稀な結合双生児の分離手術、3Dプリントが役立つ

この投稿は Little Raccoon によって 2017-9-5 16:09 に最後に編集されました。

3Dビジュアライゼーションと3D Systemsの豊富な印刷経験は、医師チームが複雑な結合双生児分離手術を行うのに役立ちました。

図1: 結合双生児の分離手術前図2: 3D Systemsの3D視覚化技術と3Dプリントモデルの助けを借りて、双子は分離手術を無事に受けました

結合双生児分離手術
三つ子の中に結合双生児が生まれる確率は、わずか 5000 万分の 1 です。この確率を超えると、股関節結合双生児が生まれる確率は 6 パーセントになります。テキサス州のドリスコル小児病院の外科チームは、非常に困難な状況に直面していた。幸運なことに、外科チームは 3D Systems 医療チームの専門知識、つまり 3D 視覚化技術と 3D プリントされた外科モデルを活用して、結合双生児に必要な 30 回を超える手術を成功裏に遂行しました。
経験豊富な専門家チームシメナとスカーレット・ヘルナンデス・トーレスは、腰椎で結合した双子で、それぞれ下肢が別々です。三つ子のもう一人のカタリナは正常に生まれました。結合双生児は結腸と子宮の両側を共有します。赤ちゃんの腎臓は膀胱に対応しています。したがって、手術の目的は、患者が自身の正常な臓器を持てるようにすることです。小児外科医ハルーン・パテル氏は、小児外科、泌尿器科、形成外科、整形外科の専門家を含む医療チームを率いて結合双生児の手術を行った。

ハルーン・パテル医師ケビン・ホプキンス医師ケビン・ホプキンス医師は、パートナーのヴァネッサ・ディマスとともに、結合双生児の手術前と手術後の形成外科手術を行っています。ホプキンス氏は、3D Systems の技術と専門知識を理解し、手術においても重要な役割を果たしました。 2000 年以来、ジョンズホプキンス大学は 3D Systems の医療チームと共同で 70 件以上の手術を行ってきました。そのほとんどは顎顔面手術で、結合双生児の分離手術も数回行われました。
ユニークな課題に取り組む<br /> 分離手術には数カ月かかると予想されており、医師らは双子の共通の身体構造を注意深く研究し、手術後の双子の生存を確実にするために、双子を最も効果的に分離し、重要な臓器、皮膚、骨、筋肉、組織の位置を調整する必要がある。予備計画を立てた後、彼らは双子のCTスキャンデータと関連情報を3D Systemsの医療チームに送信しました。 3D SystemsはCTスキャンデータを入手後、それを3Dデータに変換し、双子をつなぐ体の構造を浮き彫りにし、外科的治療をシミュレーションし、3Dプリントで双子の構造モデルを作成した。このプロセス全体には約 2 ～ 3 週間かかります。結合双生児の場合、特有の課題がいくつかありました。

ジョー・フラートン、3D Systems 医療用画像およびモデリングチームリーダー
「結合双生児の症例はどれも独特で、今回のような症例では必ず重大な解剖学的異常が見られます」と、3Dシステムズの医療用画像およびモデリングのチームリーダー、ジョー・フラートン氏は語る。「今回の症例では、双子の臓器の一部は、予想外の場所にあったり、共有されていたりする可能性があるため、特定が困難でした。」
3D Systems の医療チームは CT スキャンデータを受け取り、それを 3D データに変換して、双子の結合部分の解剖学的構造を強調し、外科的治療をシミュレーションしました。
手術上の困難をタイムリーに検出する<br /> 3Dモデルと手術シミュレーションが準備できたら、分割手術を計画し実行するすべての医師が参加するオンライン会議が開催されます。ホプキンス医師はこの手術が感動的なものだと考えた。
「3D Systems が、共有骨盤を分離し、双子の個々の骨盤を復元する分離プロセスを実演したとき、これが実際にできるなんて驚きました」とホプキンス博士は語ります。「また、スカーレットの腎臓の 1 つがずれていて、当初考えられていたよりも骨盤内の低い位置にあることもわかりました。双子の解剖学的構造の 3D モデルを実際に見たとき、これらの問題が明らかになりました。」
3D Systems が作成した結合双生児の身体構造の 3D 仮想モデルが術前計画に使用されました。オンライン会議の終了直後、外科医は 3D Systems から 3D プリントされた物理モデルを受け取り、より自信を持って手術を計画し、練習することができました。
「この物理モデルは素晴らしいです」とホプキンス博士は言います。「2次元のX線や3D画像とは異なり、このモデルは手で持つことができます。これにより、双子の臓器の位置、臓器を分離する場所、患者の位置をチームに明確に示せます。」2つの物理モデルは、3D Systems ProX 800ステレオリソグラフィー（SLA）プリンターを使用して作成されました。 ProX800 の精度と解像度は、射出成形部品の精度と解像度に匹敵するか、それを超えます。 ProX 800 は印刷速度も非常に速く、印刷できる素材も豊富です。
双子のうちの1人の解剖学的構造を示すために透明なプラスチック素材が使用され、主要な血管と臓器を含む骨格が正確に描かれ、色分けによって区別されていました。

3D Systems の ProX 800 デバイスを使用して印刷された結合双生児の物理的構造モデル。別のモデルは、皮膚の表面層を表現するために白いプラスチック材料を使用して印刷されました。

3D モデル: 結合双生児の皮膚の下の身体構造フラートン博士は次のように述べました。「この特殊な素材を選んだのは、不透明であるため切開計画を立てるのに便利で、皮膚の輪郭を非常によく示すことができるからです。両方のモデルは洗浄および滅菌でき、手術室に持ち込んで手術中にリアルタイムで参照することができます。」
貴重な時間を何時間も節約<br /> ホプキンス博士は、3D視覚化と物理モデルは医師の時間を大幅に節約するのに役立つと述べた。「当初、手術には 20 時間を割り当てていましたが、手術全体は約 12 時間かかりました。視覚化と 3D モデルにより、少なくとも数時間は貴重な時間を節約できたと思います」と、同氏は語ります。「手術は成功し、術前の綿密な計画が成功の大きな要因だったと考えられます。」手術後、パテル医師は「たとえるなら、オーケストラのようで、すべてが完璧に調和していた」と語った。不幸を変え、人生をやり直す手術後、結合双生児は数週間の集中治療を受け、順調に回復した。 2016年5月、1歳の誕生日に、彼らはついに退院しました。パテル医師とホプキンス医師は、理学療法を受けながら双子の回復状況を継続的に確認する予定だ。ホプキンス医師は「双子は常に進歩しており、いつか歩けるようになり、素晴らしい人生を始めるのを楽しみにしています」と語った。

双子は分離手術後幸せに成長した
シメナとスカーレットはこの世に生まれたとき、いくつかの恐ろしい出来事に直面したかもしれませんが、経験豊富な外科医、医療専門家、病院スタッフ、3D技術者のおかげで、双子のために奇跡を起こすことができました。
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