重度脊柱侧弯患者经历八次手术失败,3D打印指导手术顺利完成

3D打印生物医疗
2022
09/15
11:22
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来源:materialise 玛瑞斯  

2021年,一位患有重度特发性脊柱侧弯/侧凸的14岁少女Zoé Maldonado,Lomas Verdes创伤与骨科医院的脊柱中心主任Hugo Vilchis Sámano带着她找到玛瑞斯 ,寻求三维重建与3D打印技术的帮助,以指导重度特发性脊柱侧弯患者的手术治疗。
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脊柱侧弯是脊柱的一个或数个节段向侧方弯曲,伴有椎体旋转的三维脊柱畸形,不仅影响体态,还常伴有疼痛或不适,严重时还可引发心肺功能异常,是危害青少年健康的常见病之一。作为脊柱外科与创伤骨科的专家,Vilchis医生表示三维重建和3D打印可以帮助他的团队提高Zoé手术成功率。在经历了八次手术治疗失败后,Zoé亟需新的手术干预治疗来恢复她的肺活量,脊柱侧弯已经导致她的肺活量严重下降,需要通过额外持续吸氧来维持生命。然而,其他的脊柱疾病专家认为Zoé的脊柱是不适宜再手术的,因此拒绝对Zoé进行手术干预。

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△Zoé手术前

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△Zoé手术前和父母合影


而Vilchis医生通过Materialise Mimics创新套件 (Mimics Innovation Suite, MIS),利用断层扫描影像实现脊柱的三维重建。Mimics强大的软件工具包可以在短时间内实现每块椎骨的精准重建,同时借助Stratasys的PolyJet技术1:1 3D打印出脊柱。该技术由喷头将微滴光敏树脂喷在打印底部上,再用紫外光层层固化,层厚可薄至微米级,可高精度地完成精细形状的构建,确保术前脊柱的真实再现。
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△利用MIS进行的脊柱三维重建

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△Stratasys打印的脊柱模型


数字化和3D打印模型能让我们准确地了解患者的脊柱结构。


——Hugo Vilchis Sámano医生


脊柱不仅有脊髓这个“高危区”,且毗邻心脏、肺脏、主动脉等极其重要的脏器组织,脊柱矫正涉及解剖结构十分复杂、精度要求极高,因此手术难度大、风险高,稍有不慎就可能造成截瘫,甚至危及生命,因而矫正脊柱畸形的手术被誉为骨外科手术“皇冠上的明珠”,对医生的技术和团队配合程度考验极大。

在Materialise玛瑞斯的技术支持下, Vilchis医生的团队可以通过3D打印模型观察脊柱畸形,定位手术区域,精确测量进钉等角度,演练手术步骤,制定了详细手术计划,这个曾经被认为无法进行手术的病例取得了重大突破。

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Vilchis医生评价道:“数字化三维重建与3D打印模型能够准确复刻患者脊柱结构的细节,让我们能够准确地了解患者的脊柱结构。我们利用了3D打印技术进行了两次手术,第一次是为了植入螺钉、螺塞等配件装置。手术很成功,没有出现任何失误,而且手术时间还缩减了40%。”

第二次手术是要切除部分椎骨从而尽可能的矫正脊柱侧弯。Vilchis医生告诉我们:“第二台手术是更复杂的,这是因为我们面临着一个巨大的挑战——患者的脊髓功能丧失,这意味着患者的运动功能可能会严重受损,我们花了整整三个小时,抢救她的脊髓功能,最后终于成功了。但可以肯定的是,如果没有3D打印模型,手术是不可能成功的。”

Vilchis医生团队借助数字和3D打印解剖模型在极度复杂的病例中进行了手术规划,也是墨西哥首例运用三维重建与3D打印技术的手术 ,最后Vilchis医生也表示希望继续在脊柱侧弯项目中使用这些技术。
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▲ Zoé的家人和Vilchis医生的医疗团队


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▲ 2021年11月,墨西哥,Materialise和Intelligy团队(利用Stratasys设备打印出脊柱模型的公司)在此案例正式介绍会上的合影


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