3D打印 成為骨科醫(yī)生“超級幫手”

曾經(jīng)困擾著不少骨科專家的手工植入髖臼假體精準(zhǔn)度不高的問題，現(xiàn)在被高科技3D打印+重建技術(shù)輕松解決了，這個(gè)“助攻神器”看起來僅僅像是兩個(gè)馬蹄形的磁鐵石,，學(xué)名叫做“人工髖臼杯植入導(dǎo)向器”。實(shí)施全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)前，先按照1：1的比例打印出髖關(guān)節(jié)模型,，再根據(jù)模型設(shè)計(jì)合適的鐵條狀導(dǎo)向器，均由3D打印制成,。

返修的髖臼假體

這兩個(gè)長度不足10厘米的鐵條狀的物體,，代表著目前全國3 D打印在骨科臨床醫(yī)學(xué)上的領(lǐng)先水平，而這個(gè)創(chuàng)意從想法到成功,，僅僅經(jīng)歷了半年多的時(shí)間,。“髖關(guān)節(jié)置換之后,，假體翻修的原因有很多,，但是其中有一個(gè)很重要的原因是在置換的時(shí)候，臼杯安裝得不精準(zhǔn),，導(dǎo)致磨損或者脫落,。”周觀明手里拿著髖關(guān)節(jié)的模型以及髖臼假體模型比劃著,�,！氨热绶旁谶@個(gè)角度,，傾斜一下，患者行動(dòng)的時(shí)候,，它就會(huì)動(dòng),，慢慢就會(huì)磨損�,！敝苡^明解釋說,，經(jīng)年累月，全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者髖臼的位置已經(jīng)病變或者殘缺,。

“病變的患者,，髖臼可能已經(jīng)不規(guī)則了，所以要把髖臼杯假體準(zhǔn)確地放入到髖臼中,，純手工的植入精準(zhǔn)度都會(huì)有偏差,。”周觀明坦言,，加上髖周圍的軟組織(肌肉和脂肪)等阻擋視線,，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的骨科醫(yī)生，在放入髖臼假體也不能保證百分之百精度準(zhǔn)確,�,！凹词瓜裎覐氖氯斯んy置換很多年了，也不能保證百分之百精準(zhǔn),�,！币坏┓湃氩痪珳�(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致髖臼假體磨損或者脫落,，從而影響患者的功能,，“勢必要進(jìn)行翻修”。這個(gè)問題困擾著不少骨科醫(yī)生,，其中包括知名骨科專家,、佛山市中醫(yī)院院長劉效仿教授。對于佛山市中醫(yī)院來說,，目前髖關(guān)節(jié)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)一年達(dá)到了2000臺,，手術(shù)量在全國排在前列。

尋找精準(zhǔn)輔助工具

“有沒有一種工具可以輔助醫(yī)生完成手術(shù),，讓髖臼杯假體植入的角度精準(zhǔn),，避免由此造成的翻修�,！边@是劉效仿們一直在思考的課題,。目前國際公認(rèn)的臼杯假體安放位置角度為：外展角40+/-10°，前傾角15+/-5°，這被稱為“Lew innek臼杯安全區(qū)”,�,！耙话銇碚f，如果臼杯假體植入角度不在安全區(qū)內(nèi),，可以認(rèn)為臼杯假體植入角度不良,，將會(huì)影響髖關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍和假體使用壽命，改變假體骨界面間的應(yīng)力,�,！�

劉效仿的想法，恰恰是來自硅谷的DrGekLim博士正在研究的產(chǎn)品所能解決的問題,。DrGekLim博士主攻數(shù)字影像學(xué),，在美國從事骨科儀器開發(fā)和研究，之前是貝爾實(shí)驗(yàn)室的博士后,。她常年背著一個(gè)黑色的大背包，拎著黑色的箱子,，箱子里裝的是髖關(guān)節(jié)的模型和髖臼導(dǎo)向器,，這個(gè)看起來有點(diǎn)像馬蹄形的磁鐵石的東西，最終能輕而易舉地解決困擾劉效仿,、周觀明等骨科專家的問題,。讓全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中關(guān)鍵的一步———髖臼假體能夠按照理想的角度植入，最大程度減少因此可能發(fā)生的磨損脫落,，延長假體使用壽命,。

佛山市中醫(yī)院關(guān)節(jié)專科主任周觀明(左)演示3D打印的“人工髖臼杯植入導(dǎo)向器”,。

雛形被否“太閉門造車”
每一項(xiàng)新的應(yīng)用和研究幾乎都是在一個(gè)人或者一個(gè)群體的執(zhí)著推廣下而誕生,。這個(gè)導(dǎo)向板也如此。DrGek Lim說起髖臼植入導(dǎo)向器的誕生,，一再感謝劉效仿這位“伯樂”,。2015年，DrGekLim開始開發(fā)3D數(shù)字重建軟件,，對這個(gè)軟件,，作為骨科頂級專家的劉效仿給了很多意見和建議，這也恰恰是后來3D打印髖臼植入導(dǎo)向器能夠發(fā)揮作用的基礎(chǔ),。常年在全球各地奔波的DrGekLim對于全球的骨科手術(shù)工具,、儀器等也了如指掌�,！爸�前國外有人曾��(jīng)研制出兩個(gè)導(dǎo)向器,，分別用在打磨髖臼和植入假體中，但是兩個(gè)是分開的，醫(yī)生需要使用兩次,，使用不方便,；有些導(dǎo)向器的設(shè)計(jì)需要改造手術(shù)設(shè)備，難以推廣,�,！盌 rG ekLim吸取這些經(jīng)驗(yàn)后，2016年3月份形成了設(shè)想和方案,，開始申請專利,。“但是畢竟這個(gè)只是技術(shù)層面的,，要用到臨床去,，就要給臨床的醫(yī)生看是否使用�,！盌 rG ek Lim想到了劉效仿帶領(lǐng)的佛山市中醫(yī)院,。

2016年5月份的一天，她拿著設(shè)計(jì)的相片,，找到劉效仿,。“當(dāng)時(shí)他說,，這個(gè)設(shè)計(jì)很好,，讓我們可以先做出來�,！比欢�,，設(shè)計(jì)研究到成功應(yīng)用，需要經(jīng)歷不斷改進(jìn)的過程,。時(shí)間進(jìn)展到2016年6月份,，劉效仿的一個(gè)電話，加快了3D打印髖臼假體植入導(dǎo)向器應(yīng)用的歷程,�,！皠⒃捍螂娫捊o我說，讓我先做一套導(dǎo)向器,，想要在手術(shù)中使用,，如果成功的話，就在8月份的骨科國際會(huì)議上作為案例講解,�,！盌r GekLim接電話后猶如打了雞血，收到從中醫(yī)院傳過去的在醫(yī)院做過髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的患者影像資料,，包括CT掃描和X光片后,，立刻開始著手運(yùn)用3D數(shù)字化建模,。

“建模后，要先按照1：1的比例打印出髖關(guān)節(jié)模型,，然后根據(jù)模型,，設(shè)計(jì)合適的導(dǎo)向器，再通過3D打印機(jī)打印,�,！泵總�(gè)髖關(guān)節(jié)的模型都是個(gè)性化的，不同的形狀,，設(shè)計(jì)的導(dǎo)向器也是唯一的,。這個(gè)長約10厘米的類似馬蹄形磁鐵的條狀物和另外類似半圓形的條狀物，就是導(dǎo)向器,�,！翱粗�簡單，設(shè)計(jì)還是挺難的,，豎著的導(dǎo)板不能太長,，又不能太短，太長放不進(jìn)去,，太短了又會(huì)被肌肉阻擋,。”橫著的導(dǎo)板要和患者的髖關(guān)節(jié)無縫對接,，且要在同一水平面，不能前凸也不能凹,，力度要?jiǎng)倓偤�,。“橫導(dǎo)板的長度不能超過髖臼杯的一半,，例如髖臼假體直徑4cm,，橫導(dǎo)板就不能超過2cm，太長會(huì)阻擋醫(yī)生的手術(shù),�,！�

主攻技術(shù)產(chǎn)品的D rGekLim并沒有太多的骨科實(shí)踐經(jīng)歷，第一次的制作,，被劉效仿一針見血地指出了弊端,。“第一次的橫導(dǎo)板,，我們設(shè)計(jì)的是圓形的,，劉院一看到就說，這個(gè)不能用到臨床上,，設(shè)計(jì)人員太閉門造車了,�,！眲⑿Х陆ㄗh導(dǎo)板要短一點(diǎn)，不能妨礙醫(yī)生手術(shù),，但是也不能太短,，被肌肉阻隔放不進(jìn)去。DrGekLim根據(jù)劉效仿的建議,，對導(dǎo)向器長度等進(jìn)行了改進(jìn),，第二套的導(dǎo)向器獲得了劉效仿的認(rèn)可，劉又提出了進(jìn)一步的修改建議,。

48小時(shí)定制出個(gè)性化“導(dǎo)向器”
經(jīng)過兩次的磨合后,，2016年7月份的一例手術(shù)提供了一個(gè)極好的實(shí)踐檢驗(yàn)機(jī)會(huì)。劉效仿覺得時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,，決定應(yīng)用導(dǎo)向器來做,。“周觀明主任給我的時(shí)間很緊,。因?yàn)槭中g(shù)多,，我必須在48小時(shí)之內(nèi)做出一套個(gè)性化的導(dǎo)向器，送到醫(yī)院消毒,�,！盌rGekLim拿到醫(yī)院給的患者影像圖后，在48小時(shí)內(nèi)完成建模,、導(dǎo)向器的設(shè)計(jì),，3D打印導(dǎo)向器和模型，然后送到佛山市中醫(yī)院消毒,。

最終,，劉效仿和周觀明使用3D打印個(gè)性化人工髖臼杯植入導(dǎo)向器實(shí)施了第一例全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，手術(shù)很順利也很成功,。8月份,，劉效仿在全國的骨科國際會(huì)議上分享了這項(xiàng)新的技術(shù)。11月份,，周觀明在COA國際會(huì)議上也分享了這項(xiàng)新技術(shù),。截至目前，佛山市中醫(yī)院共成功通過導(dǎo)向杯實(shí)施了4例“全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)”,，都達(dá)到高精準(zhǔn)度,。

24歲李小米是這個(gè)新技術(shù)的4個(gè)受益者之一，此前她因雙側(cè)髖關(guān)節(jié)疼痛,，影響到了正常的走路,，去年底在佛山市中醫(yī)院接受了“雙側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)”，如今已可棄拐正常行走,。手術(shù)后結(jié)果顯示,，植入她體內(nèi)的人工髖臼外展角右髖為41°,，左髖為39 .8°，均與術(shù)前規(guī)劃的40°相差小于2°,，實(shí)現(xiàn)了高度精準(zhǔn)植入,。“通過這個(gè)導(dǎo)向器植入,，可以最大可能地避免因植入精度不準(zhǔn)而可能造成的髖臼假體脫落或者磨損,，減少翻修的幾率�,！敝苡^明說,。

而對于DrGek Lim，導(dǎo)向器的成功不僅是事業(yè)上的成功,，在她看來能夠運(yùn)用高科技對醫(yī)生看病手術(shù)進(jìn)行幫助,，非常有意義�,！敖觼硐挛覀冇�(jì)劃開展100例臨床實(shí)驗(yàn),，并且收集數(shù)據(jù)，做成數(shù)據(jù)庫,，看看能有什么發(fā)現(xiàn),。”DrGekLim目前在佛山注冊了一家公司,，主要負(fù)責(zé)3D打印髖臼假體植入導(dǎo)向器的業(yè)務(wù),。而對于佛山市中醫(yī)院來說，3D打印導(dǎo)向器的成功也給他們提供了更多的啟發(fā)和思路,，劉效仿以及他的團(tuán)隊(duì)正在考慮如何將這項(xiàng)高科技應(yīng)用到骨科的其他手術(shù)中,。

來源:南方都市
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