來源:科技日報
人工智慧3D列印技術目前已在骨科手術中得到了較為廣泛的應用。解決了骨科手術“看不見、打不準、拿不穩”的難題,術前醫生可以根據3D打印出的全真模型進行手術入路的精準定位,合理規劃手術方案,在手術過程中操作輕鬆、得心應手。
彭昊
武漢大學人民醫院骨外科主任
髂骨是髖關節重要的組成部分,56歲的張阿姨由於患了髂骨腫瘤,連最愛的廣場舞也跳不動了。近日,武漢大學人民醫院骨關節外科副教授周建林團隊利用人工智慧3D列印技術,打印出張阿姨的髖臼髂骨缺損全真定位模型,並透過定製導板“導航”手術,為她精準實施了腫瘤切除。術後5天,張阿姨已能下地行走。
傳統的骨科手術僅僅根據影像學結果及手術醫生的臨床經驗實施,不僅操作不夠精準,而且創傷大、手術時間長,操作稍有不當就可能引起併發症。而且醫生憑經驗判斷骨腫瘤邊界,過多切除會增大損傷關節正常骨組織的風險,造成不必要的傷害;切除不夠則無法徹底清除腫瘤,導致骨病變組織殘留,致使骨強度降低,病人除了會繼續疼痛外,二次手術治療也將加大醫生的操作難度。此外,傳統手術過程中需要反覆進行影像透視以判斷切除程度,而高頻次的射線照射會對病人身體造成損害。
周建林表示,國內有醫生透過對股骨遠端腫瘤患者進行術前CT掃描採集資料,將資料匯入計算機中,利用計算機CAD軟體建模,在模型上模擬手術,再依據腫瘤的邊界利用3D打印製作的手術切除模板,在術中引導骨腫瘤切除。術後患者隨訪資料顯示,病灶處無復發、感染及斷裂等現象發生。運用這一方法,不僅可以提高手術的精確性,還可以讓手術時長減少一多半。
此次,周建林團隊也採用了同樣的方法。他們在手術前對張阿姨的髖臼髂骨按照1∶1的比例進行重建,並藉助人工智慧3D列印技術打印出全真定位模型,設計好腫瘤刮除路徑方案,併成功實施髖臼骨質病損切除+髖臼修補術,在空腔內植入人工骨材料同種異體骨。
術後X光片顯示,髂骨腫瘤全部被精準刮除,術後檢查髖關節活動度無異常,手術效果達到預期目標。
周建林團隊此次運用的人工智慧3D列印技術在列印過程中可以進行自主學習,分析列印問題,改善模型質量,縮短列印時間,更快捷地創建出更精確、真實的模型。目前這種技術已經開始運用於醫療器械、醫療模型、康復器械等的製造。
武漢大學人民醫院骨外科主任彭昊指出,人工智慧3D列印技術目前已在骨科手術中得到了較為廣泛的應用。解決了骨科手術“看不見、打不準、拿不穩”的難題,術前醫生可以根據全真定位模型進行手術入路的精準定位,合理規劃手術方案,在手術過程中操作輕鬆、得心應手。