威院骨科手术使用3D打印、混合实景技术助术前评估 使手术更精准

撰文: 董素琛
出版:更新:

新界东医院联网自2021年起,在威尔斯亲王医院骨科引入进阶3D打印机和技术,帮助医生做术前预习,让他们跟团队解释该如何做好手术,如帮助切除膝盖骨癌手术时更精准,更容易放入特制“金属骨”,做到保肢甚至保关节的效果。

联网在2023年更开始应用混合实景技术,将病人医学影像处理后的全息图(3D hologram),透过混合实境智能眼镜投射在病人身上或手术部位,令医生如同拥有“透视眼”一样,在手术落刀前作整体评估,以多角度观察病人皮下情况。2023年起至今,威院已成功应用混合实景技术在50宗骨和软组织肿瘤手术,预计2025年会应用此技术在140宗骨科手术中。

威尔斯亲王医院高级义肢矫形师刘康贤(左)和创伤及矫形外科顾问医生黄国全(右)讲解骨科引入进阶3D打印机和技术,以提升手术成效。(卢翊铭摄)
威尔斯亲王医院高级义肢矫形师刘康贤(左)和创伤及矫形外科顾问医生黄国全(右)讲解骨科引入进阶3D打印机和技术,以提升手术成效。(卢翊铭摄)

帮助医生做术前预习 “点样去做𠮶个手术就会好好多”

新界东医院联网自2021年起,在威院骨科引入进阶3D打印机和技术,并制定工作流程,服务其后于2022年扩展至其他专科,联网更在2024年在威院成立3D打印办公室。自2021至2024年,威院已应用3D打印技术在426个个案,一年制作273个3D打印模型。威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全说,3D打印手术模型可帮助医生做术前预习,让他们跟团队解释该如何做好手术。

黄续说,现时3D打印手术模型用于较复杂手术,如骨肿瘤及骨骼变形等,“传统我哋只系得啲2D嘅影像,我哋做手术系一个立体嘅影象,如果你打印咗之后,其实系一比一嘅大细,咁变咗我哋系做手术之前,感觉到𠮶个切割嘅地方、点样去做𠮶个手术就会好好多,否则你就系凭空想架啫,凭空想你今次想得到,唔代表下次想得到。”

黄以原发性骨肿瘤为例,手术是此病的主要治疗方法。他说,所有骨肿瘤手术都需经电脑扫描程序,惟以往只有2D影像,病人却是另一实体;两者有时候不能交接,以致实际情况与术前计划存在误差。

咁交接唔到,你咪谂再(将2D影像)project(投射)系个病人身上,嚟估𠮶个切位系边一度,咁呢个过程其实会有个误差系度。
威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全
威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全(右)说,现时3D打印手术模型会用于较复杂手术,如骨肿瘤及骨骼变形等。(卢翊铭摄)

帮助切除膝盖骨癌手术时更精准 更易放入特制“金属骨”

黄国全说,传统儿童骨癌八成都在膝盖裹面,要“切得干净”病人才可生存下去,惟以往医生因不敢切太近,有时要牺牲膝盖关节,“咁牺牲咗你要摆返啲金属配件落去,令到佢个膝头哥可以好返。”

以手术切割后,关节要再受力便需以物料填补该位置,“金属骨”是其中一种方法。他指3D打印技术可帮助手术时切割更精准,更容易放入特制“金属骨”,做到保肢甚至保关节的效果。

可用于制造肿瘤假体 打印出与肿瘤切割后相同缺口

3D打印技术亦可应用于制造肿瘤假体。黄国全表示,现时3D打印技术甚至可打印出与肿瘤切割后相同的缺口,“即系譬如你切完之后有个缺口,咁基本上个3D打印嘅假体就可以如贴合咁摆返落去,呢个由切割到摆位,可能系用到5至10分钟。” 他指3D打印假体除了大小与切割的位置吻合外,亦有小孔设计使其与人体骨骼更好地融合。

至于手术最终是使用传统假体还是3D打印假体,黄国全指要视乎病人手术要求,以及想要达到的手术目标,他举例指若某些个案需要在一些接合位接合得很好,或需钢板在不同位置,便会考虑使用3D打印假体,强调3D打印假体的安全性与传统假体无异。

威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全示范使用混合实境智能眼镜,形容技术令医生如同拥有“透视眼”一样。(卢翊铭摄)
威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全示范使用混合实境智能眼镜,误差与实际情况少于1毫米。(卢翊铭摄)
混合实境智能眼镜让医生可以“透视”病人体内结构,在手术落刀前以多角度观察病患皮下情况,检视毗邻器官、血管等的关连。(卢翊铭摄)

混合实境智能眼镜“透视”体内结构 准确度实际误差与少于1毫米

新界东医院联网于2023年开始应用混合实景技术,透过电脑扫描制成医学影像,再将病人医学影像处理后的全息图(3D hologram)以混合实境智能眼镜投射在病人身上或手术部位,整个“制图”过程约需2至3小时,而此类数码内容及后亦可经互联网进行互通。

混合实境智能眼镜让医生“透视”体内结构,在手术落刀前以多角度观察病患皮下情况,检视毗邻器官、血管等的关连性。至于影像准确度,黄则指误差与实际情况少于1毫米,形容技术令医生如同拥有“透视眼”一样。

自2023年起,威院已成功应用混合实景技术在50宗骨和软组织肿瘤手术。威院现时拥有4部混合实境智能眼镜,该院预计2025年全年会应用此技术在140宗骨科手术中。

威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全示范使用混合实境智能眼镜。(威尔斯亲王医院提供)
威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全示范使用混合实境智能眼镜。(威尔斯亲王医院提供)
威尔斯亲王医院创伤及矫形外科顾问医生黄国全示范使用混合实境智能眼镜。(威尔斯亲王医院提供)

混合实景技术不可取代3D打印 义肢矫形师:视乎医生需求

以体积较大的3D打印模型而言,撇除后期工序亦需一至两日才可成功打印出来;但即使是最复杂的模型,电脑也只要二至三小时便可生成影像,并在混合实境智能眼镜中看见。既有混合实景技术,是否无需再以3D打印制造模型?

黄国全指,混合实景技术用途在于辅助,在手术落刀前作整体评估,故不会取代3D打印技术,而是两者合用。他续说,理论上所有医学影像,如CT(电脑扫描)、MRI(磁力共振扫描)均可使用混合实景技术,但3D打印技术的应用现时却只局限在复杂手术上。

威尔斯亲王医院高级义肢矫形师刘康贤指投射影像未必能代替实物模型,需视乎医生的需求。(卢翊铭摄)

威尔斯亲王医院高级义肢矫形师刘康贤亦指,投射影像未必能代替实物模型,需视乎医生的需求,“例如我哋有啲金属钢板,佢哋要预先屈好晒𠮶个形状,咁𠮶个你一个虚拟影像你做唔到㗎嘛,你唔会喺一个虚拟(影像)𠮶度屈到一个实物出嚟㗎嘛”。