人工智能3D打印技術 解決骨科手術“看不見、打不準、拿不穩(wěn)”難題

回憶的天空

人工智能3D打印技術目前已在骨科手術中得到了較為廣泛的應用。解決了骨科手術“看不見、打不準、拿不穩(wěn)”的難題，術前醫(yī)生可以根據(jù)3D打印出的全真模型進行手術入路的精準定位，合理規(guī)劃手術方案，在手術過程中操作輕松、得心應手。

彭昊

武漢大學人民醫(yī)院骨外科主任

髂骨是髖關節(jié)重要的組成部分，56歲的張阿姨由于患了髂骨腫瘤，連最愛的廣場舞也跳不動了。近日，武漢大學人民醫(yī)院骨關節(jié)外科副教授周建林團隊利用人工智能3D打印技術，打印出張阿姨的髖臼髂骨缺損全真定位模型，并通過定制導板“導航”手術，為她精準實施了腫瘤切除。術后5天，張阿姨已能下地行走。

傳統(tǒng)的骨科手術僅僅根據(jù)影像學結果及手術醫(yī)生的臨床經(jīng)驗實施，不僅操作不夠精準，而且創(chuàng)傷大、手術時間長，操作稍有不當就可能引起并發(fā)癥。而且醫(yī)生憑經(jīng)驗判斷骨腫瘤邊界，過多切除會增大損傷關節(jié)正常骨組織的風險，造成不必要的傷害；切除不夠則無法徹底清除腫瘤，導致骨病變組織殘留，致使骨強度降低，病人除了會繼續(xù)疼痛外，二次手術治療也將加大醫(yī)生的操作難度。此外，傳統(tǒng)手術過程中需要反復進行影像透視以判斷切除程度，而高頻次的射線照射會對病人身體造成損害。

周建林表示，國內(nèi)有醫(yī)生通過對股骨遠端腫瘤患者進行術前CT掃描采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導入計算機中，利用計算機CAD軟件建模，在模型上模擬手術，再依據(jù)腫瘤的邊界利用3D打印制作的手術切除模板，在術中引導骨腫瘤切除。術后患者隨訪數(shù)據(jù)顯示，病灶處無復發(fā)、感染及斷裂等現(xiàn)象發(fā)生。運用這一方法，不僅可以提高手術的精確性，還可以讓手術時長減少一多半。

此次，周建林團隊也采用了同樣的方法。他們在手術前對張阿姨的髖臼髂骨按照1∶1的比例進行重建，并借助人工智能3D打印技術打印出全真定位模型，設計好腫瘤刮除路徑方案，并成功實施髖臼骨質病損切除+髖臼修補術，在空腔內(nèi)植入人工骨材料同種異體骨。

術后X光片顯示，髂骨腫瘤全部被精準刮除，術后檢查髖關節(jié)活動度無異常，手術效果達到預期目標。

周建林團隊此次運用的人工智能3D打印技術在打印過程中可以進行自主學習，分析打印問題，改善模型質量，縮短打印時間，更快捷地創(chuàng)建出更精確、真實的模型。目前這種技術已經(jīng)開始運用于醫(yī)療器械、醫(yī)療模型、康復器械等的制造。

武漢大學人民醫(yī)院骨外科主任彭昊指出，人工智能3D打印技術目前已在骨科手術中得到了較為廣泛的應用。解決了骨科手術“看不見、打不準、拿不穩(wěn)”的難題，術前醫(yī)生可以根據(jù)全真定位模型進行手術入路的精準定位，合理規(guī)劃手術方案，在手術過程中操作輕松、得心應手。

來源：科技日報