应用于肿瘤治疗,3D打印手术规划模型辅助精准手术

3D打印生物医疗
2021
08/11
22:41
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来源:赛康医疗

IARC:《2020年全球癌症负担报告》显示,中国2020年预计新增457万癌症病例,占全球新增癌症病例总数的23.7%。其中,男性癌症病例为248万,女性癌症病例为209万;预计癌症死亡300万例,男性182万例,女性118万例。

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当前肿瘤治疗的痛点:

1)      癌症发病率高,手术难度大,治愈率低
2)      专家资源稀缺,配置不均
3)      医疗纠纷频发,医患关系紧张

临床医生需求

1)      术前:看清患者体内病灶周围复杂组织结构和管道走行;
2)      术中:精准预测、精准定位和规避手术风险,结合3D打印导板、MR技术等实施术中导航,提高手术效率和成功率;
3)      远程:专家即时远程指导“千里之外”的临床手术。

3D打印肿瘤手术规划模型
辅助手术精准切除
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1神经外科

2019年中国公立医院恶性脑肿瘤出院人数达3.32万人,其中45-59岁病人占33.5%,脑瘤的发生率约为1.9~5.4人/•10万人年,占全身肿瘤的1%~3%,手术难度极大。

神经外科医生要顺利的施行手术,必须处理好三个关键问题,包括手术入路的制定、病变与周围重要血管/结构的关系,以及术中精确分辨出病变该切除的范围。

目前大部分神经外科医生只能依赖平面的MRI或CT图像,通过三维的想象来确定肿瘤的位置,从而确定手术入路、了解病变与周围重要血管/结构之间的关系进行手术,手术风险较大。

3D打印神外肿瘤手术规划模型

1)      多色彩标识大血管、语言区、运动区、感觉区、纤维束等结构
2)      勾勒肿瘤区域及确定切除范围,提高手术疗效
3)      多色彩标识分辨肿瘤及周围重要结构
4)      利用3D技术打印颅骨、血管、脑回模型,模拟手术入路
5)      3D导板辅助,实施精准穿刺引流
6)      3D打印神外精准手术导板

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2胸外科

肺癌:发病率和死亡率第一的恶性肿瘤。胸外科是高风险的手术科室,由于胸腔内有主动脉、肺动脉、腔静脉、肺静脉等人体内最大血管以及心脏、气管等人体重要的器官结构。

胸部肿瘤的切除往往难度高风险大,尤其是当肿瘤毗邻、粘连甚至侵犯到上述重要组织结构时,术前准确评估对手术成败至关重要。

术前评估不准确往往导致术中肿瘤切除不完整,损伤大血管、气管甚至心脏,给患者造成不可挽回的后果。

3D打印肿瘤手术规划模型,能够精确地反应肿瘤对周围不同组织结构尤其是血管、神经等关键且细微结构的侵犯程度,帮助外科医生制定精准的手术方案,减少手术并发症,提高疗效。

3D打印肿瘤手术规划模型
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1)      帮助医生了解肿瘤的范围,能否进行肺段切除,如何进行肺段切除
2)      精确反应肿瘤对周围组织结构尤其是血管、神经等关键、细微结构的侵犯程度
3)      帮助外科医生制定精准的手术方案,降低风险、减少手术并发症,提高疗效
4)      帮助外科医生术中定位、穿刺、实施微创切除、放射粒子植入等精准操作

3D打印肺楔形切除手术定位导板
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精准的肺段切除对于早期肺癌的手术效果与肺叶切除并无差异,还可以最大限度保留肺功能,更有利于患者术后恢复。

肺段精准切除的难点在于肺段的支气管、血管解剖变异繁多,每个人的解剖结构都不尽相同,个体化差异很大,如果切错了支气管,肺远端呈空泡样改变,失去功能;如果切错了血管,就有可能导致患者持续性咯血。利用3D打印技术可以为肺小结节肺段切除精准“护航”。

3肝胆外科

肝脏肿瘤是临床上最常见的恶性肿瘤之一。世界范围内,男性的肝癌发病率在恶性肿瘤发病率中占第5位,女性占第9位,而死亡率为所有恶性肿瘤引起死亡的第2位(男性)和第6位(女性),而且每年新发病例和死亡病例有一半在中国。
肝切除术过程中对肝脏血管结构(肝静脉和门静脉树)和肝肿瘤进行精确定位是非常重要的。因为手术指征和手术切除过程都非常依赖这些结构的空间位置关系。
肝脏切除的危险性在于肝脏内脉管解剖结构的不确定性,盲目进行肝脏切除易导致术后肝脏缺血、胆汁漏,甚至肝功能衰竭。
肝脏3D重建技术能很好地显示肝脏内脉管、肿瘤的空间结构,使得精准肝脏切除在临床上成为现实。

3D打印肝脏肿瘤手术规划模型
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3D打印辅助精准肝脏外科手术规划

1)      确定目标病灶的病理边界和必要切除范围;
2)      确定必需功能性肝体积和必需保留范围;
3)      确定预留肝脏的脉管结构、功能和剩余功能性肝体积;
4)      确定最佳的肝切除术式及最佳的肝实质离断层面;
5)      确定需要切除重建的管道及相关术中注意事项;

4泌尿外科

肾癌约占成人恶性肿瘤的2%-3%,我国呈现快速增长趋势。对于肾内型、肾门型肿瘤,常因解剖部位导致手术难度大,术后并发症风险高,常选择根治性手术。

膀胱癌男性发病率位居全身恶性肿瘤的第六位,女性排在第十位以后;男性发病率是女性的3倍左右。近年来,我国部分城市肿瘤发病率报告显示膀胱癌发病率有增高趋势。

前列腺癌发病率在男性恶性肿瘤位居第2。中国,男性前列腺癌发病率约为11.81/10万人,居男性恶性肿瘤第五位,并呈现快速上升趋势。

3D打印肿瘤手术规划模型
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3D打印肾脏肿瘤手术规划模型
1)      3D打印模拟肿瘤部位及形状
2)      最大程度保留肾单位
3)      精准切除减少并发症
4)      复杂肾肿瘤避开重要血管
5)      3D打印膀胱肿瘤手术规划模型
3D打印重建肿瘤及周围组织
更准确和精确进行膀胱癌的术前分析
对手术方式选择提供指导作用

5骨肿瘤

3D打印骨科手术规划模型
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3D打印骨骼手术规划模型

1)      适用于复杂性骨折、骨肿瘤、矫形等手术方案制定;
2)      多彩显示骨折碎块、透明显示,清楚观察到骨折面;
3)      为精准复位手术规划提供依据;
4)      预选接骨板型号与镙钉型号;
5)      模型辅助进行钢板预塑形;
6)      定制设计截骨导板,精准定位;

6乳腺癌/宫颈癌
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1)      3D打印肿瘤手术规划模型
2)      3D打印个体化放疗组织补偿膜


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