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3D打印技术,开启医疗新未来
——市中心医院完成我市首例血管外科高难度手术小记
张冰 陶紫君 王园媛

↑用3D打印技术做出来的血管模型。

市中心医院血管外科医生为患者进行体外开窗手术。

    亮点1

    高风险!

    3D打印辅助“体外开窗”,成功拆除患者体内“炸弹”

    亮点2

    高难度!

    自行绘制三维模型,利用新型技术独立完成全程手术       

    对于生活在互联网时代的人来说,“3D打印技术”这个概念并不陌生,但将3D打印与医疗联系在一起,会产生怎样的效应?

    本月初,市中心医院血管外科介入手术团队应用“3D打印技术辅助覆膜支架体外开窗腔内修复术”成功救治了一位胸主动脉夹层患者。目前,患者已顺利康复。

    这是我市首次将“3D打印技术”应用在血管外科领域。据该院相关专业人士介绍,这种新型的手术方式得到了业内专家及患者的好评,标志着市中心医院血管外科在微创救治大血管复杂病变技术上已达到疆内先进水平。

    患者体内埋“不定时炸弹”

    11月1日凌晨,今年50岁的杨先生突发胸背部剧烈疼痛,伴随大汗等症状,在市中心医院检查后,被初步诊断为胸主动脉夹层,收治于该院血管外科。

    11月1日9:30,市中心医院血管外科全体医师在交班室眉头紧锁,齐刷刷地注视着屏幕上患者的黑白CT影像图片——患者从胸主动脉一直到肾下的腹主动脉管腔撕裂,出现了一条线型的分隔,属于非常典型的主动脉夹层。

    主动脉是人体的一条主要血液输送“干线”,负责人体脑部、四肢及主要器官的血液供应。主动脉夹层指由于各种原因造成主动脉壁内膜破裂,血液从主动脉内膜撕裂处进入主动脉中膜,使中膜分离,沿主动脉长轴方向扩展形成主动脉壁的真假两腔分离状态。本病极其凶险,动脉壁夹层一旦破裂,高压动脉血将高速喷涌而出,病人可快速失血死亡。杨先生随时都有生命危险!

    主动脉夹层在外血管外科并不算罕见,但是仔细研究杨先生的病情后,血管外科的医生陷入了纠结:杨先生的主动脉夹层病情严重,若选择传统的开放手术,手术难度和创伤都很大,患者死亡率及术后并发症发生率都较高;若选择微创,目前常规的腔内覆膜支架修复技术需要牺牲患者左侧给脑部供血的优势椎动脉,术后患者可能会面临脑梗、偏瘫、上肢无力、日常生活受限等诸多风险。

    能不能找到一种更好的方案,既能治愈疾病又能最大限度保证患者的安全?

    面对患者和家属期待却又焦灼不安的眼神,经过彻夜思考和论证,血管外科主任刘军乐想到了一个新办法——3D打印技术。

    3D 打印成“救命稻草”

    根据目前的情况来看,要救活患者,唯一的解决办法就是覆膜支架体外开窗+腔内修复术,该手术效果好、安全性高。但是,该手术对医生精准操控支架释放水平的要求极高,一旦开窗定位有误或缝制有漏,便会导致支架与主动脉弓上脑部供血血管不能完全接合,从而造成开窗手术失败。因此,市中心医院以往均外请专家对主体支架进行定位开窗,本院医生尚未独立完成过该手术。

    经过5年的学习和实践准备,目前,市中心医院血管外科已经具备了独立完成该项手术的条件。如何才能准确掌握主动脉弓上的分支血管发出位置,精准完成定位开窗呢?3D打印技术成了关键。

    刘军乐告诉记者,作为现代科技蓬勃发展的标志性产物,3D打印技术在近年来逐渐进入科研和临床领域。3D打印技术辅助医疗救治在国内始于2009年,在骨科、修复外科、口腔科应用较广泛,但在血管外科应用较少,国内仅有一些大型权威医院开展过,在疆内更是屈指可数。

    “世界上找不出两片完全相同的叶子,同样,每个患者的病情不同,血管解剖形态不同,所需要的治疗器材和器具也不尽相同。术前精确的测量,术中准确的操作,是保证手术成功的关键。”刘军乐说,3D打印技术能够将需要治疗的靶血管进行等比例打印,将主动脉模型真实再现,让医生在体外开窗手术前直观了解手术部位的三维结构,有助于规划更为精准的手术方案,甚至可以术前模拟操作,提高术中操作的准确性。尤其针对复杂的血管腔内手术,可以很好地降低手术风险,提高手术的成功率。

    救人刻不容缓,经过反复论证,在和患者家属充分沟通下,血管外科全体医生决定迎难而上,为患者定下了“3D打印技术+体外开窗+全腔内治疗主动脉夹层”的治疗方案。

    多科室配合成功“拆弹”

    手术方案确定之后,刘军乐经过积极协调,将患者的CT扫描影像学数据进行了毫米级精细化处理,在获取精细化空间数据后,通过专用的医学图像数据处理软件,将患者动脉CT进行图像分割,重建为三维模型,再将建模文件交给内地专业的打印工厂,通过3D打印技术,将患者的胸主动脉及周围血管以1:1的比例精准打印出来。

    3天后,刘军乐将跨越千里的3D模型交到了市中心医院介入手术室护士长石燕手中。

    这个模型看起来晶莹剔透,如水晶雕琢一般,每一个纹路都清晰可见——这是手术能否顺利开展的关键所在。

    为确保消毒后模型不会发生任何变化,石燕立即查阅资料和文献,同时向内地同行专家请教,以明确其材质的属性。为了稳妥起见,石燕放弃周末休息时间,按照严密的流程将模型送至供应室并按时取回锁入专用柜内。

    经过完善的沟通和精心准备,11月8日清晨,市中心医院介入手术室内开始了周密的准备工作。

    10时,手术正式开始。刘军乐重新复习了一遍患者的动脉三维影像,开始为麻醉状态的患者进行胸主动脉支架的体外开窗术。他穿着15公斤重的铅衣,弯着腰,反复将3D打印模型与覆膜支架进行比对,一点一点地在支架上切开窗口,仔细定位,细密缝合。时间一分一秒地流逝,手术室的氛围紧张而有序,刘军乐屏息凝神,紧盯着屏幕上的图像,保证每一个细小的动作都精准到位。

    在介入手术室护技团队和麻醉科的紧密协助下,由刘军乐带领的血管外科团队成功为杨先生实施了胸主动脉夹层覆膜支架腔内隔绝术,不仅封堵了胸主动脉夹层的破口,还成功保留了优势椎动脉发出的左锁骨下动脉,手术大获成功。

    新技术获历史性突破

    手术影像见证了每一位手术参与者的辛勤与智慧。手术顺利结束后,刘军乐与患者家属一同观看了手术影像。患者家属看着医护人员被汗水浸透的衣服,拉着刘军乐的手泣不成声:“在我看来,你们就是天使,我们一家人都不会忘记你们的付出!”

    在刘军乐看来,这次手术的成功,凝聚了太多人的心血,是血管外科全体医护人员厚积薄发、坚持不懈的结果。

    机会总是留给有准备的人。此次手术中构建的动脉三维模型,是刘军乐自行学习医学图像数据处理专业软件、研究国内外相关文献后自行绘制而成。之所以能够在短时间内完成模型构建,得益于刘军乐在开展相关课题研究时积累的宝贵经验。

    早在2018年,市中心医院血管外科就开始了计算机辅助医疗的研究工作。刘军乐分别以“股动脉血流动力学特征与动脉硬化病变关系的计算流体力学分析”“外周动脉血管生物流体力学的计算机模拟研究”等研究方向成功申请了省级自然科学基金、天山青年计划以及市级科技计划基金的支持,并逐步开展了计算机辅助医疗的研究工作。临床为科研指导方向,科研服务于临床,虽然将科研理论转化为临床实践并非易事,但刘军乐和血管外科的全体医务人员还是用丰富的经验、高超的水平,以及善良勇敢的心,成功将杨先生从死亡线上拉了回来。

    “这次尝试性探索,实现了市中心医院计算机辅助医疗与血管腔内治疗领域相结合的历史性突破,是从实验室到手术台转化医学实践的成功案例,坚定了我们将计算机辅助医疗和转化医学应用于血管外科领域的想法和信心,希望我们未来能有更多突破,为患者提供更安全的救治方案。”刘军乐说。

    杨先生是幸运的,但市民对主动脉夹层——这一严重威胁健康的疾病不可掉以轻心。

    刘军乐提醒说,主动脉夹层好发于中老年男性,高峰年龄是50—70岁,男女比例约2—3 : 1。主动脉夹层由于高血压、动脉粥样硬化所致者占70%—80%,还有动脉中层囊性变性、创伤、感染、结缔组织病等病因。此外,吸烟、高血压、高龄等都是常见危险因素。所以,从预防的角度看,市民应控制血压、血糖、血脂、降尿酸,保持合理体重、减少精神压力并且适当运动。一旦出现剧烈疼痛、大汗淋漓、恶心、呕吐等症状,应第一时间到专业医院就诊。

    本版图片由市中心医院提供

时间:2021-12-03    来源:克拉玛依日报

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