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上交大醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院王旭東《3D打印技術(shù)在顱頜面外科中的應(yīng)用---潮流與思考》

3D打印動(dòng)態(tài)
2018
11/16
15:41
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評(píng)論

2018年10月26日,,由上海市人民政府指導(dǎo)、上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)支持,、上海市增材制造協(xié)會(huì)主辦的第三屆SAMA國(guó)際論壇暨2018世界3D打印年會(huì)在上海盛大開(kāi)幕,。吸引了來(lái)自中國(guó)、美國(guó),、英國(guó),、法國(guó)、德國(guó),、荷蘭,、比利時(shí),、新西蘭、加拿大,、日本,、韓國(guó)、瑞典,、埃及,、土耳其、烏克蘭,、瑞士,、以色列等來(lái)自全球30余國(guó)近100位全球頂級(jí)專家以及近1000名參會(huì)代表出席。10月27日,,同期舉辦了3D打印醫(yī)療應(yīng)用論壇,來(lái)自國(guó)內(nèi)外醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)專家做了精彩分享,。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院教授王旭東發(fā)表了《3D打印技術(shù)在顱頜面外科中的應(yīng)用---潮流與思考》的分享,。


從1995年開(kāi)始了3D打印解剖模型的應(yīng)用,舉個(gè)例子,,這是19歲女孩子面部有個(gè)腫瘤,,引起異常,同時(shí)可能引起眼睛的問(wèn)題,,打印了3D打印的頭模,,進(jìn)行了模擬手術(shù),把對(duì)側(cè)的組織結(jié)構(gòu)做了一個(gè)貼近的假體,,然后做了翻膜的假體,,然后通過(guò)導(dǎo)航技術(shù),進(jìn)行精準(zhǔn)的安全的手術(shù)的切除,,最后一張圖實(shí)際上腦膜的顯示,,這是顱和面的聯(lián)合切除,通過(guò)精準(zhǔn)的切除以后,,通過(guò)個(gè)性化的假體做一個(gè)精準(zhǔn)的安置頜面骨組結(jié)構(gòu)的恢復(fù),,這是術(shù)前和術(shù)后,可以保證她的外形恢復(fù)她的功能,。兩年半以后腫瘤切的很干凈沒(méi)有復(fù)發(fā),,外形上軟組織略有收縮。解剖模型用了兩次,,一個(gè)是對(duì)于疾病的認(rèn)識(shí),,第二個(gè)是假體的制造,翻膜技術(shù)的應(yīng)用,。

打印導(dǎo)板會(huì)成為一個(gè)常態(tài)化,,科里基本上所有骨組織手術(shù)都用了三維設(shè)計(jì),。做的最多的是這樣的病例,叫頜骨畸形的病例,,中國(guó)常見(jiàn)的是地包天的病人,,需要把錯(cuò)位的骨頭重新人工骨折以后移到正確的位置上,再進(jìn)行一個(gè)鈦板的固定,。這個(gè)過(guò)程當(dāng)中要有依據(jù)的指導(dǎo)醫(yī)生在手術(shù)當(dāng)中把骨頭放在什么位置,。

所以有一個(gè)依據(jù)通過(guò)牙和牙的咬合位置作為移動(dòng)的參考,電腦里面可以使骨頭進(jìn)行移動(dòng),,通過(guò)牙的互相關(guān)系,,通過(guò)軟件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)頜板,然后進(jìn)行手術(shù),。這是應(yīng)用,,手術(shù)前和手術(shù)后得到了改善,功能得到了恢復(fù),。去年我們應(yīng)用了將近823例的手術(shù),,利用3D打印導(dǎo)板。

還有人下巴比較小,,可以做一個(gè)很簡(jiǎn)單的手術(shù),,把下巴往前移,這個(gè)手術(shù)里就會(huì)有一個(gè)導(dǎo)板,,導(dǎo)板指導(dǎo)我們?cè)趺唇庸�,,然后往前移到什么位置才可以更�?duì)稱,這個(gè)就有一個(gè)定位導(dǎo)板,,這邊定位導(dǎo)板固定以后打一個(gè)接骨板就可以固定住了,。這就是手術(shù)以后的情況,整個(gè)的面部就得到了改善,。當(dāng)然這個(gè)導(dǎo)板可以有各種各樣的,,比如說(shuō)這個(gè)下巴比較寬可以縮窄,下巴比較長(zhǎng)可以縮短,,這個(gè)就是縮窄和縮短的設(shè)計(jì),。這是一個(gè)前移的設(shè)計(jì),通過(guò)不同接骨線的改變達(dá)到不同的需求,,患者對(duì)自己的下巴可以有不同的要求,。

大家知道韓國(guó)臉,顴骨的縮窄,,這個(gè)是下頜角的切除,,下頜角肥大的病人,通過(guò)手術(shù)以后,,就完全變了一個(gè)人,,身份證是要換的,,這個(gè)是小下頜的病人,我們?cè)趺蠢?D打印技術(shù)指導(dǎo)我們的手術(shù),,這個(gè)也是我們從骨科學(xué)來(lái)的,,我們應(yīng)用牽張成骨技術(shù),骨頭打斷,,然后裝置不斷延長(zhǎng),,骨頭就可以延長(zhǎng),我們用到頜骨上,,頜骨用的比長(zhǎng)骨多,,因?yàn)檠┍容^好,效果可預(yù)測(cè),,所以我們反而應(yīng)用比骨科多,。

三維設(shè)計(jì)里面可以看到神經(jīng)如果損傷下唇就麻了會(huì)引起很多的問(wèn)題,我們不斷的設(shè)計(jì),,模擬當(dāng)骨頭延長(zhǎng)以后達(dá)到什么樣的情況,,然后我們?cè)O(shè)計(jì)導(dǎo)板,設(shè)計(jì)導(dǎo)板就可以指導(dǎo)我們進(jìn)行手術(shù),,這就是手術(shù)安裝完以后在嘴巴里面露出兩個(gè)小頭,,我們不斷的進(jìn)行啟動(dòng)牽引器,,這個(gè)地方成骨,,骨頭就延長(zhǎng)了,下頜骨就延長(zhǎng)了,。我們還做牙齒擁擠的矯正,,前面的照片這里是黑的說(shuō)明沒(méi)有成骨,這里變白說(shuō)明了骨質(zhì)不斷的生成,,這是5個(gè)月以后拆除以后,,對(duì)比5個(gè)月前得到了翻天覆地的改變,然后我們繼續(xù)做矯正,,在18個(gè)月之內(nèi),,不管從外形還是牙齒都得到了非常好的恢復(fù)病人也非常滿意。

這個(gè)可能是更稍微復(fù)雜一點(diǎn),,這個(gè)是頜骨腫瘤引起的缺損,,這么漂亮的女孩子術(shù)前因?yàn)轭M面部腫瘤,怎么把腫瘤既切干凈,,又能恢復(fù)以后可以使她恢復(fù)到腫瘤之前的美貌,,通過(guò)我們的設(shè)計(jì),我們有一個(gè)導(dǎo)板先在電腦做一個(gè)腓骨重建下頜骨,�,?梢员WC外形,,另外和重要的一點(diǎn),我們頜骨的重建還要一個(gè)考量我們還要裝牙,。頜骨重建當(dāng)中有一個(gè)比較不一樣的地方,,是我們需要咀嚼功能的恢復(fù),要裝牙,。而且頜骨周圍的軟組織包裹是很薄的,,相對(duì)髖關(guān)節(jié)這么多的肌肉包住,對(duì)于我們來(lái)說(shuō)只有很薄的口腔黏膜包括皮膚,、肌肉是很薄的一層,,如果3D打印金屬假體是需要更長(zhǎng)的更深入的研究,目前為止我們還是用自體組織瓣修復(fù),,我們使她恢復(fù)了基本的面型,。

頜骨缺損的時(shí)候用3D打印植入物可能存在很多潛在的風(fēng)險(xiǎn),但是這個(gè)題目怎么實(shí)現(xiàn),,這個(gè)是我們根據(jù)我們的臨床的需求,,對(duì)于頜骨畸形地包天的矯正要做手術(shù),要人工骨折移到新的位置,,在新的位置上進(jìn)行接骨板固定,,這個(gè)過(guò)程中如何控制頜骨的位置很重要,不同的頜骨位置帶來(lái)的是不同的面型,。

剛才專家說(shuō)的提到誤差是1.2毫米,,對(duì)于我們來(lái)說(shuō)不夠準(zhǔn),我們重新設(shè)計(jì)了這么一套系統(tǒng),,通過(guò)金屬的3D打印的技術(shù),,我們知道技術(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?我們看一下這個(gè)病例,,這個(gè)就是地包天的病例,,我們要讓上頜骨前移,下頜骨后退,,而且下頜骨會(huì)分成5塊重新整合,,這個(gè)就是上頜骨往前移,這個(gè)是以骨表面作為參考的鈦合金打印的接骨導(dǎo)板,,接骨導(dǎo)板有一個(gè)預(yù)設(shè)的釘孔,,可以讓接骨導(dǎo)板貼合的放在頜骨的表面,同時(shí)有一條槽指導(dǎo)我們?cè)趺唇庸�,,方向是什么,。在接骨的時(shí)候有效的提供更高的安全性。上頜骨往前移,往下降,。前面我們看到過(guò)之前我們以牙齒關(guān)系作為參考,,所以要把上下牙綁在一塊再?gòu)濃伆澹?jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生彎接骨板的水平和差的醫(yī)生玩接骨板的水平就不一樣,,鈦板是有彈性的,,可能會(huì)讓位置不那么精準(zhǔn)。因?yàn)榍懊嬗蓄A(yù)設(shè)的釘孔,,我們可以把上頜骨重新定位,,而且進(jìn)行固定,就去掉了一步重新彎接骨板非常依賴手術(shù)醫(yī)生的過(guò)程,,也可以讓這個(gè)手術(shù)非常簡(jiǎn)化,,就像我們買(mǎi)了宜家的家具在家里安裝一樣。

下頜骨也是同樣的處理,,最體現(xiàn)技術(shù)的是在下頜骨前部的手術(shù),,下頜骨通過(guò)5種顏色可以發(fā)現(xiàn)分為5塊,前面分三塊,,兩種分兩塊,,下面這塊還要往前移,如果用普通的接骨板的話,,要求醫(yī)生技術(shù)非常高�,,F(xiàn)在我們有3D打印接骨板有預(yù)設(shè)的釘孔,我們通過(guò)指導(dǎo)的截骨線截下來(lái),,然后這個(gè)是再定位的接骨板,,然后把螺絲打上去,骨頭就到了我們?cè)O(shè)定的位置,,精度實(shí)現(xiàn)是非常準(zhǔn)的,,小于1毫米的誤差,。

我們自己有自己的打印,,談一下感受,我們發(fā)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)當(dāng)中,,不同的打印機(jī)不同的打印原材料打印出來(lái)的導(dǎo)板變形率都是不一樣的,,這點(diǎn)如果當(dāng)你作為一個(gè)企業(yè),你直接向醫(yī)院向醫(yī)生提供服務(wù)的時(shí)候可能就會(huì)碰到問(wèn)題,,也就是黃處說(shuō)的這個(gè)責(zé)任到底是企業(yè)還是醫(yī)院的,。

我只說(shuō)這一點(diǎn)跟醫(yī)生相關(guān)的在這兩方面存在比較多的問(wèn)題,比如說(shuō)這是一個(gè)病人小下巴的病人,,我們要給他做的是,,這也是3D打印的鈦金屬,給他做上頜骨后退,下頜骨往前移,,這是我們?cè)O(shè)計(jì)的非常漂亮的導(dǎo)板,,手術(shù)也很順利,做完以后我們發(fā)現(xiàn)很奇怪,,這個(gè)人牙齒有點(diǎn)咬不上,,后來(lái)拍了片子,普通的X光片看不到,,再看了CT都蠻好的,,仔細(xì)一看我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)地方有一個(gè)嚙合關(guān)節(jié),如果我們張嘴的時(shí)候發(fā)現(xiàn)你的耳朵前面有一個(gè)會(huì)動(dòng)的嘴巴一張,,這個(gè)會(huì)出現(xiàn)凹陷這個(gè)就是嚙合關(guān)節(jié),,這個(gè)位置理論上再往后一點(diǎn),這個(gè)往前走了,,牙齒就咬不大好了,,為什么出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題,再回去我們看到?jīng)]有做手術(shù)之前,,拍CT的時(shí)候就出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題,,所以這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中不管是技術(shù)人員還是審核方案的一生都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)他的關(guān)鍵的位置沒(méi)有處在生理的位置上,在錯(cuò)誤的位置上做了正確的設(shè)計(jì),,還是一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)果,,這個(gè)我想應(yīng)該主要是醫(yī)生的問(wèn)題。

另外一例病例,,因?yàn)槟[瘤切除半側(cè)牙都沒(méi)了,,一半牙都沒(méi)了,時(shí)間長(zhǎng)關(guān)節(jié)前移了,,首先關(guān)節(jié)復(fù)位,,然后再來(lái)通過(guò)鏡像回復(fù)頜骨形態(tài),規(guī)劃做的非常好,,各式各樣的導(dǎo)板,,一系列的導(dǎo)板做得都很好,手術(shù)以后這是我們看到的,,后來(lái)發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題呢,?也是同樣的問(wèn)題,關(guān)節(jié)的位置沒(méi)有在應(yīng)該有的位置上,,又往前了,,這是誰(shuí)引起的,這是醫(yī)生引起的,,所以有一個(gè)好的設(shè)計(jì)沒(méi)有一個(gè)正確的執(zhí)行也得不到一個(gè)正確的結(jié)果,,這是我從醫(yī)生角度進(jìn)行反思。

另外病例的選擇,醫(yī)生的資質(zhì),,工程師資質(zhì),,很重要的一點(diǎn)我想提醒的是作為這么一個(gè)所謂的導(dǎo)板與植物物3D打印真的要在臨床上應(yīng)用,既要教工程人員技術(shù)人員怎么做醫(yī)學(xué)設(shè)計(jì),,我們要把工程人員帶到手術(shù)室看手術(shù),,讓他們理解手術(shù),同時(shí)要教執(zhí)行手術(shù)的醫(yī)生怎么規(guī)范的按照你的手術(shù)導(dǎo)板來(lái)完成手術(shù),,這兩個(gè)缺一不可,,缺了一個(gè)就可能達(dá)不到你想要的正確的效果,就不能充分體現(xiàn)我們3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì),。

所以我想3D打印未來(lái)已來(lái),,但是應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)還是客觀存在,也是顯而易見(jiàn)可想而知的,,所以如何進(jìn)行醫(yī)工交互和合作是非常重要的,。

來(lái)源:SAMA國(guó)際論壇



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