数字化手术设计如何使手术更加精准高效?

2018/06/21 19:39:00

    随着医疗技术手段的不断发展,数字化手术设计开始进入外科医生的视野并逐步得到推广,在颌面外科领域的应用日趋成熟。在2018中国(西部)口腔医学学术会议上,四川大学华西口腔医学院罗恩教授表示,数字化手术设计在正颌外科的运用中具有先天性优势,能有效提高正颌手术的精确性和可预测性。

    那么,数字化手术设计是如何进行的?如何使手术更加精准高效?

    数字化手术设计是一项是由数字化技术与医学相融合的新兴医疗科技手段,运用数字化技术实现患者病灶区的三维可视化,帮助医生完成数据精准测量、术前分析、手术模拟推演以及术后效果分析,为医生量身制定一套手术辅助设计方案,涵盖术前规划、术中指引、术后评估,指引医生高效率、低风险地完成手术,解放医生术前规划时间,完善医生手术体验,实现精准手术。



    三维重建、手术模拟和导板设计是数字化手术设计的三大板块,三者相互联系,一脉相承。

    三维重建是数字化手术设计的基础和前提。通过三维重建技术,利用患者的CT、MRI原始数据对病灶区进行三维建模,分割标识出病灶区域的肿瘤、器官、血管、神经、骨质等重要组织,直观地展现患者病灶各结构的空间关系,利于医生观察和诊断病情。基于三维模型的各个标识点确定参考平面,数据测量更加精准,避免了二维断层图像指示点受限、单一平面测量造成的误差,为医生确定手术方案提供了精准可靠的数据支持。对三维重建模型进行3D打印,帮助医生预估手术效果,也有利于医生与患者直观地沟通病情,增强患者治疗信心。

医数聚ASP对患者头颅进行三维重建和全面精准的数据测量


    手术模拟为医生提供了精准的手术指引。基于三维重建与测量分析结果,利用计算机辅助设计软件模拟手术操作过程,为医师实施手术进行数字化演练,精确每个手术步骤,规避手术风险,以引导医师精准实施手术。如正颌手术中模拟截骨、骨块移动、导板复位、钛板固定等操作,确定截骨的位置、方向、深度、去骨量以及骨块移动变量。根据术前与术后的分割重建模型,测量手术前后不同的数据,对比手术前后的变化,评估术后效果,让医生在术前就对手术操作做到心中有数。


医数聚ASP模拟上颌截骨操作


    手术导板是确保手术效果与手术设计相一致的重要工具。基于数字化手术设计的三维重建和手术模拟结果,数字化设计手术所需的导板,并通过3D打印技术打印出实体手术导板,供医生在术中直接使用。手术导板的使用将术前设计转移到术中实现,确保截骨、复位与固定的精准性,降低了手术操作的难度,提高了手术效率与安全性。

    以颌面部肿瘤切除手术为例,在未使用数字化手术设计的情况下,手术操作全凭医生的主观经验,在利用腓骨重建下颌骨时,截取腓骨骨块容易出现误差,需要通过磨骨才能使重建骨块吻合,手术操作繁琐且耗时长。应用医数聚ASP数字化手术设计,对患者颌面与腓骨进行三维重建,通过手术模拟确定肿瘤切除范围,设计腓骨截骨导板以确保截取的骨块在重建时完全吻合,在数字化手术设计的指引下精准实施手术,避免了磨骨操作,提高了手术精度和效率。

    

医数聚ASP腓骨截骨导板设计


    四川大学华西口腔医学院李龙江教授在2018中国(西部)口腔医学学术会议上表示,数字化手术设计是一项值得广泛推广运用的技术,不但对经验丰富的医生有较大帮助,还对年轻医生有重要的指导意义,年轻医生在数字化手术设计的帮助下也能使高难度手术达到预期效果。