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Stratasys巴塞羅那兒童醫(yī)院使用3D打印技術(shù)推動兒科疾病科研診療

2023-02-17

巴塞羅那SantJoanDeDéu兒童醫(yī)院一直以來都走在歐洲兒科癌癥研究的最前沿，最近，他們憑借尖端3D打印技術(shù)推進(jìn)兒科疾病的科研和治療。該醫(yī)院使用StratasysJ5系列3D打印機(jī)制作用于術(shù)前規(guī)劃的逼真解剖模型，不僅簡化了內(nèi)部流程、降低了復(fù)雜手術(shù)風(fēng)險，還提高了整體效果。

癌癥是全球兒童及青少年的主要致死原因，據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計(jì)，每年有40萬0-19歲的癌癥患者。在各類兒童癌癥中，腦癌和實(shí)體瘤是最為常見的種類。

巴塞羅那兒童醫(yī)院SantJoandeDéu（SJD）是一家高度專業(yè)化、私立、非營利的兒童診療中心，一直以來都引領(lǐng)著兒童癌癥的研究。他們對于整合醫(yī)療領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)也頗為關(guān)注，這促使了他們嘗試使用3D打印技術(shù)，并率先在該領(lǐng)域部署這一技術(shù)。

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改善患者治療效果的逼真模型

采用3D打印技術(shù)后，巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院便有能力處理復(fù)雜的病例。自2013年以來，該醫(yī)院幾乎每天都在面對越來越多復(fù)雜、危險的手術(shù)。醫(yī)療團(tuán)隊(duì)在高壓之下，開始嘗試使用3D打印技術(shù)制作細(xì)致、精確的解剖模型，以協(xié)助術(shù)前規(guī)劃，最終大大改善了手術(shù)過程。

巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院3D打印部門3DForHealth研發(fā)工程師兼技術(shù)經(jīng)理ArnauValls解釋說：

3D打印的效果非常棒，我們發(fā)現(xiàn)它不僅將手術(shù)時間縮短了40%，還降低了整體成本。

在早期有了成功經(jīng)驗(yàn)之后，該醫(yī)院開始尋求在診療和手術(shù)中更大范圍部署該技術(shù)的機(jī)會，以及最適合引入該技術(shù)的領(lǐng)域。隨后，他們于2016年建立了3DForHealth實(shí)驗(yàn)室。

自實(shí)驗(yàn)室成立以來，巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院通過提高安全性大大降低了手術(shù)相關(guān)的風(fēng)險，提升了兒科的整體表現(xiàn)。目前，該實(shí)驗(yàn)室每年使用3D打印解剖模型和工具（如切割和定位導(dǎo)板）支持200余臺外科手術(shù)。

事實(shí)上，隨著兒科病例數(shù)量的急劇增加以及術(shù)前規(guī)劃對3D打印的應(yīng)用需求，實(shí)驗(yàn)室不得不進(jìn)一步拓展3D打印的生產(chǎn)能力，并探索制作復(fù)雜模型的可能性。于是在2021年年底，該實(shí)驗(yàn)室通過Stratasys合作經(jīng)銷商ExcelenciaTech公司全新購入了一臺J5系列3D打印機(jī)。

據(jù)Valls介紹，J5系列打印的多彩、多材料模型相較以往單一材料、單一顏色的模型，在逼真度方面有質(zhì)的飛躍，打印速度也有顯著提升。他解釋說：

鑒于可以在一次打印中創(chuàng)建模型和實(shí)物，這讓我們在提高生產(chǎn)力的同時大大降低了成本。

應(yīng)對罕見兒童癌癥病例中的挑戰(zhàn)

早些時候，醫(yī)院接收了一個極為復(fù)雜的病例——一位9歲的男孩患有斜坡脊索瘤，這是一種罕見的、帶有侵略性的惡性腫瘤，需要進(jìn)行手術(shù)切除。腫瘤位于顱底和第一節(jié)頸椎之間，這使得病情更為復(fù)雜，因?yàn)樗x重要的顱神經(jīng)血管、消化系統(tǒng)血管及呼吸道都非常近。

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通過耳鼻喉科和神經(jīng)科團(tuán)隊(duì)等的多學(xué)科協(xié)作，首先由放射科醫(yī)生使用成像技術(shù)確定如何處理和切除腫瘤。

通過磁共振成像（MRI），我們發(fā)現(xiàn)如果采用傳統(tǒng)方法觸及并切除腫瘤，就必須切除齒狀骨突，這有可能使顱骨脊柱脫節(jié)，需要進(jìn)行二次手術(shù)固定顱底。

——CristóbalLangdonMontero博士

巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院鼻科和顱底外科專家

該團(tuán)隊(duì)利用3D打印的患者特異性病理模型來尋找其他方案，并最終確定采用內(nèi)窺鏡通過鼻孔進(jìn)入腫瘤的頂部，再通過口腔將其整個切除。這一方法引發(fā)的創(chuàng)傷小很多，且能避免接觸重要結(jié)構(gòu)和器官，為患者帶來更好的治療效果。

由J5系列3D打印機(jī)制作的模型細(xì)節(jié)對這一方案的規(guī)劃執(zhí)行以及手術(shù)的成功帶來了毋庸置疑的價值。更重要的是，我們能夠?qū)@位年輕患者的器官和重要功能進(jìn)行保護(hù)。

——CristóbalLangdonMontero博士

巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院鼻科和顱底外科專家

3D打印應(yīng)用于術(shù)前規(guī)劃的未來發(fā)展之路

2021年，巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院3DForHealth實(shí)驗(yàn)室成為西班牙首個憑借定制3D打印模型質(zhì)量被加泰羅尼亞總局認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室。這一官方認(rèn)證使其不僅可制作供機(jī)構(gòu)內(nèi)部使用的生物醫(yī)學(xué)模型，還可向外部的其他醫(yī)院提供相關(guān)服務(wù)。

巴塞羅那SJD兒童醫(yī)院神經(jīng)外科主任JoséHinojosaMena-Bernal博士表示：

“與二維圖像相比，3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的里程碑，而Stratasys的3D打印技術(shù)又讓其向前邁進(jìn)了一大步。”

在下一階段，該醫(yī)院計(jì)劃將3D打印作為一個標(biāo)準(zhǔn)程序納入規(guī)劃流程。他們正在籌建一個兒童癌癥中心，并致力將其打造成為歐洲先進(jìn)的腫瘤中心，3D打印將成為治療的核心。HinijosaMena-Bernal總結(jié)說：

StratasysJ5MediJet3D打印機(jī)所呈現(xiàn)的高逼真度和重復(fù)生產(chǎn)能力，在處理像是兒童癌癥這類復(fù)雜疾病時大有所為，這一9歲患兒的病例證實(shí)了它在拯救生命中發(fā)揮的關(guān)鍵作用。其潛力巨大，但整合過程仍處于初始階段。我希望在未來數(shù)月中能夠看到3D打印被更廣泛地應(yīng)用并真正融入醫(yī)院的流程。

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