等比例打印模型进行预演

2014年7月，赴美进行博士后研究的马学晓为青大附院引进当前国际上最先进的MIMICS计算机辅助外科技术与快速成型3D打印技术。该套系统就是运用MIMICS软件采集并处理患者的CT数据，在计算机中制作三维模型，立体、精确地显示病灶及周围组织情况，据此设计手术方案，明确手术入路、切除范围、术中注意事项等，并在三维模型上完成虚拟手术。然后，再运用3D打印技术，等比例打印出患者病灶的全仿真模型，并在模型上进行细致的手术预演。

“在脊柱外科，传统的X光片与CT、MRI等二维影像不可能全方位显示病变情况，医生只能凭借空间想象力规划手术。如遇复杂病例，即便是具有丰富临床经验的医生也很难确保操作绝对精准，极易出现脊髓神经损伤、截瘫等并发症。”马学晓介绍，3D打印医学技术在脊柱外科的应用已非常常见。

上周二，一名18岁的平度少年遭遇车祸，第8胸椎破碎，第7、8胸椎还出现错位，一旦在手术中伤及脊髓，少年就会双下肢瘫痪，当地医院不敢实施这样的手术。少年被转诊至青大附院后，马学晓将少年的胸椎等比例打印出来，找到有可能压迫脊髓的骨折块，准确选定进钉点，顺利完成了脊椎固定手术。

这套MIMICS软件看上去“很简单”，购置费却高达30万元，每年正版维护费用也在10万元，全省只有三家医院配备。

导板导航进行手术设计

前几日，一名82岁的老人因第6、7颈椎管内多个肿瘤压迫脊髓，出现了不完全性瘫痪，在青大附院接受了椎管内肿瘤切除术。

据了解，该手术需要先切开部分椎骨，切除肿瘤后再对颈椎进行固定，否则会出现颈椎错位、变形等问题。传统手术中，80多岁的老人因骨质疏松，需要在颈椎外围多钉几个钉子，不仅花销大，还影响患者脖子的灵活度。北京一家大型综合医院曾经尝试为患者将钉子穿过椎弓根进行颈椎固定，但手术失败，患者成为植物人，医院赔偿200多万元。

“穿过椎弓根进行固定是最有效的措施，但极易伤到椎动脉，造成大出血或脑梗塞；也可能伤到脊髓，使患者瘫痪；万一伤到脊柱神经，患者的手臂以后连抓东西都难了。”马学晓告诉记者，所有这些问题，都可用个体化设计的3D打印导板来解决。

术前，马学晓和助手将老人的颈椎等比例打印出来，在模型上实验探索出进钉的位置和角度后，将进钉路线又打印了一个导板，导板与患者的颈椎结构完全契合。手术时，将导板安置在患者的颈椎上，利用导板上预留的进钉口，就准确无误地将钉子穿过患者的椎弓根，完成了固定术，整个过程就像车载GPS，只要按设计路线行走，路盲也能到达目的地。

3D打印椎骨关节植入人体

“数字医疗的革新，不仅提高了高难度手术的精准性、前瞻性和安全性，而且可以为患者进行个性化定制。”马学晓说，3D打印医疗的第三阶段，就是人体植入。比如有的患者椎间盘突出，可以切除病变的椎间盘，植入一个新的椎间盘，而目前市场上的成品只有四个型号，并不适合所有的患者，用3D打印技术则可以做出定制化的植入物。

在3D打印植入物材料方面，青大附院与海信集团、威高集团签订了三方合作协议。威高集团总经理助理、医学博士寇万福告诉记者，3D打印的医学材料主要就是钛合金，这种材料实际上就是目前各种植入人体的医用成品的材料，已被实践证明是与人体相容性最好的医用材料，而且在患者接受磁共振等检查时产生的干扰最少。由于3D打印的个性化产品在应用上目前尚无国家行业标准，需要采集临床实验数据促成这一标准的出台。据透露，威高3D打印医学材料最快在半年内可以拿到相关批文。

青大附院副院长董蒨表示：“目前，北京大学第三医院的刘忠军教授已实施30多例3D打印椎体修补块植入手术，即在患者椎体肿瘤切除后为其打印一块与切除椎体形状完全一致的椎骨；上海等国内一线城市也开始为临床实验患者植入3D打印的关节。前不久，杭州刚刚完成了首例3D打印胸椎骨头植入手术。下一步，我院也将迅速启动3D打印的临床实验，在神经外科、口腔科、骨科等尝试为患者进行个性化医疗服务。”

（来源：青报网）