城阳区人民医院蓝孝全:医工结合 创新发展实现3D打印临床医学转化

说起3D打印,你会想到什么?儿童玩具?建筑模型?工业材料?……3D打印又称增材制造,广泛应用于各个领域,其中尤属工业领域用的最多。当此项技术应用至医学领域,更是将跨学科和医工结合的创新理念提高到极致。

现今使用3D打印的医院数量众多,但大多医院“医”“工”各自独立,真正能够做到医工结合、实现3D打印临床医学转化的比较少,而城阳区人民医院3D打印临床医学转化中心便是这些少数中的一个。中心成立于2016年,是山东省内首家医院自主建设、拥有独立知识产权的中心,而主任蓝孝全是中心的核心人物之一。

从入门到精通 医工结合实现3D打印临床医学转化

蓝孝全在城阳区人民医院从事医学影像技术已有27年,他善于思考,创新思维,始终不忘探寻本专业发展的突破口。经过反复学习和思考,蓝孝全最终瞄上3D打印技术。他计划学习3D打印技术,将工业上一些成熟的技术和方法转化应用到医学领域,为“医工结合”架起桥梁。

做出这个决定,蓝孝全并非头脑一热、毫无根据。他的专业与3D打印有相通之处,且影像技术本身便是临床诊治的重要基础,他与临床医生沟通较多,加之自身的勤奋,这些因素都为他学习和实践3D打印技术打下了基础。

常言道“隔行如隔山”,在3D打印工业设计方面,蓝孝全完全是“零基础”。为此他废寝忘食,查阅文献,学习并操作各种3D打印软件。蓝孝全回忆道,“与三维建模、3D打印工业设计相关的软件,只要我知道了它们的名字,就想去学习尝试,看看哪些是适合我们医生的。我也不想最终只有自己掌握这项技术,软件适用于医生才能更好地将其推广出去。”

从想法萌生一直到技术成熟共历经五六年的时间,其间蓝孝全付出的心血与精力,难以计数。所幸功夫不负有心人,技术的落地得到了医院的大力支持,并在院内进行技术推广,蓝孝全针对各个科室的需求进行3D建模,与临床医生密切沟通,听取他们合理意见加以改进,推动中心的正式建立。

覆盖院内所有手术科室 3D打印精准安全且高效

“目前我们医院所有能做手术的科室,都在使用3D打印技术。”蓝孝全介绍。据悉,中心成立至今共完成手术辅助、模型导板打印等业务3000余例,医院现有一套3D打印建模软件,应用广泛,利用率极高。

对于3D打印技术在临床医学中的应用,蓝孝全举了个例子。对于脑内血肿需要做穿刺引流手术的患者,传统手术医生会根据患者的脑部CT二维影像,凭借自身经验判断打孔插管的位置、角度和深度,可能会存在一定的误差,且手术时间较长。而使用3D打印技术采集并处理患者的脑部CT数据在软件中进行3D建模,能够精准显示病灶及周围组织情况,据此进行个性化导板设计,明确穿刺引流的位置、角度和深度以及一些其他术中注意事项。然后再运用3D打印技术打印出手术导板和等比例的颅骨模型,进行细致的手术预演。这样可以帮助医生精准定位进行穿刺引流,不会影响周边正常的大脑组织,也能大幅缩短手术时间。据了解,脑内血肿穿刺引流导板在3D打印中心从做CT、导板设计、打印、送至手术室,整个流程不超过4小时,实现了急诊3D打印,该方式和流程已获得国家发明专利。

“医教研”一体 对外交流繁密 中心3D打印技术遍地开花

除了在临床医学方面的广泛应用,3D打印临床医学转化技术在“教”和“研”方面也发挥了重要作用。医院通过此项技术打印出3D模型进行带教学习,更为直观高效。而在医学科研方面,据不完全统计,中心至今共完成科研课题35项,获得3D打印相关国家专利20余项,荣获2020年山东省医学科技奖。

“一枝独秀不是春,百花齐放春满园。”自中心成立以来,接待专家指导调研培训100余次,与山东省第一医科大学泰山学者团队联合成立国家级实验室临床研究基地,同青岛大学附属医院签订科研合作协议,还帮助甘肃成县人民医院成立3D打印中心等。

每次交流培训,蓝孝全皆是尽心尽力,倾囊相授。他表示,3D打印技术的临床医学转化关键在于跨学科整合转化的过程,具体来说就是培养什么样的人和技术、如何培养、怎样在医院推广应用。

精准、微创、个性化 3D打印医学应用优势突出、前景光明

“随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,3D打印技术越来越被重视,且应用范围越来越广,最终将变成医院的常规项目。”对于3D打印技术在医学领域的应用前景,蓝孝全信心满满。“精准、微创、个性化,这三个词可以完美涵盖3D打印技术在医学领域的应用优势与目的。”

关于中心的发展方向,蓝孝全有很大的期许,可把3D打印临床医学转化技术分为三个阶段——建模、手术辅助、生物3D打印(植入体的设计制造)。其中第一阶段是入门级,而手术辅助阶段层次更深。前两个阶段均已在城阳区人民医院成熟应用,第三阶段将是中心的发展目标。

什么是生物3D打印(植入体的设计制造)?蓝孝全解释道,例如一个人的某个组织或器官出现了问题,便可用生物3D打印技术打印出一个个性化的假体进行植入。“未来,城阳区人民医院3D打印临床医学转化中心将在巩固现有技术的基础上,向着第三阶段奋进。”

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