构建生命之窗|借助3D打印技术规划肿瘤手术

Nicklaus儿童医院位于迈阿密,设有心血管手术高级项目实验室(APL),利用多种数字3D技术(包括Stratasys 3D打印机)为儿科患者讲解解剖结构及规划外科手术。

在之前的一份案例研究中,Nicklaus儿童医院采用3D打印技术帮助修复儿童心脏,展示了解剖模型在临床环境中的巨大潜力。

一名8岁的男孩Roy不幸罹患一种难以治疗的肿瘤疾病,Nicklaus儿童医院最近便为Roy规划了一场手术,挽救了他的生命。

罹患的癌症称为骨肉瘤,对生命有潜在的危害性,并且生长在外科医生通常难以触及的部位,为了应对这一相当复杂且困难的病例,Nicklaus儿童医院的外科医生(多学科团队成员)必须做好术前规划。

然而,Roy的案例也给了医学博士Robert Hannan(APL主任)一个机会,来实现实验室的目标:为患者和家属带来希望和未来。

“我们非常想要找到可以应对这种疾病的方式,找到可以解决这个问题(骨肉瘤)的方法,让一切恢复原状,并且把对患表的影响降到最低。”

  ——Jordan P. Steinberg博士

  颅面外科主任

该医院外科主任John Ragheb博士帮助外科医生确认了肿瘤位置——在大脑和眼睛下方,这个位置很难触及,但想要进行治疗也并非完全不可能。

APL团队利用Synopsys Simpleware软件导入并拆分Roy的颅骨、相关解剖特征和肿瘤的成像数据,以此帮助准备外科手术。然后使用Stratasys J5系列3D打印机,将得到的分段数据用于制作诊断医学模型*。

Stratasys J5系列3D打印机

  利用 Stratasys J5系列3D打印机制作3D打印颅骨

“该模型对我们有非常大的帮助,它让我们能设想如何触及肿瘤。”

  ——Ragheb博士

该团队最终成功为Roy切除了肿瘤,手术主要通过孩子的口腔切除完成,可避免留下毁容性疤痕。这项技术是从发际线后开口,打开部分头颅,然后移除脸颊的一小部分,这样外科医生就可以直接从上方看到肿瘤。

除了制作3D打印模型,还将数据导入到增强现实(AR)工具DICOM Director Intravision XR中,以便通过 Microsoft HoloLens 2查看模型,这让Roy及其家人可以看到颅骨并更好地了解手术。

3D打印

“有了3D打印,我们能够向患者及其家属解释我们到底要在哪个部位进行怎样的操作,我们需要处理的周边结构是什么。我们能以一种全新的方式去沟通手术的风险和益处。”

  ——Jordan P. Steinberg博士

  颅面外科主任

对于外科手术规划方面的突破,Hannan博士强调称“作为我们在行业内的合作伙伴,Stratasys 10年来一直在为我们提供帮助,此外还有Simpleware、SphereGen DICOM Director 和 Microsoft。”

与这些公司的合作十分重要,他还提到Nicklaus儿童医院的长期目标——利用这些技术为像Roy这样的儿童找到治疗方案。

Stratasys打印机

*Synopsys Simpleware软件经过FDA 510(k)认证,可以使用包括J5系列在内的其他Stratasys打印机从DICOM数据进行图像处理,再导出用于3D打印的文件。Simpleware软件已通过Stratasys打印机和材料的验证,适用于特定的解剖结构,并使Stratasys用户能够直接使用患者特定图像生成的的诊断医学模型

下载白皮书《3D打印在手术规划领域的应用》