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国内首例3D打印指导腔镜下复杂肝脏肿瘤切除术成功实施

 渐近故乡时 2015-04-24


导读:4月22日,国内首例3D打印指导复杂肝脏肿瘤切除术在南方医科大学珠江医院成功实施。南方医科大学珠江医院肝胆一科方驰华教授数字医学团队采用3D打印技术成功打印出巨大复杂肝癌患者的肝脏仿真立体模型,使得复杂肝脏肿瘤切除手术变得更快、更准确。

作者:徐平鸽 胡琼珍 范应方 编辑:林泉 来源:医学界肿瘤频道


肝脏肿瘤型似”小西瓜“,摘除遇难关


35岁的患者吴先生反复腹泻4年余,曾多次于当地医院就诊,诊断为“胃肠炎”,后到省城多家大医院诊断为“右肝巨块型占位”,肿瘤巨大(10.6×11.7×12.4cm),形似一个小西瓜,肝中静脉,门脉右支受压,伴肝硬化、脾大、肝内多发再生结节。因患者肝右叶巨块型肝癌与肝内血管关系密切,常规影像学方法不能提供血管变异诊断信息,无法评估大范围肝切除术后发生肝功能衰竭的风险,手术难度极大。




为进一步精确诊断和术前评估,经医学图像三维可视化系统(MI-3DVS)诊断分析发现,患者腹腔动脉系统变异畸形,门静脉系统变异畸形,肝脏肿瘤大且不规则,切多少留多少?怎样最大限度不损伤肝脏血管?怎样保证剩余肝脏的血供降低患者术后肝功能衰竭的发生风险?一连串的难题摆在面前。


3D打印实现看“瓜”下刀,让手术更精准





3D打印技术的应用成功解决了上述问题,医生术前通过肝脏3D打印模型直观、真实、多维度地了解肝动脉、门静脉、肝静脉变异,评估肿瘤与周围血管的空间关系及选择性半肝血流阻断的可行性。同时,将3D打印模型带入手术室与术中实时手术进行比对,通过调整3D打印模型并置于最佳解剖位置,为手术关键步骤提供了直观的实时导航;通过精确定位病灶、血管并确定手术切除平面,实时引导重要脉管的分离和肿瘤病灶的切除,保护了门静脉Ⅳ段分支,完整切除了病灶并保证切缘阴性和避免重要解剖结构的副损伤,将肝脏切除部分由常规手术的70%~80%减少到42.8%,从而提高了手术的精准性,降低了手术风险,并且降低了肿瘤伴有肝硬化患者术后肝脏衰竭的发生率。


经过5个多小时的手术,在3D打印指导下,这台国内首例腔镜下肝脏肿瘤切除术顺利结束,患者目前状况良好。


3D打印实现人脑三维重建具象化


传统肝胆外科手术术前疾病的诊断和手术方案的制定依靠CT和MRI等影像学资料,肝胆外科医师需经过具备良好的阅片基础和临床经验才能精确的进行疾病的定性和定位诊断,并据此制定手术规划。外科医师对患者腹部脏器立体解剖结构的认识依靠人脑的三维重建,正确与否受个人经验的影响,且无法实时呈现和永久保留在整个治疗团队面前,重建的结果不确定性,给手术带来一定的盲目性和误导性。计算机三维重建和可视化仿真手术虽然省略了人脑三维重建的过程,并且纠正了可能出现的错误,但医务人员仍然离不开电脑,必须通过电脑观察三维图片和视频。




3D打印技术实现了从“人脑三维影像”、“电脑三维影像” 到“真实三维解剖实物”的跨越式转变。它不仅可以使肝脏和相应的病变部位以1:1比例的“实物”的形式呈现在医生和患者及家属面前,而且可以用Tango或Vero等透明材料打印肝脏实质和包膜,用不同的颜色将肝脏内血管进行区分。使医生在术前可以精确评估病变范围与临近脏器组织的三维空间关系,制定详细的手术规划,设计手术入路,极大的提高了手术的精准性,最大限度的降低手术风险和并发症。值得指出的是,3D打印技术也有一定局限性:一方面,3D打印物理模型的质量受到CT/MRI图像质量、打印材料的类型及质地影响;另一方面,肝脏3D打印的耗时及高费用,限制了其在肝脏外科的应用,只是适合部分选择病人,不适合于急诊病人。


术者感悟


方驰华教授介绍,“3D打印技术医学应用前景良好,不仅人体器官的3D模型现用于术前规划和手术间接导航,而且已经有3D打印的器官组织如下颌骨、器官支架、颅骨,脊柱、骨盆等,均已经进入临床;未来将会实现活体组织和器官的3D打印,有助于人类疾病的深入研究。3D打印模型同时还可以应用于术前讨论以及对年轻医生进行培训,同时方便患者及家属可以详细直观地了解病情,正确认识手术风险,从而形成良好的医患沟通,减少纠纷可能”。


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