人工智能3D打印技術(shù) 解決骨科手術(shù)“看不見、打不準(zhǔn)、拿不穩(wěn)”難題
人工智能3D打印技術(shù)目前已在骨科手術(shù)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。解決了骨科手術(shù)“看不見、打不準(zhǔn)、拿不穩(wěn)”的難題，術(shù)前醫(yī)生可以根據(jù)3D打印出的全真模型進(jìn)行手術(shù)入路的精準(zhǔn)定位，合理規(guī)劃手術(shù)方案，在手術(shù)過程中操作輕松、得心應(yīng)手。
彭昊
武漢大學(xué)人民醫(yī)院骨外科主任
髂骨是髖關(guān)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(dòng)了。近日，武漢大學(xué)人民醫(yī)院骨關(guān)節(jié)外科副教授周建林團(tuán)隊(duì)利用人工智能3D打印技術(shù)，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(dǎo)板“導(dǎo)航”手術(shù)，為她精準(zhǔn)實(shí)施了腫瘤切除。術(shù)后5天，張阿姨已能下地行走。
傳統(tǒng)的骨科手術(shù)僅僅根據(jù)影像學(xué)結(jié)果及手術(shù)醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)實(shí)施，不僅操作不夠精準(zhǔn)，而且創(chuàng)傷大、手術(shù)時(shí)間長，操作稍有不當(dāng)就可能引起并發(fā)癥。而且醫(yī)生憑經(jīng)驗(yàn)判斷骨腫瘤邊界，過多切除會增大損傷關(guān)節(jié)正常骨組織的風(fēng)險(xiǎn)，造成不必要的傷害；切除不夠則無法徹底清除腫瘤，導(dǎo)致骨病變組織殘留，致使骨強(qiáng)度降低，病人除了會繼續(xù)疼痛外，二次手術(shù)治療也將加大醫(yī)生的操作難度。此外，傳統(tǒng)手術(shù)過程中需要反復(fù)進(jìn)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(yuǎn)端腫瘤患者進(jìn)行術(shù)前CT掃描采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中，利用計(jì)算機(jī)CAD軟件建模，在模型上模擬手術(shù)，再依據(jù)腫瘤的邊界利用3D打印制作的手術(shù)切除模板，在術(shù)中引導(dǎo)骨腫瘤切除。術(shù)后患者隨訪數(shù)據(jù)顯示，病灶處無復(fù)發(fā)、感染及斷裂等現(xiàn)象發(fā)生。運(yùn)用這一方法，不僅可以提高手術(shù)的精確性，還可以讓手術(shù)時(shí)長減少一多半。
此次，周建林團(tuán)隊(duì)也采用了同樣的方法。他們在手術(shù)前對張阿姨的髖臼髂骨按照1∶1的比例進(jìn)行重建，并借助人工智能3D打印技術(shù)打印出全真定位模型，設(shè)計(jì)好腫瘤刮除路徑方案，并成功實(shí)施髖臼骨質(zhì)病損切除+髖臼修補(bǔ)術(shù)，在空腔內(nèi)植入人工骨材料同種異體骨。
術(shù)后X光片顯示，髂骨腫瘤全部被精準(zhǔn)刮除，術(shù)后檢查髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度無異常，手術(shù)效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。
周建林團(tuán)隊(duì)此次運(yùn)用的人工智能3D打印技術(shù)在打印過程中可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，分析打印問題，改善模型質(zhì)量，縮短打印時(shí)間，更快捷地創(chuàng)建出更精確、真實(shí)的模型。目前這種技術(shù)已經(jīng)開始運(yùn)用于醫(yī)療器械、醫(yī)療模型、康復(fù)器械等的制造。
武漢大學(xué)人民醫(yī)院骨外科主任彭昊指出，人工智能3D打印技術(shù)目前已在骨科手術(shù)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。解決了骨科手術(shù)“看不見、打不準(zhǔn)、拿不穩(wěn)”的難題，術(shù)前醫(yī)生可以根據(jù)全真定位模型進(jìn)行手術(shù)入路的精準(zhǔn)定位，合理規(guī)劃手術(shù)方案，在手術(shù)過程中操作輕松、得心應(yīng)手。
