闹钟在黑暗中不停的闪动,Amy Alexander 试图重新入睡的努力化为徒劳。她不由开始想起头一天晚上她留在打印机上的工作。除非确认工作在顺利进行,否则她没法好好休息。Amy 索性早早就去了办公室。
Amy 是妙佑医疗国际解剖建模实验室的生物医学工程师。她昨晚按下了打印机,开始制作一位 35 岁男性患者的三维真人面部模型。外科医生要用模型准备给这位患者进行手术,修复错位的下巴。
制作这个模型大约花了 12 个小时,用了一个通宵才及时完成。要帮助患者恢复能力,执行食用固体食物等看似简单的任务,它是外科医生术前准备的关键。
在这场颅面手术中,医生计划从患者的腿骨上取三块碎骨,将其连接到下颌部。这是一个他做过多次的医疗程序。不过,由于他得到了一个精准还原患者面部的解剖模型,他能对手术进行演练,准确地知道在哪里开刀,以及在过程中可能出现什么情况,从而使手术过程变得更快,创口更小。这种手术模拟可以改善效果并加速恢复。
医学博士 Jonathan M. Morris 是神经放射学家,也是妙佑医疗国际三维建模实验室的联合主任。他说,“医学是非常视觉化的,三维模型开辟了观察患者和研究病症的新方式。”“外科医生可以触碰、摆弄和观察特定患者的身体结构,计算机上的二维图像根本无法达到这种清晰度。”
妙佑医疗国际的三维解剖建模之旅始于 2006 年,当时是为了给一对共用一个肝脏的连体双胞胎进行分体的复杂手术。手术的成功和解剖模型的实用性,刺激了更多的三维打印需求。结果,妙佑医疗国际成为了解剖模型和三维打印领域的领导者。
医学博士 Jane Matsumoto 是放射科医生,也是妙佑医疗国际三维解剖建模实验室的联席主任。他说,“我们提供这种学习模型,用来助力医学视觉化发展,为精准手术做出贡献。”
妙佑医疗国际将三维模型应用于所有医疗学科的规划和实践程序中。许多外科医生将模型作为当前和未来培养医学生的教育工具,并作为向患者和家属解释诊断和讨论治疗方案的可视化手段。
助力患者护理
Isaac Garcia 最初被误诊为骑自行车导致的肌腱炎,后来才发现他的左侧髋关节有癌性肿瘤,需要移除并置换髋关节。Christopher P. Beauchamp 医学博士创建了一个 3-D 模型,然后将其打印为钛金属植入物。
每天早晨醒来后,Isaac Garcia 都期待与儿子一起骑着他的山地自行车跳上土坡。
但是不久前,这位有三个孩子的充满活力的 38 岁父亲因为腹股沟部位隐隐作痛在新墨西哥州找了一名当地医生就诊。Isaac 最初因骑越野摩托车而被误诊为肌腱炎,后来得知他的左侧髋关节上癌性肿瘤,需要专家治疗。
Isaac 说:“我和妻子深受打击。我们整天开车四处寻找骨科肿瘤科医生。当时的等待时间至少也要六周。”
在没有下一步计划的情况下,Isaac 的妻子 Sarah 在网上搜索“最佳骨癌医生”。由此,Garcia 一家人来到了妙佑医疗国际,Isaac 在致电后几天内便得到了看诊。
骨外科医生 Christopher P. Beauchamp(医学博士)表示:“Isaac 的肿瘤在一个非常麻烦的部位,这非常罕见,唯一的治疗方法是通过手术切除他的整个髋关节和部分骨盆。”
到目前为止,切除肿瘤后的治疗方案还远远不够完善。方案包括切除髋关节,不进行置换,或者使用尸体的骨骼切割成合适的形状置换。
借助如今的技术以及 3-D 建模、植入物打印和制造领域的最新发展,Beauchamp 医生提出了一个新的方案,他对此方案已经做了近十年的调整和完善。
Beauchamp 医生用造型粘土制作了这块癌变骨骼的模型,和 Isaac 的解剖形状完全相符。然后将粘土模型转换为 3-D 模型并用钛合金打印出来。在肿瘤切除手术期间,他将这个包含整个左侧髋关节和部分骨盆的复制品放进了 Isaac 的身体。
Isaac 说:“感谢妙佑医疗国际,我又恢复了正常生活。我对人们通常认为理所当然的各种小事有了新的感悟。现在,我觉得它们都很有意义。”
打印未来医学
医师科学家们还在再生医学的基础上,通过一种叫做生物打印的过程来重建活组织。这项实验技术使用植入细胞的支架来模仿皮肤、骨骼、肌肉和瓣膜等组织,因此患者有一天也许可以使用非机械替代品来替换受损的组织。例如,心脏病学家Amir Lerman(医学博士)、 Barbara Woodard 教授正在研究生物打印心脏瓣膜,使患者无需多次手术,摆脱对血栓的恐惧。
从肿瘤切除到面部重建和心脏手术,三维模型使医生不必再猜测,促进了医生和科学家之间的沟通。
“我们可以用这个工具提供个体化护理,”Matsumoto 医生说,“妙佑医疗国际对三维打印技术的需求反映了外科医生做手术的高水平之高。”
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