全球首例3D打印辅助颅底肿瘤切除术成功

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日前，中南大学湘雅医院利用我国自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统，结合3D打印技术，成功将一名患者的复杂颅底肿瘤及周围组织等比例打印出来，对手术进行辅助干预设计，最终将患者颅内的复杂肿瘤精准完整切除。经权威文献检索，3D打印技术在同类手术上的应用在国际上尚无先例。' \  ?8 I4 h# z1 A; J; Z' z1 {$ Y
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据介绍，颅底肿瘤切除术难度极高，传统方法主要依据CT扫描和核磁共振等二维图像，且影像学数据之间难以有效对接，临床医生往往只能根据影像资料在脑海中自行构建空间图像。一旦切除时留下死角，将很可能导致肿瘤复发。
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) f$ \1 ^3 @# n  n; H/ Y为提高手术精准度，由该院组成的多学科专家团队，在辉擎信息科技有限公司的软件支持下，将患者的CT和核磁共振等多模态影像学数据无缝融合，经进一步精细化处理获取了精确化空间数据，并转化重建为三维模型，采用高分子材料完成3D打印。该模型边界清晰，形似克隆，对肿瘤及周边结构的复杂形态、不同质地和密度均实现了精确复制。1月2日，以该院神经外科为主的手术团队，成功为患者实施了肿瘤切除手术。患者术后恢复良好，术后2天即可下床行走。% L* {- Z) L* g1 ^# G! F  {1 W
来自：生物通

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http://cswb.changsha.cn/html/2014-01/09/content_12_2.htm4 ?; H7 O! e7 x& H6 R
3D打印“克隆”颅内肿瘤 高难手术不再凭空想象  5 n6 {# L) A6 m9 ?
湘雅医院研发E-3D数字化医疗三维设计系统为一脑瘤患者切除肿瘤  * n- y. c# }  l; ~* N
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: M5 F0 p; g& C3 V# J' W' u　　↑3D打印出的肿瘤及相关组织、患者头颅骨。资料图片 ) A, d* y! f+ ]! Y, ]

& @9 \% B- ]$ A: p) X* R　　本报讯（记者 唐江澎 通讯员 武海亮 伍西明）通过3D打印技术，能1∶1打印人体颅内肿瘤模型，甚至肿瘤与血管之间的复杂连接、肿瘤表面的凹凸不平等，都能清晰地“克隆”出来。昨日，中南大学湘雅医院对外宣布，该院利用这一技术精准切除一颗复杂颅内肿瘤，根据文献检索发现，此举在全球尚未见报道。% x7 ^! ^, E* B5 ]+ u
　　3D打印“克隆”颅内复杂肿瘤
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- N$ d7 g. c9 S" \8 h' k* A　　患者张某因头痛、恶心、呕吐、性格改变、记忆力下降持续3年，近一个月症状加重来到湘雅医院求医，被确诊为鞍结节脑膜瘤。患者入院时，颅高压症状十分明显，不尽快手术的话随时可能有生命危险。然而，该患者颅底肿瘤位置深，肿瘤与颈内动脉、视神经、垂体柄等周边重要结构关系复杂，手术难度十分大。% L) m. s% m3 g0 W
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　　为了提高手术的精准度，湘雅医院专家团队通过自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统，将患者CT和MRI扫描获得的影像学数据融合，并作进一步精细化处理，获取精确化空间数据，转化重建为三维模型，将颅底复杂肿瘤和毗邻血管及神经等组织区分，结合3D打印技术，成功将该患者的颅底肿瘤及周围组织等比例地精准打印出来。1 ^2 o2 P9 {4 i+ Q
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　　“这个打印模型完全可以称得上是患者颅内肿瘤的‘克隆产品’。”湘雅医院肿瘤科黄俊辉教授介绍，模型完全按照肿瘤的实际比例打印而成，材质是不同的高科技分子材料，精确地复制了具有复杂形态、不同质地和密度的人体肿瘤解剖结构。8 g  f1 ]9 Q- B4 f, F
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　　用3D技术打印出的肿瘤模型边界清晰，甚至患者的头颅骨、肿瘤相连及周围的血管都打印出来了。黄俊辉教授说：“肿瘤在颅底的什么位置，周围有什么血管，一目了然。”
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% x6 z0 Z, u$ U6 O) O+ V/ t) i　　高难度手术不再“凭空想象”, s8 v7 |- Z+ Q

; v3 B% h' m6 |: r6 i' Q" G8 C　　该团队核心成员、湘雅医院神经外科李学军副教授介绍，颅底肿瘤是外科手术中难度最高的一项手术，传统手术主要依据患者的CT和MRI（核磁共振）图像，但二者存在有平面化的局限性，因此需要医生有一个立体空间的想象力，才能为接下来的手术做好铺垫，“即使是具有丰富临床经验的医生，也很难做到在手术中百分之百的精准，因为有些肿瘤周围组织结构复杂，手术边界较为模糊，手术容易留下死角。”
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　　“3D打印的肿瘤原型给了医生充分的手术设计辅助，主要是优化手术设计。”李学军介绍，3D打印技术能让医生在手术前充分了解脑内肿瘤的部位、形状、大小及与周围组织的毗邻关系，确定手术进入路线、切除范围、术中注意事项等，能在完整切除肿瘤的同时最大限度地保护肿瘤周围正常组织，降低了并发症和后遗症的发生率。与传统的手术相比，应用3D打印技术的手术更具精准度和前瞻性。+ q& N% B: g! K. V) l* h/ T
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　　1月2日，以李学军副教授为首的专家组，成功为患者实施了肿瘤切除手术。患者术后恢复良好，头痛、恶心、呕吐、记忆力下降等症状得到明显改善，且没有出现神经功能障碍。
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　　据中南大学计算机视觉与虚拟现实技术研究所副所长廖胜辉副教授介绍，除了本次复杂颅内肿瘤模型之外，他们还在对肝脏、肾脏疾病的3D打印技术加紧研究，未来有望看到人体各种复杂器官疾病的3D打印模型。1 p+ U, X# P9 M+ q" m$ W
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　　名词解释
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　　E-3D数字化医疗三维设计系统
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2 m5 _0 d4 H# y) V5 [5 W　　采用最新的数字化技术，结合医学、计算机、虚拟现实、图形学等多学科交叉研究开发，将多种仪器检查的图像数据相互融合，实现多模态影像学数据彼此之间或整体之间的无缝对接，根据需要显示出病灶或周围组织和器官，象“堆积木”一样动态地任意增减所需要显示的组织、器官，并使之转化为可视的三维图像。  
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http://www.xiangya.com.cn/web/Content.aspx?chn=284&id=23051* A7 D2 x5 Q. K
湘雅医院使用3D打印技术辅助切除复杂颅底肿瘤# z& B* ?& f7 g3 D( Y& C
2014-1-8 19:14:41
0 `5 G8 s2 k( [8 l0 L# z1 X. Z& y文章来源：党委宣传办    作者：伍西明 武海亮    点击数：1738 8 _  A2 y! C% C2 M' q
　　日前，中南大学湘雅医院多学科协作团队，利用自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统，结合3D打印技术，成功将一名患者的复杂颅底肿瘤及周围组织等比例打印出来。医生在术前通过该全仿真模型对手术进行干预设计，最终精准成功地将患者颅内复杂肿瘤完整切除。患者术后恢复良好，术后2天即可下床行走。文献检索发现，应用3D打印技术辅助切除复杂颅底肿瘤在全球尚未见报道。
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+ T* k9 n# x, }" ]' E' i1 F! y7 C1月8日上午，湘雅医院举行新闻发布会，通报该院使用3D打印技术辅助切除复杂颅底肿瘤。- p0 ~/ {) s+ n8 c

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5 H1 R0 l  G8 j7 \5 @湘雅医院唐北沙副院长、新闻发言人莫龙与研发团队出席新闻发布会
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( t! X- C4 J0 t中南大学湘雅医院多学科协作团队，利用自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统，结合3D打印技术，成功将一名患者的复杂颅底肿瘤及周围组织等比例打印出来。; C- W! X' a, |6 d3 k3 g' N0 }& g" i
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　　3D打印“克隆”颅内复杂肿瘤# H; ^) f1 l& [% H' j- A) `, ]! \

0 }3 X8 r5 I+ Z; f& H1 }' m* h* S　　患者张某因头痛、恶心、呕吐、性格改变、记忆力下降持续3年，近一个月症状加重，遂到湘雅医院求医，被确诊为鞍结节脑膜瘤。患者入院时，颅高压症状十分明显，需要尽快手术，否则有生命危险。且该患者颅底肿瘤位置深，肿瘤与颈内动脉、视神经、垂体柄等周边重要结构关系复杂，手术难度十分大。
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　　为了提高手术的精准度，由中南大学湘雅医院肿瘤科黄俊辉教授牵头，湖南省颅底外科与神经肿瘤临床技术研究中心副主任、湘雅医院神经外科李学军副教授，湘雅医院放射科副主任李文政副教授、易小平医师，中南大学计算机视觉与虚拟现实技术研究所副所长廖胜辉副教授和湘雅口腔医院专家组成的团队，决定结合3D打印技术对患者实施手术。该团队通过自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统，将患者CT和MRI扫描获得的影像学数据融合，并作进一步精细化处理，获取精确化空间数据，转化重建为三维模型，将颅底复杂肿瘤和毗邻血管及神经等组织区分，结合3D打印技术，成功将该患者的颅底肿瘤及周围组织等比例地精准打印出来。
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湘雅医院利用自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统将患者颅底肿瘤的信息进行可视化处理; z) t3 F! d& C8 [' H$ S
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3D打印“克隆”出的肿瘤及相关组织、患者头颅骨, h7 |& z0 `) B- a2 U- _) z
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　　“这个打印模型完全可以称得上是患者颅内肿瘤的‘克隆产品’”。湘雅医院肿瘤科黄俊辉教授介绍，模型完全按照肿瘤的实际比例打印而成，材质是不同的高科技分子材料，精确地复制了具有复杂形态、不同质地和密度的人体肿瘤解剖结构。: ~) w3 m/ d  u9 X6 e# @
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　　记者观察到，用3D技术打印出的肿瘤模型边界清晰，甚至患者的头颅骨、肿瘤相连及周围的血管都打印出来了。黄俊辉教授说：“肿瘤在颅底的什么位置，周围有什么血管，让人一目了然”。5 ~' g. g- I( |- Q% m) c8 m& d, I
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　　高难度手术设计不再“凭空想象”
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　　“颅底肿瘤是外科手术中难度最高的一项手术，医生必须下刀准，肿瘤切除要干净彻底。根据传统手术方法，该类颅底肿瘤手术的实施主要依据患者的CT和MRI图像，但二者存在有平面化的局限性，因此需要医生有一个立体空间的想象力，才能为接下来的手术做好铺垫”，团队核心成员、湘雅医院神经外科李学军副教授同时指出，即使是具有丰富临床经验的医生，也很难做到在手术中百分之百地精准，因为有些肿瘤周围组织结构复杂，手术边界较为模糊，手术容易留下死角，“肿瘤切除不干净，将会导致肿瘤复发”。
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1 l" c/ O9 T! M" J0 Z( q5 _该团队进行术前讨论
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0 t# a. M5 I1 K" e　　“有了3D打印技术的辅助，医生设计手术时不再‘凭空想象’，手术时更稳定和精准。”据李学军副教授介绍，3D打印技术能让医生在手术前充分了解脑内肿瘤的部位、形状、大小及与周围组织的毗邻关系，确定手术进入路线、切除范围、术中注意事项等，能在完整切除肿瘤的同时最大限度地保护肿瘤周围正常组织，降低了并发症和后遗症的发生率。“3D打印的肿瘤原型给了医生充分的手术设计辅助，主要是优化手术设计。与传统的手术相比，应用3D打印技术的手术更具精准度和前瞻性”。6 G) b% G- [4 E. U

! f6 k1 y& W$ I  ^; ~: I　　1月2日，以李学军副教授为首的专家组，成功为患者实施了肿瘤切除手术。患者术后恢复良好，头痛、恶心、呕吐、记忆力下降等症状得到明显改善，且没有出现神经功能障碍。0 x1 G  ?+ Q$ R9 c7 p+ |- S
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　　3D打印技术临床应前景广阔
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4 }" Q0 x9 m/ }+ y- O+ @: f　　“我们平时所见的打印机，打印的产品是二维的文字、图片。”团队组核心成员、中南大学计算机视觉与虚拟现实技术研究所副所长廖胜辉副教授介绍说，3D打印机打印的“产品”是三维的立体物件，原理是通过电脑控制，把“打印材料”一层层叠加起来，最终成型。“打印机‘墨盒’里装的是什么材料，就能打印出什么材料的产品”。
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8 \2 b9 K8 l6 C# v4 r) r　　3D打印的思想起源于19世纪末的美国，20世纪80年代以来得以发展。在中国，3D打印研究已有约20年，近些年该项技术已经逐渐应用于临床医学。; j# i8 @7 t- K2 W; |$ [

: {* C" ^  F. n4 Y! v5 I4 s9 f! c) i　　在该技术团队带头人黄俊辉教授看来，3D打印技术应用临床诊疗，有着更有着更广阔的前景，如：用患者的肿瘤复制品作为实物，便于医生与患者及家属进行术前谈话和沟通；有助于肿瘤内科医师判断术后是否需要进一步给患者实施化学治疗或/和放射治疗；便于直观教学，培养年青医师；能根据医生的要求进行剪影和显像，保留所需要的组织。“基于这一特点，有助于开发分子影像标记技术，便于术前或术中更加准确地区分良恶性肿瘤”。
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9 w* [: v/ Y0 j) r. Z3 n+ }; ]* _　　湖南省医学会神经外科学会主任委员、湖南省颅底外科与神经肿瘤临床技术研究中心主任、中南大学神经外科研究所所长、湘雅医院神经外科袁贤瑞教授认为，3D打印技术在复杂颅底和脑血管手术具有很多优势，发展前景广阔。将来还或可实现人体器官的打印，为患者打印出所需要的人体个性化“零部件”；或进行模拟手术等。“该技术虽然并不能完全替代传统的医疗技术，但作为传统医疗技术的有利补充，可为患者提供更个性化的服务”。: b9 C6 W6 e0 K% z
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1 ^9 S+ X5 F* M; Z" o) b% hhttp://www.hnst.gov.cn/kjdt/hnkjkx/201401/t20140121_331990.htm7 c5 g* Q) [  C" H5 ]
湘雅医院自主研发E-3D数字化医疗三维设计系统首次成功应用于颅底复杂肿瘤手术! t. c! W4 n4 |3 X
发布日期：2014-01-21    信息来源：    字体大小：【大中小】   本页面已被浏览：147 次" k4 y- s9 |7 p$ X/ U4 _0 I
  
* i. `5 x  k7 t7 w2 |% k8 t日前，中南大学湘雅医院多学科团队协作，利用自主研发的E-3D数字化医疗三维设计系统，结合先进的3D打印技术，成功将一名患者的复杂颅底肿瘤及周围组织等比例打印出来。医生于术前通过该全仿真模型对手术进行干预设计，最终精准成功地将患者颅内复杂肿瘤完整切除。患者术后2天下床行走，第7天出院。据该团队文献检索，应用3D打印技术辅助切除复杂颅内肿瘤在全球尚未见报道。
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0 n$ p9 w& R& _" {3D打印“克隆”颅内复杂肿瘤  高难度手术设计不再“凭空想象”# \$ M# w9 f, T5 Q' ^$ o, _
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颅内肿瘤特别是颅底肿瘤手术是外科手术中难度最高的一项手术，医生必须下刀准，肿瘤必须切除干净。以往，肿瘤类颅内肿瘤手术的实施主要借助患者的CT和MRI图像进行手术方案设计，但CT和MRI图像的缺陷主要在于其平面化，虽然多排CT和大功率、用于动物试验的MRI扫描仪能进行三维重建，但提供给临床医生和患者的只有二维平面胶片；因为有些肿瘤与周围组织之间有着错综复杂的关系，鉴于CT、MRI等医疗检查设备各有其优势与不足，各种扫描设备采集的影像数据又不能相互利用，手术边界较为模糊，即使是具有丰富临床经验的医生，也很难做到百分之百精准。# c0 o, ?; p- D
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基于上述原因，由中南大学湘雅医院肿瘤科黄俊辉教授牵头，湖南省颅底外科与神经肿瘤临床技术研究中心副主任、湘雅医院神经外科李学军副教授，湘雅医院放射影像科李文政副教授、易小平医师，中南大学计算机视觉与虚拟现实技术研究所副所长廖胜辉副教授和湘雅口腔医院专家组成的多学科团队，自主研究开发了“E-3D数字化医疗三维设计系统”，并用该软件系统将该患者CT和MRI扫描获得的影像学数据进行融合，并作进一步精细处理，获取精确化空间数据，转化重建为三维模型，将颅底复杂肿瘤和毗邻血管及神经等组织区分，结合3D打印技术，成功将该患者的颅内肿瘤及周围组织等比例地精准打印出来。打印出来的模型是患者颅内肿瘤的克隆产品，按照肿瘤的实际比例，由不同的高科技分子材料，精确地复制了具有复杂形态、不同质地和密度的人体肿瘤解剖结构。肿瘤在颅底的什么位置，是否侵犯到颅骨，周围有什么血管，让人一目了然。
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  K& N4 q# E, T- a( G与以往的手术相比，应用3D打印技术的手术更具“精准度”和“前瞻性”，能让医生在手术前充分了解脑内肿瘤的部位、形状、大小及与周围组织的毗邻关系，确定手术进入路线、切除范围、术中注意事项等，能在完整切除肿瘤的同时最大限度地保护肿瘤周围正常组织，降低了并发症和后遗症的发生率。E-3D数字化三维医疗设计系统结合3D打印的肿瘤原型给了医生充分的手术设计辅助，甚至还可以于术前在电脑中进行一次模拟手术预演。
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E-3D数字化三维医疗设计系统临床应前景广阔
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! b# K- q2 Z: D+ I6 M+ zE-3D数字化三维医疗设计系统的创新点在：一是能对多模态影像数据（包括CT、MEI、DSA、B超等）进行配准，并能进行二维与三维的多模态融合显示。二是提供高精度的医学组织三维模型重建功能，清晰显示复杂解剖结构、病变和畸形特征、及毗邻结构的空间关系。三是能提供方便的输入与输出接口，能与医院现有的CT、MRI、DSA、B超、3D打印设备等多种仪器设备的输出或输入口进行方便对接。四是能直接进行个性化三维解剖测量和手术方案设计，开展模拟手术，为临床手术方案的制定，各种操作演练、医学培训和教育等提供技术支持。除用于精确定位手术之外，该系统还将有着更为广阔的临床应用前景，如：用患者的肿瘤复制品作为实物，方便医务人员之间的交流；有利于医生与患者及家属术前谈话和沟通；还有助于肿瘤内科医师判断术后是否需要进一步给患者实施化学治疗或/和放射治疗；有利于放疗医师对放疗靶区的准确定位；有助于开发分子影像标记技术；该系统还能生成和输出三维立体视觉场景，带上3D眼镜就能看三维立体影像；产业化后，发展前景广阔。: {% P2 y" r* n' a
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http://www.jjckb.cn/2014-01/03/content_485220.htm
5 x2 K8 a) I4 }湖南：湘雅专家运用3D技术成功切除肿瘤  ( H1 g* t, ^7 p* l

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8 Y3 y+ L2 a; W2014-01-03 　　作者：记者 帅才/长沙报道　　来源：经济参考报  8 U4 j0 |9 N* G% p' `

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( I0 a$ A1 S+ r* x8 v3 c" k* [# A6 R5 g　　随着3D技术逐渐渗透进入人们的日常生活，让人感觉新鲜之余，更多地是体会到这项技术的实用和高效。然而，将3D技术应用于医学领域，在手术室内通过3D眼睛和立体画面开展腹腔镜手术，又会呈现出怎样的效果呢？
* j9 n& z: e4 j% Q5 v　　近日，中南大学湘雅医院泌尿外科主任、湘雅名医齐琳教授领衔泌尿肿瘤亚专科团队采用3D腹腔镜技术，为一名75岁的膀胱癌患者实施腹腔镜膀胱全切术。在3D高清腹腔镜的帮助下，屏幕上腹腔内的器官似乎变得触手可及，令术者们仿佛置身于3D影院一般。  h& k; }8 t# [7 i) h" n
　　术中，高清立体影像取代了以往的平面视图，超声刀所到之处，组织层层分离，血管立体清晰可见；腹腔内缝合的时，就好像缝线都拉到了眼前……如此逼真、清晰的场景，令专家们仿佛置身于3D影院一般。
: _) `9 p8 v1 L　　“手术只花了不到两个小时便顺利完成，大大缩短了手术时间，且患者出血量仅为100毫升。”齐琳教授说，3D高清腹腔镜技术还原了真实视觉中的三维立体手术视野，为微创手术提供了立体视觉效果，使腹腔镜下的术野如同开放手术时一样直观、清楚，令手术操作更为精细和准确，可以最大限度地减少血管、神经损伤，较常规腹腔镜进一步减少了出血和并发症。
$ H# w9 a  E' \　　“医生带上3D眼镜后，通过监视器清楚地辨认组织器官周围的结构，高清立体视野可以极大地帮助术者解剖、缝合，且定位更加精准，使得技术发挥得淋漓尽致。”齐琳教授说。  
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