图:中文大学内科及药物治疗学系与香港大学机械工程系合作,去年将3D打印技术应用于四宗复杂心脏手术。左起:张诚谦、李沛威、郭嘉威大公报实习记者曾美玲摄
大公网5月25日讯(实习记者曾美玲)香港中文大学内科及药物治疗学系与香港大学机械工程系合作,去年将3D打印技术应用于四宗复杂心脏手术,透过超声波造影收集的数据,3D打印出高仿真的心脏硅胶模型。其中三宗左心耳封堵术使用该技术,术前打印出病人的3D左心耳活动,供主刀医生操练,施手术时一TAKE过(一举成功)将封堵器放置最佳位置,完全封堵左心耳,降低出现并发症的风险。医生预期未来可用此技术为病人度身订做可放置入身体的医疗仪器。
张诚谦医生,为中大医学院内科及药物治疗学系心脏科名誉临床助理教授,他去年为首例应用3D打印技术的左心耳封堵术手术主刀。张医生介绍,手术里78岁的女病人患有糖尿病及高血压,2013年曾出血性中风。为减低病人再次中风的风险,遂决定为其进行左心耳封堵术,从源头封住血块,防止其冲上大脑。
增术前操练放封堵器
张医生说,术前为病人进行经食道超声波,发现其左心耳呈双叶状,这种结构增加了封堵术的难度,封堵器过大,会有移位风险;过小的话,封堵不完全,血块仍有可能冲出左心耳。除了封堵器的尺寸选择,以怎么样的角度放置封堵器,放置在双叶的中央位置还是形状较大的心耳叶,医护人员都必须进行相当周详的术前规划。
张诚谦说,若没有3D打印技术,医生只能通过超声波影像进行度量、想像,并且需在手术过程中不断尝试,找出最佳位置放入封堵器,因导管须多次出入心脏,不仅增加手术时间,理论上也有机会刺穿心脏,增加手术失败或出现并发症的风险。张续指,团队应用3D打印技术,塑造出该病人高仿真的左心耳,医生可以用此进行多次的术前操练,确定好封堵器的大小、放置位置及角度,在手术中一TAKE过放置封堵器,完全封堵左心耳,术后跟进及评估皆显示患者情况良好。
扫描影像至制成仅两日
中大医学院内科及药物治疗学系心脏科助理教授李沛威介绍,这种技术适用于复杂的心脏手术,例如有血管混乱表现的先天性心脏病或心瓣置换手术等。他续称,国外已有类似技术,利用电脑扫描或磁力共振影像制作出3D高仿真模具,其团队此次选择使用的超声波影像在使用上更广泛,且避免了对病人不必要的辐射,也能保证影像准确性,从为病人照超声波,至模型制成,一般需时两日。
研制治疗模件植入人体
3D打印技术以往多用于工业上,中大及港大团队率先将其应用于复杂心脏手术,将来会改用仿生材料PVA凝胶代替硅胶,制作左心耳模型,令模型触感与真人心脏更相近,长远希望3D打印技术可以为心脏病患者订制治疗用的模件,植入人体。
港大工程学院机械工程系助理教授郭嘉威介绍,现时高仿真模型,主要材质是硅胶,因硅胶多用于打印软性物体。
郭嘉威表示,根据外国文献显示,若采用PVA凝胶这种先进的仿生材料来制作左心耳模型,可以令成品更逼真,团队未来将考虑以此替代硅胶。
中大医学院内科及药物治疗学系心脏科助理教授李沛威指出,未来希望能利用3D打印技术活动策划。根据病人的心脏结构,度身定做出可植入人体的医疗仪器,就如买衫,不仅有大中小码,还可以选择袖长周末活动,膊宽。他举例,封堵器、血管支架、人造心瓣等都是未来可能通过3D打印技术制造出的直接植入人体的医疗仪器。