湘雅医院开展全国首例“MR+3D打印”人工关节置换术

10月12日上午9时，中央、省、市新闻媒体集聚中南大学湘雅医院，共同见证MR（增强现实）和3D打印“黑科技”。在外科手术中，创口附近非常细微的神经组织可谓是一个“易燃易爆炸”的存在，医生一不小心触碰到就会引发很多手术后遗症。如果像科幻电影一样，医生有一双“******眼”，能够以肉眼看到病人的骨骼、血管、神经组织，这样很多高难度的手术将迎刃而解。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

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在MR（增强现实）和3D打印“黑科技”强强联手下，这一设想成为了现实。中南大学湘雅医院骨科专家开展全国首例MR技术与3D打印技术结合下的人工关节置换术，精准力助花甲老人“拉齐”60年“长短腿”。据悉，这一技术达到了国际领先水平，目前正在申请国家专利。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

“长短腿”跛行60年又不幸骨折，渴望恢复正常行走WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

来自湖南祁东的周先生（化名）已饱受“长短腿”之苦60年。8岁那年，因身患小儿麻痹症，家里经济条件差，耽误了治疗，此后便落下了这一病根。因为“长短腿”，他没少受过别人在背后的指指点点。他年轻时曾数次就医，可每次看着医生摇摇头表示无能为力，周先生的信心就会更小一点，慢慢地就放弃了。可他的内心深处，却一直渴望能够正常行走。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

不幸的是，今年9月15日，周先生不慎在家摔了一跤导致左股骨骨折，本来就行动不便的左腿，更是完全无法行走了。在家人的陪同下，他来到了当地的医院，再三犹豫后，他还是跟医生提出了他想要恢复正常行走的心愿。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

然而，毕竟他的腿已经跛行60年之久，要想恢复谈何容易？医生建议他来到中南大学湘雅医院找骨科主任胡懿郃教授。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

手术位置距离坐骨神经仅0.4厘米，风险高难度大WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

在看过周先生的检查影像资料后，胡懿郃教授陷入了沉思。周先生的骨折很好处理，只要接上去就行，但他恢复正常行走的愿望却是一个大难题。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

周先生幼年患病导致左髋关节融合，关节消失了变成了一整块骨头，左边大腿关节几乎不能活动。大腿和骨盆一直固定在60度，并且往内收13度，左腿只能以一个固定的姿势僵硬地抬起，无法放下或左右活动，导致左右腿之间出现了近20厘米的距离差。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

如果只是简单地处理骨折，周先生痊愈后还是只能一高一低地走路，仍然十分不便。能否通过一次手术解决周先生的2大问题呢？WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

要达成这个愿望，医生们则需要为周先生进行人工关节置换手术。然而，由于周先生关节融合程度较严重，需要先在患处截出一部分骨头，再做人工关节置换术。最大的问题在于，截骨面离周先生的左坐骨神经最近只有0.4cm的距离，一旦伤及坐骨神经，周先生有可能会面临左腿萎缩甚至瘫痪，再加上附近肌肉、血管等组织结构复杂，手术难度和风险非常大。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

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“黑科技”给医生一双“******眼”，精准手术降低风险WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

骨科钟达副教授正在研究的MR技术+3D打印的“黑科技”，为周先生带来了希望。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

“MR技术可以给医生一双‘******眼’，清楚地‘走进’患者的虚拟身体内部，可以让手术医生对病人体内的骨骼、血管、神经组织有更准确的判断，从而避开重要的位置，极大减小出血量和手术风险。”钟达副教授介绍。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

手术前，医生将患者的CT、磁共振等影像资料事先输入到系统里。术中佩戴MR眼镜，眼镜可发出一小束光，直接投射到医生的视网膜上，呈现出患者骨骼、血管、神经等虚拟图像。只要将虚拟的全息影像图与患者真实的手术部位对准重合，医生就可以直接“******”患处的内部结构，更为精准地开展手术。此外，MR技术还可根据手术步骤，实时提示医生需要注意的点，比如重要的血管、神经等位置，或是下一步手术方案要如何做。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

除了降低手术风险，手术的精准度也将大大提高。“人工髋关节置换术前，我们按照最佳位置为患者设计一个适合的关节角度。然而光凭医生的经验，很难精确做到设计的角度，比如外展角和前倾角都有20度的范围，这在传统手术中都是可以接受的。有了MR技术和3D打印技术，术前设计的角度是多少，手术做出来就是多少度，可能只有1-2度的误差，可以精准实现最佳的手术效果。”钟达副教授表示。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

MR技术+3D打印取长补短，助老人“拉齐”60年“长短腿”WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

然而，这种看似科幻的“黑科技”，却仍然面临着实际应用中的“配准”痛点。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

“虚拟和现实之间需要一个重叠的过程，这样手术部位的内部结构才能对应得上。比如患者腿内部的血管可以通过虚拟影像呈现出来，但是具体某一条血管在哪个位置，则需要扫描手术部位的若干个点进行配准。”钟达副教授介绍，坚硬的骨骼就是最好的“定位点”，而皮肤、血管等有弹性，容易因手术操作移位而产生误差。然而，现实手术中只有一个很小的创口，患者的骨头也只会显示出一小部分，MR技术无法根据这仅有的信息自动配准整个过程。这就需要医生依靠临床经验手动慢慢配准，无形中就降低了精准度，甚至可能因此拉长手术时间。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

如何让MR技术自动配准更快？钟达副教授想到了已经在临床上广泛应用的3D打印技术，二者的结合正好可以取长补短。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

既然患者真实的骨头无法显示，医生则可以用3D打印技术1:1打印出患者的骨骼模型导板。将这个导板固定在患者创口显露的一部分骨骼上，未显示出来的骨骼就由这一导板代替，再由MR技术来扫描导板，就能有足够的信息迅速自动对准，将虚拟的“全息影像图”覆盖在患者需要做手术的真实部位，让手术医生更加清晰的看到自己正在动手“切”的位置和深度。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

“这样一来，两种技术的痛点都能得到解决，从而让手术更精确、更顺畅。”钟达副教授表示，以往用3D打印制造出来的导板虽然也有助于指导精准手术，但需要占据手术切口的位置，医生手术操作的空间就会变得很小。MR技术可以将这些导板虚拟化，通过全息影像图来指导，医生做手术时就可以在切口空间自由操作了。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

9月27日，是周先生手术的日子，对比两个儿子紧张的神情，周先生却显得很淡定：“昨天我自己用那个眼镜看了我腿里面的骨头了，清清楚楚，又是高科技，又是高明的医生，我百分之百放心！”WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

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在胡懿郃教授的全程现场指导下，钟达副教授为周先生顺利实施了手术。目前，他已经可以尝试下地行走，至此，困扰了他60年的“长短腿”之苦终于得以解决。WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

“我们还在继续探索如何让现实和虚拟进一步互动，让手术操作更直观方便。通过这些高科技的应用，未来高难度手术可以做得更好更准，也能让更多普通医生做高难度手术，造福更多患者。”钟达副教授表示。（通讯员 何飞洁 佘丽莎 摄影 王洁）WVN粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活