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【社会纵深】走!到医院看看3D打印

核心提示: “医工结合”是一个漫长的过程,更需要政策支持,需要多方发力。愿3D打印技术能在我区得到广泛应用、良性发展,让越来越多的患者能从中受益。

工程师用软件对患者脏器进行三维重建。

用于手术的辅助导板。

医生根据术前在3D模型上模拟的切口,给患者实施手术。

医生用导板辅助实施手术。

记者苏璐萍

前不久,自治区人民医院心血管内科成功实施了新疆首例“一站式”房颤冷冻消融术+左心耳封堵术+卵圆孔封堵术。能顺利完成这例手术,该院心血管内科主任李国庆说“这要归功于3D打印技术”。

3D打印咋治病?医生都拿它干了啥?哪些医院能“打印”?近日,记者对我区多家医院进行了走访。

3D打印超乎想象

3月11日10时,自治区人民医院医学3D打印创新研究中心,工程师陈益鸣正在用专业软件处理患者的CT扫描数据。随后,一个盆骨轮廓出现在电脑里。经过一层层填实,构建出一个三维模型。

走进机房,陈益鸣打开如落地烤箱般的3D打印机,倒入材料,关上箱门。他在一旁的电脑上再次确认各项参数无误后,按下开关。10小时后,随着像蜂窝状的正方体一层层缓慢升起再极速落下,跟患者盆骨大小、形态一模一样的模型制成了。“3D打印是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或高分子等材料,通过逐层累加打印的方式构造三维实物的现代科技。”陈益鸣说,“医生可以根据这个模型制定手术方案,模拟手术。”

记者看到,该3D打印中心里,有用于术前参照的等比例模型;有配合手术用的导板;有扫码便能在手机上看到的三维重建器官,病变部位和血管关系一目了然;还有填充身体缺损部位的再生物体,可吸收、可降解,嵌入人体内能和细胞生长在一起。

“如今的医学模式已开始从标准化的群体治疗迈向精准治疗。”李国庆将3D打印比做术前的实景“地图”。能不能下刀?从哪下刀切口最小、恢复最快?哪个地方有窟窿、需要多大填充物……看着“地图”一目了然,“以前,我们只能在大脑里把平面的CT、核磁结果想象成立体的,存在主观性和不确定性,3D打印将影像变成了1∶1的实物模型,让手术更精准了。”李国庆说。

其实我区开展医疗3D打印技术并不晚,早在2013年,新疆医科大学第五附属医院骨科就成立了数字骨科实验室,用3D打印骨关节模型。近年来,随着3D打印在医疗行业的迅猛发展,各大医院都开始了该领域产学研的探索,并通过医联体、医共体将模具、导板等送到地州医院,一方面让患者在家门口就医,另一方面进行远程模拟手术培训,提升基层医疗服务能力。

纳入手术标准流程

自2019年底至今,自治区人民医院骨科中心关节外科与运动医学病区热闹许多,时不时便会从医生办公室里传来叮叮当当的敲击声和嗞嗞啦啦的电锯声。作为该院最早引入3D打印技术的病区,针对疑难病症,术前用模型推演成了该病区副主任宁凯必做的一件事。

如今,只要看到有人给宁凯送模型,得空的年轻医生们都会凑上去,看看这些骨关节是如何在创伤最小的情况下被打开,辅助的导板又是怎么用的。每每这个时候,宁凯都会乐此不疲地带着大家一起模拟练习。

“年轻医生人体解剖结构学习曲线过长,将复杂病例模型用于培训与研究是让他们快速成长的有效途径。”宁凯说,通过三维重建,还能够更直观、更准确地看到病变位置,即便是青年医生,也能精准地实施手术。

不仅如此,可视化的3D打印模型还让患者及家属更直观地了解病情,理解手术原理,这让医患间的术前沟通变得容易。

从3D模型打印到3D个性化定制,从最初的骨科发展到外科,从术前规划、术中导航到个性化定制内植入物、术后定制康复矫形器,3D打印服务医疗正加速进入人们的生活。

为加速推广3D打印技术,新疆医科大学3D数字医疗基地(由新医大五附院数字骨科实验室改扩建)在全疆举办了多期数字骨科学习班。随着3D打印的知名度越来越高,新疆医科大学3D数字医疗基地的免费打印量也在激增。目前,该院正在向主管部门申请3D打印收费政策,以期待可持续发展。

该基地负责人、新医大五附院骨科中心主任刘大鹏说,3D打印技术对术前预判起着重要作用,应像CT一样成为手术的一个标准流程。也就是说,对每位患者的病患处在术前都会进行3D打印,一人一方案。只有做到精准,才能保证患者的安全和手术的质量。在该院的大力支持下,目前,该院骨科中心已将3D打印纳入手术标准流程。

“医工结合”更有前景

3月11日,新疆医科大学3D数字医疗基地办公室,占了一面墙的置物柜里,展示着各类型、各材质的3D打印模型和导板,还摆放了一排书,《有限元分析实例详解》《骨科植入物工程学》……除上门诊、做手术和在住院部忙碌外,刘大鹏只要有时间,就会琢磨这些工科的事,学一些3D打印软件的相关技术;《数字医学导论》《膝关节周围截骨》《图解骨科手术配合》……这些书是工程师的,4年来在骨科医护们的帮带下边学、边跟手术、边研究,他进步很快。

近年来,“医工结合”一直是医疗界的热门话题之一。随着技术的发展、医工交叉在临床价值的逐步凸显,AI辅助影像识别与诊断、精准微创手术机器人、可吸收溶解生物材料与3D打印等相关创新成果不断涌现。然而,我区在推进“医工结合”的路上,也存在一定障碍。

“3D打印在骨科临床应用中,不仅需要医生熟练掌握临床专业知识和技能,还要熟悉数字化影像学、材料学、工程学和生物力学等相关知识。目前,两者都能兼顾的医疗人才太少。”刘大鹏拿他们最近研究的“有限元分析”举例,比如当骨头缺损时,医生按照原有的骨头样式补上去是不够的。因为骨头的强度不同,它对于植入物的强度和结构要求也不同。如何设计最佳的植入物,就需要将物理学、生物力学、材料学、制造学和临床医学等方面知识有机结合。

最近,自治区人民医院和新疆大学机械工程学院就3D医学工程师再就业培训及“医工结合”人才培养达成共识,计划在自治区人民医院建立“医工结合”实习基地。“只有把医生和工程师这两个跨界的人结合在一起,才能给患者制定出最有效的治疗方案。”自治区人民医院运营管理与事业发展部主任、医学3D打印创新研究中心副主任刘佳说,“我们会继续推动与国内高水平医院在医疗、科研以及人才培养方面的合作,加速个性化、精准医疗服务,建立完善‘医工结合’,产学研一体化,让更多患者从中受益。”

记者手记

打破壁垒 让产学研落地

从二维到三维,从复杂到简单,从替代到再生……采访中,新疆医科大学3D数字医疗基地负责人、新疆医科大学第五附属医院骨科中心主任刘大鹏将3D打印在临床医学中的作用比做蒸汽机。它的出现改变了医生传统诊疗的模式,让治疗变得精准、个性和高效。

虽然我区各大医院已经开始试水3D打印,但由于医研企融合发展程度还不高,医工交叉成果转化速度和概率受到制约。

打破壁垒,才能让产学研真正落地。3D打印技术在医学领域长久发展,需要加强“医工结合”的学科基础;需要建立可持续的“医工结合”生态,协同多方,推动创新成果转化;需要加强医疗大数据的应用发展;需要大力培养“医工结合”人才。

“医工结合”是一个漫长的过程,更需要政策支持,需要多方发力。愿3D打印技术能在我区得到广泛应用、良性发展,让越来越多的患者能从中受益。

来源:新疆日报

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责任编辑:田卫军
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