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2018年04月12日 星期四
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3D打印+虚拟现实+混合现实
虚拟影像为医生术中“导航”

    近期,广东省人民医院第一次将3D打印技术、虚拟现实技术(VR)、混合现实技术(MR)这3种技术结合在一起,应用于复杂先天性心脏病手术,且取得了很好的效果。这是全球首创临床突破,更令人自豪的是,3种技术与设备全部源自国内。

    “虚拟心脏”精准“导航”

    2个月大的宝宝小安(化名),体重仅3公斤,被证实罹患严重复杂先天性心脏病——肺动脉闭锁。近日,小安成为了全球首例在混合现实技术辅助下接受“心术”的患儿。

    据了解,小安的主干血管被分裂成了5条细微的支线血管。医生帮助小安恢复肺动脉的过程,需要将这5条支线血管都找到,并缝合在一块。广东省人民医院心外小儿病区主任温树生说,以往肺动脉闭锁解除,算得上超大手术——需要在患者的左、右侧胸上各开一个切口,将一团乱麻般的侧支血管找到,分别游离。再在胸口正中开一个切口,把它们一一拼接到解锁的肺动脉上,一台手术至少超过10个小时。温树生说,最耗时又最难的是找侧支血管,不是找到就行,是要找到每一根的起源、走向等。

    3月27日,温树生和他的助手团队借助了混合现实技术(MR)为小安进行手术。这个手术室里同时存在着“两副”病变心脏及血管:一个在接受手术的宝宝体内;一个在温树生和手术助手的MR (混合现实)眼镜里,这个只存在于眼镜里的“虚拟心脏”是手术前根据CT影像检查重建的小安的虚拟三维心脏影像。 

    手术中,当温树生需要查看血管走向时,只需打开MR眼镜,从眼镜里调取这个虚拟三维心脏影像,并将其投射到手术台上方,或者直接把“虚拟心脏”放到小安胸腔内,让“虚拟心脏”与小安的实际心脏重合。这样就能根据实时的影像指引,把侧支血管一条条地找到,然后“移花接木”到它们该在的位置。

    借助这颗“虚拟心脏”的实时指引,小安的手术仅花费了4个多小时就顺利结束,比常规缩短6个小时以上。原本需要在侧腹壁用手术刀划开的切口也免了,孩子能更快康复。

    “黑科技”颠覆心脏手术

    在手术中,混合现实技术不仅可以实现“术中导航”,更重要的是能够准确找到复杂病灶的位置和结构。

    5岁女童小冰(化名),也是复杂先天性心脏病患儿,2年前就接受过心脏手术,近期出现了心肌束肥厚、心内血流通道狭窄。在混合现实技术的辅助下,广东省人民医院心外科综合病区主任岑坚正戴上虚拟现实(VR)眼镜,调取其中根据患儿CT结果重建的三维虚拟心脏,然后把这颗“虚拟心脏”放大,并“走进”虚拟心脏的内部,沿着血管,很快就找到了畸形狭窄处。

    总的来说,“黑科技”组合拳大致是这样进行:第一步,根据影像检查重建的三维图像,用3D打印出一个1:1的模型。借助这个模型,医生可对复杂病例进行术前练手;第二步,根据三维重建后的影像资料,在特殊的系统里,完全构建出一个和病变心脏高度一致的VR虚拟三维图。医生戴着VR眼镜,将虚拟心脏放大到像一个真实房间那么大时,可以走到这颗虚拟心脏的内部,看看心房、心室和每一条血管的流向,很快就能精确判断病灶位置。最后,用三维重建的资料,构建一个立体的病变心脏,存放于MR眼镜里。真正手术时,在遇到不太确定的地方,戴上MR眼镜,调出这个虚拟心脏,用来指引手术完成。

    新科技不增加患者费用

    广东省人民医院院长庄建对于将VR、MR以及3D打印这些当下热门的先进技术和传统外科医学结合所发生的技术革命充满憧憬。

    “我们是全球第一个将3种技术结合在一起使用的医疗机构,而且这种结合取得了很好的效果。”更让庄建自豪的是,无论技术还是设备,我国全都拥有完全自主知识产权。庄建表示,3种技术结合在一起后,大大提升了手术的安全性、精细度,手术时间则缩短达1/3以上。

    此外,由于这一系列的设备并不昂贵,所以,新技术的应用不会增加患者的医疗费用。更重要的是,术时大减,手术室轮转速度加快,就有更多的患者能得到治疗机会。

    (综合《广州日报》

    《南方都市报》《信息时报》等)

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