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医生变身技术咖全国首例3D肺部模型

随着技术的发展,3D打印技术已悄悄进入临床治疗。医院(南京医院)胸外科专家联合影像学专家共同研究,成功打印出全国首例3D肺部血管和肺气管模型,并为一名早期疑难肺癌患者成功实施了手术。

作者:吴倪娜侯雨萌

来源:医院

年轻白领连续咳嗽数月体检后竟是肺癌早期 

  今年45岁的唐女士在一家企业担任高管,正处于事业鼎盛的时期。今年春节期间,唐女士出现了反复咳嗽,由于工作繁忙,唐女士并未在意。4月中旬体检时,医生发现她的左上肺有个磨玻璃结节影。唐女士自己非常焦虑,四处求诊,经过反复比较,慕名来到医院胸外科就诊。   医院胸外科陈亮主任医师为唐女士做了详细检查。检查发现,唐女士左上肺病变直径有1.2厘米,就像一小片磨玻璃样,但中间夹着者高密度影子。陈亮主任初步判断这是一个非常早期的肺癌,建议唐女士手术。手术怎么做?从切口微创到组织微创 

  做手术?唐女士很有畏惧感。同手术组的朱全主任医师向她解释说:现在我们做肺手术,绝大多数都是微创手术-电视胸腔镜手术,就在胸部打数个钥匙孔大小的切口就完成了手术,相对传统的开胸手术,微创手术切口小,创伤小、术后疼痛轻、并发症少、恢复快,手术的效果同开胸手术一样。   但唐女士的情况比较特别,唐女士的病变靠近肺门深处,常规的楔形切除非常困难,甚至对肺的损伤更大。如果简单地将有病灶的肺叶拿掉,患者的病变又非常早期,切除一叶肺对患者的损失就有点大了。   随着胸腔镜技术、医学影像技术的发展,出现了微创精准肺段切除术,该技术是采用胸腔镜对肺癌病变部位进行精准的肺段切除。朱全主任解释说:人的左右两肺共有5个肺叶,又可在细分为18个肺段。精准的肺段切除手术对于早期肺癌病变的手术效果等同肺叶切除,还可以尽最大可能保留肺功能,做到组织微创。   但是精准肺段切除最大的难点在于解剖的不确定性,因为肺血管、支气管细枝末节就像一棵树一样,每个人的长得都不一样。要作到精确切除,首先需要确定病变在哪一段,其次需要精确判断该段的动脉静脉和支气管有没有畸形,需要切断哪一个。如果切错了支气管,肺远端呈空泡样,改变失去功能;如果切错了静脉,就会导致患者持续性咯血。为了实现精准手术医生们变身技术咖 

  陈亮主任介绍说:对于肺部病变来说,一般CT的图像都是平面的,医生看了CT片以后,在自己的脑海中把它还原成立体的,对患者体内的肿瘤进行定位,不易精确定位。随着影像技术的发展,该院率先在国内将CT数据导入计算机工作站建立三维立体模型。   但在建立三维模型中一个难点就是细小支气管的成像重建,另一个难点就是血管成像。因为肺循环的时间非常短,动脉和静脉不在一个时间上成像,一般也就是1-2秒之间,造影剂流动的快慢直接影响结果,打早了两个都不能显影,晚了动静脉就会重叠在一起,无法区分。为了解决这些技术难题,陈亮、朱全联合该院影像科具有多年心脏冠脉成像经验的唐立钧主任医师,通过唐立钧和科室研究生徐心峰的共同努力和反复探索,终于圆满实现了肺血管、支气管三维模型的重建。   三维立体模型真实地还原了患者的动脉、静脉、支气管,既可以旋转观察,还可以做成三维立体动画,拷入iPad中带到手术室,在手术中可以通过iPad查看。3D打印还原肺和肿瘤模型帮助医生更加精确手术 

  怎么想到利用3D打印技术呢?陈亮和朱全告诉记者,尽管成功地将CT二维图像改进成可以三维动态观察的图像,但每当他们进行复杂肺段手术时希望能有更加直观的模型进行参考。   巧合的是,前不久,朱全主任碰巧看到了一家南京本地3D打印公司的广告,便找到了该公司,将希望打印模型的想法告诉了这家公司,他们也非常愿意尝试。在陈亮、朱全、徐心峰的努力下,他们成功将唐女士肺和肿瘤的三维立体模型,转化成了3D打印的数据,在这家公司的帮助下,用了一个晚上便打印出了真实的唐女士的肺血管和支气管的3D模型。   这个模型看上去像是两个分叉较多的树枝,朱全介绍到,分叉较多的是肺部血管,分叉较少的是气管模型,两者重叠后便是唐女士的肺部形状。较为不同的是,这是按照唐女士肺部真实情况等比例缩小的模型。从3D模型中医生还发现唐女士的肺动脉是畸形的,这根血管一般人是在支气管的后方,而唐女士恰恰长在了气管的前方,这个地方本来并不会有血管。如果不注意,手术中就可能误损伤到这根血管。“已经非常逼真了,你看CT片中的肺部结节,我们只要对照模型一下子就可一看到,它起源于哪个支气管,靠近肺门的哪根血管,十分清晰。3D打印就是将患者的气管、血管状态最大可能地复原出来,手术前就可以根据这个模型来设计该切断哪根血管、支气管,切除哪个区域,将损伤降到最小。同时医生术前就可以发现畸形,在手术中提高警惕,防止损伤。”   在3D模型的帮助下,陈亮、朱全、吴卫兵手术团队顺利地为唐女士进行了精准肺段切除手术,手术时间也比以往的类似手术缩短了近一半时间。术后病理显示,唐女士确实为非常早期的肺癌,幸运的是手术是根治性的,唐女士手术后就可以恢复健康,不用再做其它治疗。   陈亮表示,3D打印的优点在于:一是让医生对于不同患者肺部解剖结构有一个更加直观的了解;二是在手术前就发现患者肺的血管、支气管有无畸形,提高手术的安全性。三是手术前,医生可以针对每一位患者在模型上规划手术过程,进行模拟手术;四是手术中提高了手术的精确性,缩短了手术时间。 强强联手3D打印+精准肺段切除让患者“诊”的同时完成“治”

  目前肺癌在中国的癌症死亡中依然高居首位。目前受到吸烟、二手烟、装修、空气质量等因素影响,肺癌疾病谱也在悄悄改变。过去吸烟的男性高发,现在女性不吸烟的患者也在逐渐增多。但是肺癌的早期临床表现并不明显,大多数患者早期没有任何感觉,当“有感觉”查出是肺癌时,多半已经是中晚期,至少2/3的患者已失去手术根治机会,可能在1-2年内死亡。   因此当患者体检发现肺部提示有小结节或者说肺部有磨玻璃影时,通常都非常紧张。究竟是此时手术还是再继续观察,也是让很多人纠结的问题。   陈亮主任表示,随着医学技术的发展,目前对于早期非小细胞肺癌的准确诊断和分期水平有了很大的提高,越来越多的“肺小结节”在体检中被发现。小结节有良性的,也有恶性的,有经验的医生会根据结节形态及变化来判断哪种可能性大,从而建议患者采用最合适的诊断治疗方法。   目前外科手术仍然是肺癌或疑似肺癌首选的治疗方法。早期肺癌完全切除术后5年生存率可以达到70%以上,其中原位腺癌、微浸润癌的5年生存率可以达到%,但中晚期肺癌外科治疗的5年生存率仅为15-20%左右。如果怀疑是肺肿瘤早期,采用3D打印技术联合精准胸腔镜下的肺段切除术,不仅能在术中明确结节是否是恶性肿瘤,同时可以实现“诊”和“治”一次性解决,从而消除患者及家庭的恐惧和心理负担。   对于肺癌的防治,陈亮等专家建议:对于年龄在50岁以上人群,特别是有高危因素及家族倾向者,无论男女及有无吸烟史,首先应该做一次胸部低剂量CT筛查,如发现肺部有可疑结节,则需要定期随访检查。和其他恶性肿瘤一样,早发现、早诊断、早治疗在目前阶段仍是提高肺癌治愈率、降低死亡率最有效的措施。









































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