骨科診療邁入精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代，3D技術(shù)為骨科手術(shù)“保駕護(hù)航”

來(lái)源：先臨三維

導(dǎo)讀：隨著精準(zhǔn)醫(yī)療相關(guān)技術(shù)成熟度的不斷提升,以及公眾對(duì)于精準(zhǔn)治療接受度的不斷提高，醫(yī)療行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的新階段。3D數(shù)字化及3D打印技術(shù)目前在口腔修復(fù)、定制化假肢、手術(shù)導(dǎo)板、植入物等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在骨科這個(gè)細(xì)分醫(yī)療場(chǎng)景中，3D技術(shù)所扮演的角色也越來(lái)越重要，正慢慢融入骨科術(shù)前規(guī)劃、制作手術(shù)導(dǎo)航定位模板、定制個(gè)性化假體與內(nèi)植物、定制外固定支具等醫(yī)療環(huán)節(jié)。

應(yīng)用案例

背景
廣東省肇慶市懷集縣第一人民醫(yī)院，近期接診了一位前右足部扭傷史長(zhǎng)達(dá)十年、55歲的患者黃女士。右足背疼痛、行走功能受限等癥狀的反復(fù)出現(xiàn)，給黃女士的健康及日常生活帶來(lái)了明顯不便。

經(jīng)懷集縣人民醫(yī)院進(jìn)行X線片、CT、MR等傳統(tǒng)影像檢查，初步診斷為：1.右足舟骨壞死。2.右距舟關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎。3.右跟骰關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎。擬行右距舟關(guān)節(jié)、跟骰關(guān)節(jié)融合術(shù)。

▼以下圖片及視頻均來(lái)源于國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心、華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院人體解剖教研室、附屬二院暨廣州市第一人民醫(yī)院骨科 丁煥文教授團(tuán)隊(duì)

針對(duì)該患者病情，借助3D技術(shù)的三維設(shè)計(jì)手術(shù)治療方案，由國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心，華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院人體解剖教研室，附屬二院暨廣州市第一人民醫(yī)院骨科丁煥文教授主導(dǎo)制定，懷集縣人民醫(yī)院骨科、樹(shù)蟻智能數(shù)字化精準(zhǔn)外科云服務(wù)系統(tǒng)以及先臨三維共同參與設(shè)計(jì)及實(shí)施。

丁煥文教授團(tuán)隊(duì)結(jié)合患者癥狀、體征臨床診斷為Muller-Weiss病。通過(guò)3D精準(zhǔn)定位確認(rèn)患者病變部位為附橫關(guān)節(jié)。通過(guò)會(huì)診討論，決定為患者實(shí)行“足內(nèi)側(cè)柱延長(zhǎng)、距舟關(guān)節(jié)融合、距骨骰骨融合固定”手術(shù)。

手術(shù)設(shè)計(jì)方案
3D打印骨科手術(shù)導(dǎo)板是根據(jù)術(shù)中需要而采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、3D打印制備的一種個(gè)性化手術(shù)器械，用于術(shù)中準(zhǔn)確定位點(diǎn)、線的位置、方向和深度，輔助術(shù)中精確建立孔道、截面、空間距離、相互成角關(guān)系及其他復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)等，3D打印定位導(dǎo)板的使用將比單純依靠醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)和手持工具操作更為精準(zhǔn)。

團(tuán)隊(duì)在本次手術(shù)方案設(shè)計(jì)中將采用3D打印定位導(dǎo)板，輔助醫(yī)生準(zhǔn)確定位螺釘入點(diǎn)與方向，將患者足部的距舟關(guān)節(jié)融合固定以及骰骨和距骨融合固定。手術(shù)導(dǎo)板輔助使內(nèi)固定螺釘植入微創(chuàng)化，同時(shí)導(dǎo)板引導(dǎo)準(zhǔn)確顯露距舟關(guān)節(jié)，減少了手術(shù)創(chuàng)傷。另外導(dǎo)板引導(dǎo)精準(zhǔn)置釘也減少術(shù)中“C”臂X光機(jī)使用次數(shù)，大大減少了患者和醫(yī)護(hù)人員的X射線沾染。

針對(duì)病人患部，在足部三維模型的基礎(chǔ)上用CAD設(shè)計(jì)軟件，定制設(shè)計(jì)了導(dǎo)板三維模型，并利用3D打印設(shè)備將導(dǎo)板與足部模型打印出實(shí)物，用于術(shù)前模擬與手術(shù)使用。

導(dǎo)板設(shè)計(jì)

術(shù)前模擬

（導(dǎo)板：尼龍打��；足部模型：Stratasys J750 3D打印）

三維掃描輔助導(dǎo)板定位
導(dǎo)板定位相較于傳統(tǒng)方式，在術(shù)中更利于精準(zhǔn)定位。但是，如果導(dǎo)板的佩戴位置有偏差，對(duì)于手術(shù)的成功與否就有很大的影響。如何讓定位的工具位置更準(zhǔn)確，就是此次EinScan Pro 2X Plus的任務(wù)。

術(shù)前，丁煥文教授團(tuán)隊(duì)將3D打印定位導(dǎo)板戴在患者右足上，然后利用EinScan Pro 2X Plus多功能手持3D掃描儀對(duì)佩戴導(dǎo)板的手術(shù)部位進(jìn)行掃描。用掃描數(shù)據(jù)與原始重建數(shù)據(jù)做對(duì)比，再次確認(rèn)導(dǎo)板位置是否準(zhǔn)確。

術(shù)中，丁煥文教授團(tuán)隊(duì)將消毒后的3D打印定位導(dǎo)板再次戴在患者右足背上，然后利用EinScan Pro 2X Plus多功能手持3D掃描儀掃描患者小腿與足部。了解手術(shù)導(dǎo)板安放位置有無(wú)偏差、引導(dǎo)位置調(diào)整，使手術(shù)導(dǎo)板安放準(zhǔn)確，然后引導(dǎo)精準(zhǔn)置釘和距舟關(guān)節(jié)切開(kāi)融合。在新技術(shù)輔助下順利完成手術(shù)。

國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心具有國(guó)際領(lǐng)先的生物材料研究基礎(chǔ)和精準(zhǔn)修復(fù)技術(shù)，華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院人體解剖教研室具有良好的虛擬解剖臨床應(yīng)用研究基礎(chǔ)，附屬二院暨廣州市第一人民醫(yī)院骨科自建科以來(lái)，救治了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)骨骼/肌肉運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)病損的患者，在廣州和華南地區(qū)享有較高的聲譽(yù)。

隨著3D技術(shù)與臨床醫(yī)學(xué)的深度融合發(fā)展，丁煥文教授帶領(lǐng)的虛擬應(yīng)用解剖研究團(tuán)隊(duì)、骨科團(tuán)隊(duì)在數(shù)字骨科領(lǐng)域走在了前沿，所開(kāi)展的精準(zhǔn)修復(fù)重建的方案在創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)、脊柱、腫瘤和畸形矯正等方面均頗有建樹(shù)。研究團(tuán)隊(duì)自2005年開(kāi)展第一例精準(zhǔn)骨科手術(shù)以來(lái)，現(xiàn)已完成2000余例，在產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟醫(yī)院進(jìn)行了廣泛推廣和應(yīng)用，促進(jìn)了聯(lián)盟醫(yī)院的診療工作創(chuàng)新和醫(yī)療水平提高，造福了眾多疑難雜癥患者。團(tuán)隊(duì)利用新型生物材料、3D數(shù)字化、3D虛擬模型、3D打印、虛擬仿真等技術(shù)建立了華南理工大學(xué)特色的精準(zhǔn)外科技術(shù)和精準(zhǔn)修復(fù)技術(shù)，讓患者享受到精準(zhǔn)醫(yī)療帶來(lái)的福利，獲得了良好康復(fù)。

國(guó)家相關(guān)政策

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各省市政府部門(mén)也逐步推動(dòng)關(guān)于3D打印醫(yī)療服務(wù)項(xiàng)目的政策。其中，在2019年廣東省新增醫(yī)療項(xiàng)目（三）250類(lèi)中，約20類(lèi)與三維掃描、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和3D打印相關(guān)。

▲圖片來(lái)源：廣東省醫(yī)療保障局官網(wǎng)

今年7月，廣東省醫(yī)療保障局在發(fā)布的《廣東省醫(yī)療保障局關(guān)于部分醫(yī)療服務(wù)價(jià)格項(xiàng)目公開(kāi)征求意見(jiàn)》公示項(xiàng)目中，個(gè)體化3D模型重建、個(gè)體化3D模型制備、個(gè)體化3D手術(shù)導(dǎo)板制備、個(gè)體化3D可視化手術(shù)模型四項(xiàng)醫(yī)療3D打印的費(fèi)用被納入市場(chǎng)調(diào)節(jié)價(jià)醫(yī)療服務(wù)價(jià)格項(xiàng)目，未來(lái)或納入醫(yī)保系統(tǒng)，為患者帶來(lái)更多福音。

專(zhuān)家介紹
丁煥文
主任醫(yī)師、教授、研究生導(dǎo)師

國(guó)家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心教授、華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授人體解剖教研室主任、第二附屬醫(yī)院暨廣州市第一人民醫(yī)院骨科主任醫(yī)師，生物醫(yī)學(xué)工程和臨床醫(yī)學(xué)碩士研究生導(dǎo)師。
原中國(guó)人民解放軍廣州總醫(yī)院骨科主任醫(yī)師，華僑樓骨科病區(qū)主任，專(zhuān)業(yè)技術(shù)5級(jí)、文職二級(jí)專(zhuān)家，服役期間立三等功一次。

現(xiàn)為國(guó)際創(chuàng)傷與矯形外科學(xué)會(huì)（SICOT）數(shù)字骨科分會(huì)常委和廣東省數(shù)字骨科分會(huì)常委兼青年委員會(huì)副組長(zhǎng)、中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程分會(huì)數(shù)字骨科學(xué)組委員、中國(guó)研究型醫(yī)院學(xué)會(huì)常委和數(shù)字骨科學(xué)組副主任委員、中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)3D打印技術(shù)分會(huì)數(shù)字骨科學(xué)組常務(wù)副組長(zhǎng)、廣東省醫(yī)學(xué)3D打印創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長(zhǎng)、廣東省轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)理事、廣州市醫(yī)師學(xué)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)常委、廣東省骨質(zhì)疏松協(xié)會(huì)委員、中國(guó)醫(yī)療器械協(xié)會(huì)3D打印醫(yī)療器械專(zhuān)業(yè)委員會(huì)專(zhuān)家。以第一作者兩次獲軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，以第五作者獲得廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲得軍隊(duì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，廣東省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，2020年新冠疫情期間開(kāi)創(chuàng)人體解剖學(xué)遠(yuǎn)程智能教學(xué)法。近期獲得：1.獲得校級(jí)優(yōu)秀在線教學(xué)案例。2.廣東省疫情期間在線教學(xué)優(yōu)秀案例一等獎(jiǎng)。3.教育部高校教育技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)授予高等教育類(lèi)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)。