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威爾斯親王醫院_3D外科手術應用

利用3D 列印模型進行術前規劃和模擬能將複雜手術所需的時間縮減一個小時,並提高手術成功率。

 

“3D 列印讓我們能進行深入評估和手術模擬,更能按病人骨頭的彎曲程度精確地放置植入體。”

香港中文大學矯形外科及創傷學系教授梁國穗

 

3D 列印降低手術成本

3D 模型協助醫院改進整形外科手術

目前,梁教授正在進一步拓展香港中文大學醫學院整形外科及創傷學系的角色。該系傳統上定位為學術臨床學系。在該系旗下的威爾斯親王醫院,梁教授正不斷提高外科手術的成功率和精準度,進而增強病人的信心,同時在創新性手術方法方面進行探索。他是如何做到的?答案是他透過3D 列印,在整形外科手術前創建骨骼模型和手術導板。

因為人體骨骼中的鈣會使掃描影像非常清晰,所以3D 列印是製作骨頭模型的理想工具。透過電腦斷層掃描技術(CT) 就可產出3D 列印所需的檔案。對於骨癌手術、退化性關節炎、四肢矯正及重組碎骨等各種情形,外科醫生能使用3D 列印製作的骨骼模型進行會診、評估以及對外科手術進行規劃。

節省手術的成本和時間

威爾斯親王醫院通過採用FDM™ 技術Fortus® 3D 製作系統列印外科手術導板和工具。在採用3D 模型進行手術準備之前,威爾斯親王醫院的外科醫生大多憑藉經驗和CT 掃描來進行手術的規劃,直到進手術室才能對規劃方案進行驗證。採用3D 列印模型縮短了手術過程,也提高了手術的準確性和成功率。

“病人的3D 列印骨骼模型被用於測試固定板或螺釘的不同位置。3D 列印讓我們能進行深入評估和手術模擬,能按病人骨頭的彎曲度更精確的放置植入體,令手術過程更順利。”

梁教授說。“出血和術後感染的風險也會降低。”骨癌手術中,最常見的一個切口位置是位於膝蓋關節附近的股骨末端。切口位置的精確度是完全切除腫瘤並重建肢端正常功能的關鍵。對車禍造成骨盆骨折的矯正是醫院另一項常見的手術,對精度的要求同樣極高。對於複雜的手術操作,如確定螺釘放置角度和金屬植入體的位置,3D 模型提供了高度可靠信的可試驗的空間。

從截骨矯正術(畸形骨矯正)到複雜的車禍骨折,威爾斯親王醫院都會用到3D 列印技術,而術前採用3D 列印模型平均可以將手術時間縮短一小時。

方法創新

香港中文大學矯形外科及創傷學進修培訓中心生物醫學工程師徐振星說道:“3D 列印技術的採用提供了一個創新外科手術方法的試驗平台。此外,該技術也增強了醫生與病人之間的交流。借助3D 列印模型,患者能更瞭解診斷和治療情況。”

除了列印手術導板之外,香港中文大學和威爾斯親王醫院進一步拓展了3D 列印技術的應用範圍,把技術應用於列印一次性的小型外科手術器具。

例如,矯形外科醫生通常會使用導板,以確保在螺釘釘入骨頭之前,就對螺釘進行精確定位。醫生需要根據病人獨特的組織結構及手術過程,為病人量身定做小型的塑膠導板。因為Fortus 3D 製造系統可使用可消毒的生物相容性熱塑塑膠PC-ISO®,臨床醫生能夠直接將3D 列印導板用在病人身上。例如在某個案例中,3D 列印導板的成本僅為港幣100 元左右,比傳統製作方法的成本低好幾倍,而且製作速度更快。

梁教授說:“3D 列印有助於我們推進醫療研發。在外科手術導板及手術器具製造領域,它(3D 列印)具有很大的潛力,而且,3D 列印所節省的成本可用於研發,最終惠及病人、外科醫生及研究人員。”

梁國穗教授將病人的CT 影像作為列印骨頭3D 模型的藍本。

外科醫生採用3D 模型進行術前規劃可在實際手術過程中提高精確度。骨癌手術中,最常見的一個切口位置是位於膝蓋關節附近的股骨末端。

如上圖所示,從截骨矯正術(畸形骨矯正)到複雜的車禍骨折,威爾斯親王醫院都會用到3D 列印技術。

盆骨骨折矯正術要求的精度極高。對於複雜的手術操作,如確定螺釘放置角度和金屬植入體的位置,3D 模型提供了高度可靠信的可試驗的空間。

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