3D打印助模擬心臟手術 中大港大聯手降併發風險

撰文:張善彤
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心臟手術尖端複雜,考驗醫生「手勢」。香港中文大學及香港大學合作,將3D打印技術應用於複雜的心臟手術,率先以食道超聲波造影,製作心臟3D模型,是亞洲首創。醫生利用此嶄新技術,便可以在手術前預先了解病人心臟結構,規劃並模擬手術過程,以增加手術安全性、精確度及降低術後出現併發症的風險,年輕的心臟科醫生也可藉此累積更多經驗,才參與實戰。去年威爾斯親王醫院成功以此技術為4名病人完成心臟手術,包括3項左心耳封堵術及1項大動脈置換術。團隊現正收集更多研究數據及改良技術,期望能加快整個製作過程的速度,並盡快用於臨床治療。

3D模型採用與心臟質感相似的材料,例如PVA凝膠製作。(李澤彤攝)

超聲波數據製作心臟模型

人口老化問題日益嚴重,需要進行心臟介入手術的病人越來越多。中大醫學院內科及藥物治療系心臟科助理教授李沛威指出,威院每月平均進行5至6宗左心耳封堵術,及2至3宗大動脈置換術。為提升手術成效和準確性,去年中大與港大醫療團隊合作,成功設計出一套將食道3D超聲波的影像數據,轉換成3D模型影像,並塑造出整個或部分心臟結構的3D矽膠模型。


去年威爾斯親王醫院成功以此技術完成3項左心耳封堵術及1項大動脈置換術,率先運用3D打印技術輔助心血管介入手術,並利用3D超聲波數據進行3D製作心臟模型。此技術適用於複雜心臟病、導管修補術、通波仔、開胸等心臟手術。醫護人員能於手術前了解清楚患者的心臟結構、規劃個人化手術程序,以及模擬手術過程,令醫護人員能更精確地將儀器放到目標位置,大大降低出現併發症的風險。

醫生可利用3D矽膠模型,預習手術過程。(李澤彤攝)

術前模擬減併發症風險

以往心房顫動病人要進行左心耳封堵術前,醫生會用電腦掃描(CT)或磁力共震(MRI)獲取病人的醫療影像。李沛威指出,CT和MRI雖較超聲波造影清晰,但價錢昂貴得多。而食道超聲波影像準確度不低於CT和MRI,因此以食道超聲波獲取影像較符合經濟效益。以往未有3D打印技術之前,醫生只能透過食道超聲波及手術中注射顯影劑製作心臟影像,再憑經驗決定儀器的大小、放置角度等問題。醫生有機會在手術期間嘗試多於一次,才能確認儀器放置在心臟的最佳位置和最適合大小,過程中或增加刺穿血管、流血等併發症的機會。

香港中文大學醫學院內科及藥物治療學系心臟科名譽臨床助理教授張誠謙引用外國例子補充,以往接受傳統的左心耳封堵術病人當中,約三分之一仍出現物質滲漏情況,日後或增加中風危機。而威院去年進行的58宗手術中,亦有5%的病人在術後出現1至3毫米的滲漏。去年威院3名使用3D打印技術的左心耳封堵術病人,則全部沒有出現併發症和滲漏情況。

現時,3D打印技術應用於複雜心臟手術的發展尚未成熟,中大及港大團隊正籌集研究經費,以改良有關技術。團隊於短期內將推出前瞻性計劃,收集更多數據,期望盡快將技術用於臨床治療。

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