就要倾覆你的社会风气,国内第三回选用三维打

作者: 三农 / 林业

东林“神笔” 即将颠覆你的世界

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日前,哈医大四院胸外科二病区国内首次利用3D打印技术完成复杂肺门肿瘤手术。哈医大四院胸外科主任崔键教授利用3D技术成功打印出一名复杂肺癌患者的3D肺脏模型已成功实施了手术,使该患成为国内首位利用3D打印技术完成复杂肺门肿瘤手术的受益者。

传说中,神笔马良可以用一支笔画出一个活生生的世界。而现在,这样的想像已经变成了现实——仅靠一台打印机,不仅可以打印出索菲亚教堂、雪博会作品、惟妙惟肖的动物,甚至还可以打印出心脏、肾脏等人体器官的模型,未来我们说不定还可以用打印的膝盖走路……这项从软件到硬件都由东北林业大学研制的国内领先三维扫描、三维重建、3D打印技术,即将颠覆传统世界。

记者15日从哈尔滨医科大学附属第四医院获悉,经科技查新确认,该院胸外科主任崔键教授率领的团队在全国首创利用3D打印技术辅助完成复杂肺门肿瘤手术。即利用3D打印技术,根据患者的肺部影像信息,成功打印出类似白色珊瑚状的3D肺脏树脂模型。

近日,72岁的刘大妈开始出现持续咳嗽,胸部CT扫描发现其左肺上叶不张。哈医大四院胸外科二病区崔键主任为刘大妈做了详细检查,发现她肺门部长有肿瘤,建议手术。但因刘大妈年纪比较大,而且还有高血压、心脏病,而且此类肺门处肿瘤手术难度较大,患者及家属不愿接受手术。

而此前在哈尔滨医大四院进行的全国首次利用3D打印技术完成的复杂肺门肿瘤手术、哈尔滨医大二院在3D打印支持下完成的心脏搭桥手术,已经让这些看似不可能的神话变成现实。

截至7月15日,该院在全国首创的3D打印技术治疗复杂肺门肿瘤新技术已成功救治3名患者。

由于肺门部肿瘤位于肺的根部,常规CT很难分清肺门部肿瘤与周围血管的关系,这样手术的风险极高,且失血较多。鉴于病情需要,崔键主任决定利用3D打印技术将刘大妈的肺部打印出来,相当于拷贝了一个立体、完整的刘大妈的肺出来,医生通过模型可以清晰明确肿瘤的真实位置以及肿瘤与周围血管的关系,可以更精确地手术,极大降低术中严重并发症发生的风险。

日前,东北林业大学的科研团队注册成立了科技公司,这项高新技术已经不再束之高阁,开始走向社会。

72岁的刘大妈,经哈医大四院胸外科检查后发现肺门部长有肿瘤。为更好地完成手术、降低手术风险,崔键团队与东北林业大学三维数字化技术研究所邱兆文教授团队通力合作,打印出了刘大妈病肺的3D模型。

刘大妈及其家属决定接受手术治疗后。崔键主任团队与东北林业大学三维数字化技术研究所邱兆文教授及其团队通力合作,打印出了刘大妈病肺的3D模型。从3D模型中医生还发现刘大妈的血管是畸形的,这根血管一般人是不存在的,如果不注意手术中就可能误损伤到这根血管。在3D模型的帮助下,崔键主任的手术团队顺利地为刘大妈进行了肺叶切除手术。目前刘大妈在顺利康复之中。

医疗变革 开启就医新时代

据崔键介绍,肺门肿瘤位于肺的根部,常规CT很难分清肺门肿瘤与周围血管的关系,手术风险高、失血较多。打印3D肺部模型后,可清晰明确肿瘤真实位置以及肿瘤与周围血管的关系,可以更精确地手术。从3D模型中医生还发现刘大妈的血管是畸形的。这根血管一般人没有,而刘大妈恰恰在左侧胸腔内存在着一条从左侧锁骨下动脉分支出的一条粗大血管,如果不注意,手术中可能误伤。在3D模型帮助下,崔键主任医师手术团队顺利为刘大妈进行了肺叶切除手术,目前刘大妈正在康复中。

崔键主任认为,随着医学技术的发展,医学进入了精准时代,越来越多的医生不再单单只依靠多年经验,而是将计算机辅助技术应用于临床诊断和治疗之中。3D打印技术是一种革命性的技术创新,对于个体化要求程度极高的医学是极其重要的,医生可以利用3D打印出的精准模型理解手术意图,锻炼电视胸腔镜下的空间感和认知度,从而减少手术风险、提高业务技能。如果怀疑是肺肿瘤早期,采用3D打印技术联合精准胸腔镜下的肺段切除术,还可以在术中明确结节是否是恶性肿瘤,同时可以实现“诊”和“治”一次性解决,从而消除患者及家庭的恐惧和心理负担。

据东北林业大学三维数字化技术研究所所长邱兆文介绍,以往医院的CT片子只能反映出一个平面的图像,只能知道病变的大概位置,至于具体这个病变连在哪根血管上,就得等医生“打开肚子”才能知道。而目前该研究所开发的软件已经能够把普通的CT片子,转换成三维模型,在手术之前,患者就能够看到具体病变位置,医生也能够在“打开肚子”之前就做到心中有数。

崔键表示,医学已进入精准时代,越来越多的医生不再只依靠多年经验,而是将计算机辅助技术应用于临床诊断和治疗之中。可以实现诊和治一次性解决,从而消除患者及家庭的心理负担。3D打印技术尤其适用于医学植入术、复杂的电视胸腔镜肺脏手术等领域。

崔键主任提醒,对于年龄在50岁以上人群,特别是有高危因素及家族倾向者,无论男女及有无吸烟史,首先应该做一次胸部低剂量CT筛查,如发现肺部有可疑结节,则需要定期随访检查。和其他恶性肿瘤一样,早发现、早诊断、早治疗在目前阶段仍是提高肺癌治愈率、降低死亡率最有效的措施。

今年7月,72岁的刘大妈被哈医大四院诊断为肺门肿瘤,这个肿瘤位于肺的根部,常规CT很难分清肿瘤与周围血管的关系,手术风险极高。哈医大四院胸外科二区主任崔键找到邱兆文,利用3D打印技术将刘大妈的肺部打印出来,相当于拷贝了一个立体、完整的刘大妈的肺出来。从3D模型中,医生发现刘大妈的血管是畸形的,有一根一般人都没有的血管,如果不是提前用3D打印看到了模型,很可能在手术中误伤到这根血管。在3D模型的帮助下,崔键主任的手术团队顺利地为刘大妈进行了肺叶切除手术。目前刘大妈正在顺利康复中。

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刘大妈成为全国首个利用3D打印技术进行肺门肿瘤手术的患者,而东北林业大学的3D打印技术也就此在医疗界赢得了口碑。

“真没想到,3D打印出来的肺部模型和患者真实的肺部结构丝毫不差,这样我们不仅可以在术前进行模拟切割,让实际手术更为顺利,而且这些模型还可以为教学提供素材。以往在手术台上,只能是主刀医生看到患者的实际情况,没有时间和空间让更多的学生实际操作,现在有了3D打印技术,就可以还原手术,大大提高医疗学生的技术水平。”提起3D打印技术能够为医疗界带来的变革,崔键十分兴奋。

据崔键介绍,虽然在国外购买的几千万元的设备也可以呈现三维影像,但是这个影像只能在影像室的大型机器上看到,无法复制到手术台上。而邱兆文团队不仅可以打印出3D模型,还可以把三维图像传到手机、PAD上,医生可以在手术台上随时看到相关情况,让手术更加顺利。

虽然3D打印作为一项新生事物已经在多个领域有所应用,但东北林业大学三维数字化技术研究所攻克的技术难关则在于软件的转换。邱兆文团队经过10多年的研究,终于可以通过三维重建技术将三维断层扫描数据转换成3D模型,从而开启了医疗界的一场变革。

如今,哈尔滨医大一院、二院、四院,黑龙江省医院等多家医院已经和邱兆文团队开展合作,未来这项3D打印技术不仅会使医学学生得到更多的学习机会,更会让越来越多的患者受益。

现在邱兆文还有一个更远大的计划——建立三维断层扫描数据实体化辅助诊疗云平台。今后,不论患者是在北上广这样的发达城市,还是在相对偏远的城市乡村,只要在网上提供CT、核磁等数据,云平台就会生成三维可视化结果,医生可以远程会诊,对病情作出诊断、为手术作出规划。

应用广泛 高新技术博市场

除了在医疗方面大有作为,邱兆文团队的三维重建和3D打印技术还可以在更加广泛的领域发挥作用。

“目前我们还可以对木材内部结构进行三维重建,对木材内部的结构和缺陷进行可视化分析。这样的技术对于制造乐器等使用高等级木材原料的企业将十分有用。”邱兆文介绍说。除了可以“透视”木材内部,他们还可以对矿石进行分析,“可以说,在这个技术面前,世界都可以变得透明。”

而3D打印技术更让以往难以保留的作品完美复原。“每年太阳岛雪博会都会有很多精美的作品,但是这些作品的寿命只有一季,温度升高,再好的作品也只能成为记忆。而3D打印则让这些作品得到‘永生’。”目前,邱兆文团队不仅制作了2015年雪博会作品的微缩复制品,甚至还打印了大小不一的索菲亚教堂、中国森林博物馆的部分展品。“我们还可以制作学校的标志性建筑微缩品、人物形象复制品等。可以说只有你想不到的,没有我们打印不出来的。”东北林业大学三维数字化技术研究所负责3D打印机研发的吴頔博士表示。

现在,邱兆文的团队已经对帽儿山国家森林公园老爷岭长度大约1公里的野外实习路线进行了三维激光扫描,学生不用再到现场就能够知道树木的分布情况,还可以量测每棵树木的树高、胸径、树冠面积等信息,代替传统的森林资源调查手段,使实习变得更加方便。

目前,为了推广这项有广阔应用前景的技术,邱兆文刚刚注册成立了黑龙江拓盟科技有限公司。臧加宇是东北林业大学2015年毕业的学生,但是因为看好公司前景而放弃家里给找好的工作,一心跟着邱兆文。“我们相信,在大众创业、万众创新的背景下,大学教师的高新技术在产业化的道路上会越走越顺,所以我们对自己的未来充满信心。”臧加宇说。

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