3D打印需要機器與材料成本外,VR設備約2萬多元/套,MR設備約3萬元/套,全部加起來不到10萬元,這樣的投入并不會轉嫁到患者身上。

    更值得一提的是,術時大減,手術室輪轉速度加快,就有更多的患者得到更快的治療機會。

    廣州日報:業內有“技術都是在病人身上練出來的”說法,3D三項“黑科技”能否改變這一情況?

    莊建:在復雜先心領域,病變解剖學特別復雜,而手術治療需要無比精準。以前,年輕醫生正常需要8~10年進行反復的標本模擬與訓練才能練出來,偏偏心臟病的標本異常缺乏;哪怕有機臺上臺了,但手術非常依賴B超、CT、MR、造影等結果,其二維、斷層結構等,無比考驗醫生的解剖學才能、空間位置感,術前你在電腦里哪怕看好記熟三維重建圖,但10小時手術下來,人的記憶就不可靠了。

    現在有了3D打印虛擬心臟、AR虛擬心臟影像、MR混合現實影像技術,將心臟解剖一一在術者面前呈現,病灶大小、位置、與比鄰關系等,一清二楚,不用全靠經驗與手感。可以說,只要年輕醫生夠勤奮,在標本上練出來,完全沒問題。

    廣州日報:下一步會有哪些新進步可以期待?

    莊建:首先是在精細度上虛擬技術會增強,現在已經是虛擬與實體心血管基本吻合,下一步還將影像數據來源擴大,不再僅靠CT數據三維重建,而是將超聲影像數據也整合入內。

    其次是建立一個病例標本庫,通常復雜先心實體標本難得,病例是關鍵,目前省醫的2萬多病例存放在歐洲數據庫,今后將爭取自建數據庫,可實現更快更有效的臨床醫生培訓教學。

    此外,3D虛擬技術目前在心臟病、神經外科、骨科、肺科等應用嘗試中,下一步可望應用于更多結構性病變。

    臨床突破全球首創3D組合技術中國造

    中華醫學會胸心分會主任委員、廣東省人民醫院院長莊建表示,虛擬技術應用于醫學臨床,今年1月有報道稱去年12月國際同行應用AR技術在一例簡單先心治療上,而術前3D打印、AR“走進心臟”、MR虛擬心臟與實際心臟“合體”三種虛擬技術組合出擊,并且已經應用接近10例復雜先心治療,這是全球首創的領先臨床突破。

    更讓莊建自豪的是,這樣的全球首創,無論是技術還是設備,我國全都擁有完全自主知識產權。

    據介紹,最早應用到臨床的虛擬技術是3D打印技術,省醫與珠海一家公司聯合成立的實驗室,已經打印了70多顆虛擬心臟,建模后實現術前、術中導航。“血管都是組織蓋著的,以前術中常常找到一半,記憶中的解剖結構就對不上了,血管找不到,只好求助場外。”莊建說,現在有了虛擬心臟導航,再不用擔心半途撤、轉體外循環,大大提升手術安全。

    VR虛擬現實技術,則是與西安電子科技大學的合作,讓醫生可直接進入虛擬病人“心臟”內,查找觀察內部復雜畸形,再也不用像以前那樣開胸“這里切一口,那里切一口”地術中探查,“復雜先心,絕大多數是心內畸形。”莊建說,對患者心臟破壞少,這點非常重要。

    MR混合現實技術,則是省醫與黑龍江一家公司的合作應用,在增強現實的基礎上,可將患者心臟影像放到術野上方導航,甚至將虛擬心臟與實體心臟重合,哪怕找再細、再側支的血管,也不用到處分離組織了,定位非常精準。

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