In 3D giúp bác sĩ phẫu thuật điều trị khuyết tật tim ở trẻ em
Mô hình tim 3D được in ở Canada giúp các bác sĩ phẫu thuật điều trị khuyết tật tim ở trẻ em
Bản sao in 3D của những trái tim có kích thước nhỏ bé và quý giá, được đặt trong bàn tay lành nghề của các bác sĩ phẫu thuật tim nhi hàng đầu trên thế giới – đây là công việc quan trọng của bác sĩ Shi-Joon Yoo của 3D HOPE Medical.
Bác sĩ Yoo là một bác sĩ X- quang tim mạch, người đứng đầu Bộ phận Chụp hình Tim, Khoa Chẩn đoán hình ảnh tại Bệnh viện dành cho Trẻ ở Toronto. Ông là chuyên gia chẩn đoán hình ảnh cho các bệnh tim bẩm sinh ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ và in mô hình 3D các bộ phận cơ thể người bằng cách sử dụng dữ liệu kỹ thuật số thu được từ MRI, CT và siêu âm. Mặc dù không đếm, bác sĩ Yoo tin rằng ông đã đưa ra những biểu hiện vật lý của 300 trường hợp dị tật tim khác nhau và đã in ra tổng cộng khoảng 1.000 trái tim nhỏ.
Bác sĩ Yoo
In 3D
Tiến sĩ Yoo nói rằng trực quan hóa trong 2D không mạnh bằng việc có một mô hình mà bạn có thể chạm, kéo, đẩy hoặc xoay; nó không cho phép bạn rạch để nhìn vào bên trong cấu trúc giải phẫu và kiểm tra các yếu tố ẩn.
Ngay cả khi nhìn thấy một mô hình 3D trên màn hình hoặc trên giấy – nó không thực sự là 3D, nó vẫn là 2D. Vẫn còn chỗ cho sự hiểu lầm. Thật khác biệt khi giữ một mô hình vật lý trong không gian. Khi giải phẫu không bình thường và phức tạp, tôi thường phải viết hai trang để giải thích về việc quét hoặc mất 10 phút để giải thích. Bây giờ các chi tiết tốt là tất cả trong mô hình.
Thay vì phải lắp ráp một hình ảnh trong tưởng tượng của họ, các bác sĩ phẫu thuật giữ bản sao in 3D, đại diện cho trái tim của một bệnh nhân thực tế và lên kế hoạch cho thủ tục . Do kiến thức và thực hành có được trước khi bước vào phòng mổ, phẫu thuật ngắn hơn và bệnh nhân dành ít thời gian hơn cho việc gây mê, dẫn đến kết quả tốt hơn. Đôi khi một mô hình tiệt trùng thậm chí kết thúc trong phòng mổ như một hướng dẫn.
Khi phẫu thuật cho trẻ sơ sinh hoặc trẻ nhỏ, thật khó để bác sĩ phẫu thuật hỗ trợ nhìn thấy bên trong một lỗ mở chỉ dài vài cm. Có thể nhìn thấy, chạm vào và thực hành trên một mô hình giúp nâng cao năng lực và sự tự tin của họ và cắt giảm nhiều năm học tập. Các hoạt động có thể được diễn tập, và các trợ lý có thể quen thuộc với khuyết điểm như bác sĩ phẫu thuật chính.
Đó là một lợi ích to lớn, bởi vì cần ít nhất 10 năm kinh nghiệm trước khi bác sĩ phẫu thuật sẵn sàng thực hiện các ca phẫu thuật tim nhi khoa tinh tế. Giải phẫu rất phức tạp, các trường hợp rất đa dạng và tỷ lệ mắc bệnh rất hiếm. Tại Bệnh viện dành cho Trẻ ốm, ngay cả khi tất cả trẻ em Ontario bị ảnh hưởng đến điều trị, các bác sĩ phẫu thuật riêng lẻ chỉ có thể gặp một hoặc hai trường hợp hiếm gặp mỗi năm.
Bác sĩ Yoo nói trước khi in 3D, đó là học bằng cách làm, làm việc trên bệnh nhân. Phát hiện thực sự đã xảy ra trong khi đứa trẻ đang mở trên bàn.
Mô hình trái tim in 3D
Một lợi ích khác của việc có các mô hình vật lý thực tế là giao tiếp dễ dàng hơn với các gia đình. Sử dụng mô hình của các trường hợp thực tế tương tự nhau, bác sĩ phẫu thuật có thể chỉ cho cha mẹ trước và sau mô hình và chính xác những gì phẫu thuật sẽ làm cho con của họ .
Sử dụng sớm
Ông bắt đầu in 3D bằng cách cung cấp trái tim mẫu cho các bác sĩ tim mạch và bác sĩ phẫu thuật tại Bệnh viện dành cho Trẻ ốm . Ông bắt đầu với công nghệ in phun bột, chủ yếu được sử dụng để tạo ra các mô hình cứng, giống như gốm. Những mô hình này khai sáng kế hoạch giáo dục và điều trị, nhưng bị hạn chế vì độ cứng.
Đầu tư vào công nghệ tốt hơn
Dựa trên công nghệ Polyjet , máy in này sử dụng nhựa photopolyme được chữa khỏi bằng tia UV để xây dựng các mô hình tương tự nhau và linh hoạt với mô tim của con người.
Hình ảnh y tế có độ phân giải cao nhất có thể cung cấp cho bác sĩ phẫu thuật là 0,3 đến 0,7 mm. Stratasys Objet260 Connex mang lại bề mặt mịn màng và các bộ phận có độ phân giải cao. Độ dày lớp có thể giảm xuống 16 micron.
Thực tế của quá trình
Ông luôn luôn tiết lộ bất cứ điều gì tôi biết về quy trình. Người bệnh nắm bắt được thời gian và tất cả các bước tỉ mỉ liên quan. In ấn là phần dễ nhất của công việc.
Ông nói rằng kế hoạch chi tiết của mình – chẩn đoán hình ảnh – cung cấp một biển thông tin phải được sắp xếp và phân đoạn để tạo mẫu nhanh. Và sau này, sau khi mô hình được in, những người có kỹ năng phải cẩn thận làm sạch và nhuộm mô hình. Vì công nghệ in 3D không phù hợp để sao chép cấu trúc van trong tim, những bộ phận đó phải được chế tạo riêng và thủ công. Nó tốn nhiều công sức, tốn thời gian và tốn kém. Một mô hình trái tim mới có thể mất 12 đến 20 giờ để sản xuất và Tiến sĩ Yoo ước tính giá trị của mỗi chiếc (khiêm tốn) vào khoảng 2.000 đô la.
Giáo dục đồng nghiệp trên toàn thế giới
Bác sĩ Yoo là một nhà lãnh đạo trong số các đồng nghiệp của mình. Ông có hai bộ mô hình giáo dục mà ông tham gia giảng dạy cho cộng đồng y tế và đã trình bày cho các thành viên của Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ, Hiệp hội Phẫu thuật lồng ngực Hoa Kỳ và Hiệp hội X quang Bắc Mỹ. Vào tháng 1 năm 2016, Bệnh viện dành cho Trẻ em bị Bệnh Toronto đã tổ chức một buổi đào tạo cho các bác sĩ phẫu thuật tim từ khắp nơi trên thế giới.
Bác sĩ phẫu thuật thực hiện thủ thuật sử dụng mô hình bản sao in 3D của trái tim
Nhìn về phía trước
Tiến sĩ Yoo hy vọng phần mềm của tương lai sẽ giúp đơn giản hóa công việc phân đoạn mà anh ta làm để có được các tệp hình ảnh sẵn sàng để in và tài liệu in đó sẽ còn giống như thật hơn nữa. Ông mong muốn một ngày được in bằng silicon, vật liệu tốt nhất có thể để cắt và khâu. Và bởi vì ông tài trợ cho công việc của mình bằng tiền túi của mình, mong muốn được hỗ trợ tài chính tốt hơn cho những người làm việc trong một môi trường y tế hàn lâm như ông ấy. Quy trình và vật liệu khá tốt, nhưng ông không bao giờ ngừng cố gắng cải thiện.
