骨科診療邁入精準醫(yī)療時代，3D技術(shù)為骨科手術(shù)“保駕護航”

隨著精準醫(yī)療相關(guān)技術(shù)成熟度的不斷提升,以及公眾對于精準治療接受度的不斷提高，醫(yī)療行業(yè)開始進入數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級的新階段。

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。尤其在骨科這個細分醫(yī)療場景中，3D技術(shù)所扮演的角色也越來越重要，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達十年、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了明顯不便。

經(jīng)懷集縣人民醫(yī)院進行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源于國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 丁煥文教授團隊

針對該患者病情，借助3D技術(shù)的三維設(shè)計手術(shù)治療方案，由國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、樹蟻智能數(shù)字化精準外科云服務(wù)系統(tǒng)以及先臨三維共同參與設(shè)計及實施。

針對該患者病情，借助3D技術(shù)的三維設(shè)計手術(shù)治療方案，由國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、樹蟻智能數(shù)字化精準外科云服務(wù)系統(tǒng)以及先臨三維共同參與設(shè)計及實施。、

 手術(shù)設(shè)計方案

3D打印骨科手術(shù)導(dǎo)板是根據(jù)術(shù)中需要而采用計算機輔助設(shè)計、3D打印制備的一種個性化手術(shù)器械，用于術(shù)中準確定位點、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)驗和手持工具操作更為精準。

團隊在本次手術(shù)方案設(shè)計中將采用3D打印定位導(dǎo)板，輔助醫(yī)生準確定位螺釘入點與方向，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，同時導(dǎo)板引導(dǎo)準確顯露距舟關(guān)節(jié)，減少了手術(shù)創(chuàng)傷。另外導(dǎo)板引導(dǎo)精準置釘也減少術(shù)中“C”臂X光機使用次數(shù)，大大減少了患者和醫(yī)護人員的X射線沾染。

針對病人患部，在足部三維模型的基礎(chǔ)上用CAD設(shè)計軟件，定制設(shè)計了導(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物，用于術(shù)前模擬與手術(shù)使用。

（導(dǎo)板：尼龍打??；足部模型：Stratasys J750 3D打?。?/span>

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)中更利于精準定位。但是，如果導(dǎo)板的佩戴位置有偏差，對于手術(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確，就是此次手持3D掃描儀EinScan Pro 2X Plus的任務(wù)。

術(shù)前，丁煥文教授團隊將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掃描儀對佩戴導(dǎo)板的手術(shù)部位進行掃描。用掃描數(shù)據(jù)與原始重建數(shù)據(jù)做對比，再次確認導(dǎo)板位置是否準確。

術(shù)中，丁煥文教授團隊將消毒后的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)板安放位置有無偏差、引導(dǎo)位置調(diào)整，使手術(shù)導(dǎo)板安放準確，然后引導(dǎo)精準置釘和距舟關(guān)節(jié)切開融合。在新技術(shù)輔助下順利完成手術(shù)。

國家人體組織功能重建工程技術(shù)研究中心具有國際領(lǐng)先的生物材料研究基礎(chǔ)和精準修復(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，救治了數(shù)以百萬計骨骼/肌肉運動系統(tǒng)病損的患者，在廣州和華南地區(qū)享有較高的聲譽。

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)用解剖研究團隊、骨科團隊在數(shù)字骨科領(lǐng)域走在了前沿，所開展的精準修復(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。

研究團隊自2005年開展第一例精準骨科手術(shù)以來，現(xiàn)已完成2000余例，在產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟醫(yī)院進行了廣泛推廣和應(yīng)用，促進了聯(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。

團隊利用新型生物材料、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)特色的精準外科技術(shù)和精準修復(fù)技術(shù)，讓患者享受到精準醫(yī)療帶來的福利，獲得了良好康復(fù)。

國家相關(guān)政策

近年來，國內(nèi)各省市政府部門也逐步推動關(guān)于3D打印醫(yī)療服務(wù)項目的政策。其中，在2019年廣東省新增醫(yī)療項目（三）250類中，約20類與三維掃描、計算機設(shè)計和3D打印相關(guān)。

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)價格項目公開征求意見》公示項目中，個體化3D模型重建、個體化3D模型制備、個體化3D手術(shù)導(dǎo)板制備、個體化3D可視化手術(shù)模型四項醫(yī)療3D打印的費用被納入市場調(diào)節(jié)價醫(yī)療服務(wù)價格項目，未來或納入醫(yī)保系統(tǒng)，為患者帶來更多福音。

專家介紹

丁煥文

主任醫(yī)師、教授、研究生導(dǎo)師

國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，專業(yè)技術(shù)5級、文職二級專家，服役期間立三等功一次。

現(xiàn)為國際創(chuàng)傷與矯形外科學(xué)會（SICOT）數(shù)字骨科分會常委和廣東省數(shù)字骨科分會常委兼青年委員會副組長、中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程分會數(shù)字骨科學(xué)組委員、中國研究型醫(yī)院學(xué)會常委和數(shù)字骨科學(xué)組副主任委員、中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會3D打印技術(shù)分會數(shù)字骨科學(xué)組常務(wù)副組長、廣東省醫(yī)學(xué)3D打印創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長、廣東省轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)學(xué)會理事、廣州市醫(yī)師學(xué)會骨科醫(yī)師分會常委、廣東省骨質(zhì)疏松協(xié)會委員、中國醫(yī)療器械協(xié)會3D打印醫(yī)療器械專業(yè)委員會專家。

以第一作者兩次獲軍隊科技進步二等獎，以第五作者獲得廣東省科學(xué)技術(shù)獎勵二等獎1項，獲得軍隊科技進步三等獎3項，廣東省科技進步三等獎2項，2020年新冠疫情期間開創(chuàng)人體解剖學(xué)遠程智能教學(xué)法。

近期獲得：

1.獲得校級優(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。

3.教育部高校教育技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會授予高等教育類優(yōu)秀成果獎。