人工智慧3D列印技術 解決骨科手術“看不見”等難題

人工智慧3D列印技術 解決骨科手術“看不見、打不準、拿不穩”難題

人工智慧3D列印技術目前已在骨科手術中得到了較為廣泛的應用。解決了骨科手術“看不見、打不準、拿不穩”的難題，術前醫生可以根據3D打印出的全真模型進行手術入路的精準定位，合理規劃手術方案，在手術過程中操作輕鬆、得心應手。

彭昊

武漢大學人民醫院骨外科主任

髂骨是髖關節重要的組成部分，56歲的張阿姨由於患了髂骨腫瘤，連最愛的廣場舞也跳不動了。近日，武漢大學人民醫院骨關節外科副教授周建林團隊利用人工智慧3D列印技術，打印出張阿姨的髖臼髂骨缺損全真定位模型，並透過定製導板“導航”手術，為她精準實施了腫瘤切除。術後5天，張阿姨已能下地行走。

傳統的骨科手術僅僅根據影像學結果及手術醫生的臨床經驗實施，不僅操作不夠精準，而且創傷大、手術時間長，操作稍有不當就可能引起併發症。而且醫生憑經驗判斷骨腫瘤邊界，過多切除會增大損傷關節正常骨組織的風險，造成不必要的傷害；切除不夠則無法徹底清除腫瘤，導致骨病變組織殘留，致使骨強度降低，病人除了會繼續疼痛外，二次手術治療也將加大醫生的操作難度。此外，傳統手術過程中需要反覆進行影像透視以判斷切除程度，而高頻次的射線照射會對病人身體造成損害。

周建林表示，國內有醫生透過對股骨遠端腫瘤患者進行術前CT掃描採集資料，將資料匯入計算機中，利用計算機CAD軟體建模，在模型上模擬手術，再依據腫瘤的邊界利用3D打印製作的手術切除模板，在術中引導骨腫瘤切除。術後患者隨訪資料顯示，病灶處無復發、感染及斷裂等現象發生。運用這一方法，不僅可以提高手術的精確性，還可以讓手術時長減少一多半。

此次，周建林團隊也採用了同樣的方法。他們在手術前對張阿姨的髖臼髂骨按照1∶1的比例進行重建，並藉助人工智慧3D列印技術打印出全真定位模型，設計好腫瘤刮除路徑方案，併成功實施髖臼骨質病損切除+髖臼修補術，在空腔內植入人工骨材料同種異體骨。

術後X光片顯示，髂骨腫瘤全部被精準刮除，術後檢查髖關節活動度無異常，手術效果達到預期目標。

周建林團隊此次運用的人工智慧3D列印技術在列印過程中可以進行自主學習，分析列印問題，改善模型質量，縮短列印時間，更快捷地創建出更精確、真實的模型。目前這種技術已經開始運用於醫療器械、醫療模型、康復器械等的製造。

武漢大學人民醫院骨外科主任彭昊指出，人工智慧3D列印技術目前已在骨科手術中得到了較為廣泛的應用。解決了骨科手術“看不見、打不準、拿不穩”的難題，術前醫生可以根據全真定位模型進行手術入路的精準定位，合理規劃手術方案，在手術過程中操作輕鬆、得心應手。