21 世纪计算机技术的飞速发展,也推动着医学技术不断进步,其中不得不提的就是 3D 打印技术。最近,一篇由 Ory Wiesel 等发表在 Images in Surgery 杂志上的文章,为我们提供了将 3D 打印技术应用在外科的成功案例。
病例介绍
好,我们先来看这个病例。
女,71 岁,左侧肩背部痛入院,诊断为左侧肺上沟癌,T4N0 期。新辅助化疗结束后的 CT 显示肿瘤侵犯了第一、二肋骨和锁骨下静脉、主动脉、左上肺动脉、左下肺静脉。
肺上沟癌的手术入路通常有两种:半开胸式前侧入路;后外侧开胸入路。这两种入路各有优缺点,后外侧入路有利于处理前 3 肋,前侧入路有利于处理受侵犯的大血管,但椎旁解剖就会比较困难。
那究竟采用哪种方式?面对这个难题,文章中的外科医生选择借助 3D 打印技术。
这个 3D 模型清楚的展现了该患者受侵犯的前胸壁和未受侵犯的血管结构(如图),医生最终决定选择后外侧入路,并成功实施了 R0 切除,最终证明这是安全有效且无血管问题遗留的手术入路。
图 3D 打印模型+切除肿瘤+术前影像
这个病例展示了 3D 打印技术在设计手术入路时的巨大帮助,使我们能在手术中最大程度的遵守肿瘤外科和血管外科原则。
究竟什么是 3D 打印技术?
3D 打印技术就是将收集到的数据立体化建模,并将其打印为模仿真实组织、器官解剖结构的模型。
3D 打印技术+外科有多么强大?
与传统的影像技术相比,3D 打印建立的模型是可触及的三维立体模型,试想在你面对一台复杂的手术之前,已经有机会看到并触摸到各种结构,如何选择切口、如何选择手术入路,手术之前你已经做了充足的准备,甚至可以在 3D 打印模型上操作一把,这对外科医生来说意义非凡。
还记不记得前些天 3D 打印帮助乌龟重建龟壳的新闻?3D 打印技术早已经有很多应用于我们的外科的例子。如气道食道重建、活体肝移植、主动脉瘤模型助力血管内修复、整形外科、复杂骨折等等。
还记不记得在术前谈话时病人听的云里雾里的表情?不仅是手术,在术前谈话时,通过 3D 打印患者的模型,医生可以为患者及其家属直观的讲解疾病的复杂程度、手术过程及其中的难度、可能的并发症,使医患沟通更加直接,个性化。
还记不记得解剖课上,大家踊跃的争取在尸体上操作的机会?大家对尸体来之不易投入巨大的唏嘘?千百年来,医学生一直依靠图书和尸体学习解剖,然而教学尸体的珍贵和稀缺使得解剖的学习显得有些困难,随着 3D 打印技术的发展,3D 打印科教模型等将会为我们的解剖学习带来新的面貌。
还记不记得自己做助手时渴望主刀却又苦于没有练习机会的心情?也许未来对外科医生的培训与考核都会建立在 3D 打印技术之上,通过在模型上的练习,使得年轻医生在正式上台前熟悉手术过程,并有能力操作。从这个意义上讲,3D 技术很有可能改变我们外科医生的学习模式。
3D 打印技术+外科在中国
2014 年 12 月湘雅正式成立了全国首家 3D 打印临床应用研究所。
在我国,3D 打印应用于越来越多的手术中:骨肉瘤手术、连体婴儿分离手术、肾脏切除手术、腹主动脉瘤切除、乳腺癌保乳手术、全脑缩小整形手术、耳廓再造手术、拼肝手术等。
3D 打印技术的不足
虽然我们说 3D 有这么多的优势,但截至目前,还没有对照研究来证明它对于传统的方法的优势,在这方面,我们还需要更多的数据说话。
3D 打印技术总体上讲,还是一个发展历史很短的新技术,尤其在生物制造领域属于刚刚起步的阶段,在很多方面还不是非常的成熟。比如打印材料方面,多种不同材料的符合打印技术还有待突破,而这在骨科器械领域的需求尤为突出。
此外还有成本较高的缺点,据国内一家公司报道,一根小腿部骨头的打印成本是 2000 元,但是从德国进口的设备一台就要 400 万元,而这种设备的核心技术国内几乎是空白。
展望
3D 打印技术正在快速进步,尽管短时间内还不能发展为外科的主流技术,但不久的将来,它会为外科乃至整个医学带来翻天覆地的变化。
最后,借用中国工程院院士戴尅戎说的话来结束,「3D 打印技术是制造领域的一场变革性技术,借此可以实现个性化产品的批量生产,这恰好契合了医疗产品个性化的需求,所以,他是颠覆性的」。